钻井液用重晶石微粉及其浓缩液的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钻井液用重晶石微粉及其浓缩液的制备方法，属于钻井技术领域。所述方法包括：量取重晶石粉和表面改性材料，所述重晶石粉和所述表面改性材料的体积比为100:0.5～3.5；将量取的所述重晶石粉和所述表面改性材料倒入球磨机中，并加入无水乙醇，搅拌均匀，得混合物；将所述混合物在1000～1500转/分钟下，研磨4-6小时，得所述重晶石微粉。本发明专利技术通过在重晶石粉研磨过程中加入表面改性材料，制备出粒径小于10μm的重晶石微粉。重晶石微粉的粒径越小，用于钻井液时，悬浮在钻井液中所需要的剪切力就越小，即需要的钻井液粘度越低，从而能更好的均匀分散在钻井液中，降低了钻井液在动态或静态时重晶石沉降的风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钻井
，特别涉及钻井液用重晶石微粉的制备方法。
技术介绍
在钻杆钻进地层时，钻井液可平衡地层孔隙压力防止地层坍塌。由于各油气田的 地层孔隙压力不同，因此用于调节地层孔隙压力用的钻井液的密度也需要不同。 目前，在钻井领域常采用重晶石作为加重剂来配置不同密度的钻井液。 在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：在窄安全密度 窗口下，即地层破裂压力与地层孔隙压力相关不大的情况下，为了有效控制当量循环密度， 需要将钻井液流变性调控到足够低，因此需要大大减小钻井液的粘度，钻井液的粘度减小 易导致重晶石沉降。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术实施例提供了一种钻井液用重晶石微粉及其浓 缩液的制备方法。所述技术方案如下： -方面，提供了一种钻井液用重晶石微粉的制备方法，所述方法包括： 量取重晶石粉和表面改性材料，所述重晶石粉和所述表面改性材料的体积比为 100:0. 5 ~3. 5; 将量取的所述重晶石粉和所述表面改性材料倒入球磨机中，并加入无水乙醇，搅 拌均匀，得混合物； 将所述混合物在1000~1500转/分钟下，研磨4-6小时，得所述重晶石微粉。 优选，所述表面改性材料为硬脂酸。 优选，所述重晶石粉和所述表面改性材料的体积比为1〇〇: 2,所述重晶石粉和所述 无水乙醇的体积比为100:0. 8-2. 0。 优选，所述重晶石粉为API标准的重晶石粉。 另一方面，一种钻井液用重晶石微粉浓缩液的制备方法，所述方法包括： 量取重晶石粉和表面改性材料，所述重晶石粉和所述表面改性材料的体积比为 100:0. 5 ~3. 5; 将量取的所述重晶石粉和所述表面改性材料倒入球磨机中，加入液体介质搅拌均 匀，得混合物； 将所述混合物在1000~1500转/分钟下，研磨2-4小时，得所述重晶石微粉浓缩 液。 优选，所述表面改性材料为两性离子聚合物降粘剂和/或磺化褐煤树脂，所述液 体介质为水。 优选，所述表面改性材料为硬脂酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵和含锚基分散剂 中的至少一种，所述液体介质为白油。 优选，所述重晶石粉和所述表面改性材料的体积比为100:2。 优选，所述重晶石粉为API标准的重晶石粉。 优选，加入的所述液体介质的体积为所述重晶石粉体积的0.5~4. 5倍。 本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例通过在重晶石 粉研磨过程中加入表面改性材料及无水乙醇，通过表面改性材料和无水乙醇的配合协同作 用，能够将重晶石粉分散地更加均匀，防止了重晶石粉在研磨过程中团聚和沉降，从而制备 出粒径小于10Um的重晶石微粉。重晶石微粉的粒径越小，用于钻井液时，悬浮在钻井液中 所需要的剪切力就越小，即需要的钻井液粘度越低，从而能更好的均匀分散在钻井液中，降 低了钻井液在动态或静态时重晶石沉降的风险。【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步 地详细描述。 1、本专利技术实施例中所用到的化学试剂及仪器： 重晶石粉购买自广州胜荣创新有限责任公司，为200目API标准重晶石粉； 硬脂酸及两性离子聚合物降粘剂购买自山东聚鑫化工有限公司，其中两性离子聚 合物降粘剂为XY-27; 磺化褐煤树脂、十二烷基二甲基苄基氯化铵及白油购买自大港油田集团油田化学 有限公司，其中磺化褐煤树脂为SPNH，白油为5#白油； 含锚基分散剂购自广州凯奇实业有限公司。 2、所用球磨机为WL-Ia型号，购买自天津日晟久源仪器设备有限公司。 3、本专利技术实施例提供的制备方法介绍如下： 方法1、一种钻井液用重晶石微粉的制备方法，所述方法包括： 步骤101:量取重晶石粉、表面改性材料和无水乙醇，所述重晶石粉和所述 表面改性材料的体积比为100:0. 5~3. 5,所述重晶石粉和所述无水乙醇的体积比为 100:0. 8-2. 0 ； 无水乙醇会吸附到重晶石粉的表面，使其表面吉布斯自由能降低，进而有效地抑 制晶体的生长，从而达到对重晶石粉体分散的效果。而且，由于无水乙醇具有较强的挥发 性，在球磨过程中，其会逐渐挥发至在重晶石粉内的含量为〇,即起到了分散重晶石粉的效 果，又不会在重晶石粉内引入不必要的物质，且无需专门的工艺来去除，使得在其与表面改 性材料的协同作用下，重晶石粉得到高度分散，研磨成为粒径小于10Um的粉体。例如，该 粒径可为9ym、7ym_5ym之间。 优选，所述表面改性材料为硬脂酸； 优选，所述重晶石粉为API标准的重晶石粉，以保证硫酸钡的纯度大于95%。 步骤102:将量取的所述重晶石粉和所述表面改性材料倒入球磨机中，搅拌均匀， 得混合物； 步骤103:将所述混合物在1000~1500转/分钟下，研磨4-6小时，得所述重晶 石微粉。 方法2、一种钻井液用重晶石微粉浓缩液的制备方法，所述方法包括： 步骤201:量取重晶石粉和表面改性材料，所述重晶石粉和所述表面改性材料的 体积比为100:0. 5~3. 5 ; 步骤202:将量取的所述重晶石粉和所述表面改性材料倒入球磨机中，加入液体 介质搅拌均匀，得混合物； 优选，所述液体介质为水，所述表面改性材料为两性离子聚合物降粘剂或磺化褐 煤树脂；所述液体介质为白油，所述表面改性材料为硬脂酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵和 含锚基分散剂中的至少一种。其中，液体介质可以根据钻井液的性质选择，油基钻井液选 择白油，水基钻井液选择水，液体介质的用量可以根据需要添加，为了增加研磨效率，加入 的所述液体介质的体积为所述重晶石粉体积的0. 5~4. 5倍。 优选，所述重晶石粉为API标准的重晶石粉。步骤203:将所述混合物在1000~ 1500转/分钟下，研磨2-4小时，得所述重晶石微粉浓缩液。 为了将重晶石微粉分散的更加均匀，在制备重晶石微粉浓缩液时，对步骤202中 的混合物进行超声分散能够达到有效分散重晶石微粉的目的，利于制备得到粒径更小的重 晶石微粉。 4、本专利技术实施例提供的重晶石微粉及重晶石微粉浓缩液的使用方法： ( 1)重晶石微粉的使用方法：与API重晶石加重方法一样。 (2)重晶石微粉浓缩液的使用方法：以浓缩液直接配置钻井液，在其中补充相关的 钻井液处理剂即可，可以适当减少增粘剂和提切剂的量。 实施例1~3 按上述方法1制备重晶石微粉，其中各工艺参数如表1所示。 表1实施例1~3具体参数及所得重晶石微粉的粒径【主权项】1. 一种钻井液用重晶石微粉的制备方法，其特征在于，所述方法包括： 量取重晶石粉和表面改性材料，所述重晶石粉和所述表面改性材料的体积比为 100:0. 5 ~3. 5 ; 将量取的所述重晶石粉和所述表面改性材料倒入球磨机中，并加入无水乙醇，搅拌均 匀，得混合物； 将所述混合物在1000~1500转/分钟下，研磨4-6小时，得所述重晶石微粉。2. 根据权利要求1所述的钻井液用重晶石微粉的制备方法，其特征在于，所述表面改 性材料为硬脂酸和/或硬脂酸钠。3. 根据权利要求1或2所述的钻井液用重晶石微粉的制备方法，其特征在于，所述重 晶石粉和所述表面改性材料的体积比为100:2,所述重晶石粉和所述无水乙醇的体积比为 100:0. 8-2. 0。4. 根据权利要求1或2所述的钻井液用重晶石微粉的制备方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井液用重晶石微粉的制备方法，其特征在于，所述方法包括:量取重晶石粉和表面改性材料，所述重晶石粉和所述表面改性材料的体积比为100:0.5～3.5；将量取的所述重晶石粉和所述表面改性材料倒入球磨机中，并加入无水乙醇，搅拌均匀，得混合物；将所述混合物在1000～1500转/分钟下，研磨4‑6小时，得所述重晶石微粉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王建华，杨海军，王立辉，李爽，孙明昊，刘进京，冯杰，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11