一种抗高温油包水基钻井液及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种油包水钻井液及其制备方法，钻井液包括油相、水相和添加剂，添加剂包括高软化点沥青组合物颗粒、促进剂和乳化剂。其中高软化点沥青组合物颗粒加入量占钻井液总质量的1%~5%；高软化点沥青组合物颗粒的平均粒径为小于60目。本发明专利技术解决了高软化点沥青应用于油基钻井液时，由于油溶性过高，不能保持很好的颗粒状态和高温变形能力，而造成的封堵和降滤失效果变差等问题。同时，通过适宜的主、辅乳化剂与高软化点沥青颗粒的协同作用，解决了油包水钻井液中水含量高时，热稳定性和电稳定性变差的问题，可以广泛用于深层油气钻井作业过程中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种油包水基钻井液及其制备方法，特别是含有高软化点渐青组合物 钻井液，属于石油钻井开采

技术介绍
随着油气勘探逐步向深层发展，钻遇高温高压地层的机会逐渐增加。送些都对钻 井液体系提出了更高的要求。与水基钻井液相比，油基钻井液具有抗污染能力强，润滑性 好，抑制性强，有利于保持井壁稳定，能最大限度地保护油气层，易于维护等特点。油基钻井 液优良的高温稳定性及抑制性，使其在钻复杂井，特别是钻高温深井和水敏性地层中，优势 更加明显。能够有效地保护水敏性油气层，提高油气产量。 油基钻井液是指W油作为连续相的钻井液，分为全油基钻井液和油包水乳化钻井 液。全油基钻井液中含水量多在5% W下。油包水乳化钻井液由油、水、乳化剂、降滤失剂、活 度平衡剂等组成，钻井液中水含量多在5%-30%之间。但抗高温在18(TC W上的油包水钻井 液中的水含量一般在5%-10%，很少超过15% W上。水含量的增加，会使体系的动切力增加， 流变性变好，提高携带岩屑的能力。但是会使其热稳定性和电稳定性下降。CN1661958公开 了一种合成基钻井液，尽管在15(TC下老化16小时后能保持较好的流变性和电稳定性，但 是含水量最高为25%。而更高温度和水含量下的使用性能未见报道。 油基钻井液虽然优点很多，但是在高温深井中应用时，与之适应的抗高温处理剂 却成了制约其发展的因素之一。处理剂中的降滤失剂主要用于控制钻井液体系的滤失量和 稳定性。针对送种高温高压的使用环境，国外研制出了一种在油基钻井液中溶解性好，抗高 温能力强的油溶性聚合物颗粒降滤失剂。送种聚合物颗粒在降滤过程中能在外部形成薄且 易变形的泥饼，在内部聚合物颗粒会封堵地层孔隙。虽能起到较好的降滤失效果，但价格昂 由' 巧〇 渐青类产品与特种聚合物相比，价格低廉且材料来源广泛，是国内外现代钻井工 程不可缺少的重要剂种之一，具有良好的防塌、润滑、降低滤失和高温稳定等综合效能。然 而，一般软化点渐青会因为过度软化甚至流欄而无法满足深井下的高温作业要求。 高软化点渐青是指软化点在100°C W上，尤其是在120°C W上的渐青。高软化点渐 青因其出色的抗高温能力而有着比较广泛的应用。高软化点渐青可W用于深层油气田的钻 井作业中，作为钻井液的重要组成部分，可W在高温条件下起到封堵、防塌，稳定井壁，降低 滤失量的作用。 但是，单纯的高软化点渐青颗粒在应用于钻井液体系当中时，由于颗粒变形能力 相对有限，粘弹性相对较差，存在油气层孔道不规则时，不能很好地嵌入其中等问题。而且 软化点越高，渐青的脆硬性越明显，难W起到良好的封堵和降滤失效果。CN102304353A和 CN103013460A公开了一种将橡胶粉、天然渐青和超细碳酸巧按一定比例混合、粉碎的方法 制备渐青颗粒组合物，有的还加入了聚合物纤维等。送种方法只是将橡胶粉巧日\或聚合物 纤维）和渐青简单地混合，二者并没有形成有机的整体，难W在较宽的粘弹区间内持续发挥 作用。 此外，所用渐青为天然渐青，软化点不易控制或在80到12(TC之间，油溶物含量高 达98% W上，在油基钻井液中使用时，基本上都溶在油相当中，抗高温性能变差。而橡胶粉 在白油或柴油组成的连续相中长时间浸泡溶胀，可能会发生聚结，破坏整个钻井液体系的 稳定性。
技术实现思路
针对现有技术在渐青颗粒应用于油包水钻井液过程中存在油溶度过高，钻井液体 系中缺乏渐青颗粒对地层孔道和裂缝进行有效封堵，使其滤失量增加，悬浮能力及抗高温 能力变差等问题，本专利技术提供一种通过将高软化点渐青和橡胶粉制成特殊结构的组合物颗 粒加入到油基钻井液中，并加入适当的乳化剂，使高软化点渐青颗粒既有一部分能够溶解 到钻井液中起到提粘切及润滑作用，又能在钻井液中保持一定的颗粒状态，起到很好的封 堵、防塌和降滤失效果，同时提高了钻井液的携岩能力。本专利技术解决了高软化点渐青颗粒在 油基钻井液中应用时存在的上述问题。 本专利技术一个方面在于提供了一种抗高温油包水钻井液，其中含有一种将高软化点 渐青包裹在橡胶颗粒外部的组合物颗粒，组合物颗粒的含量为钻井液总质量的Ρ/Γ5%。其 中高软化点渐青的软化点为120~22(TC。组合物颗粒中，W质量份数计，含高软化点渐青 50~80份，橡胶颗粒20~50份。 本专利技术另一方面在于提供一种抗高温油包水钻井液，包括油水基液和添加剂。其 中油水基液按体积比为；油相：水相=90:10~60:40。添加剂中包括高软化点渐青组合物 颗粒，其中高软化点渐青组合物颗粒加入量占钻井液总质量的Ρ/Γ5%。渐青组合物颗粒的平 均粒径为小于60目。 添加剂W油水基液质量计，包括如下组分： (1) 主乳化剂；〇. 5~5〇/〇 (2) 辅乳化剂；0. 1~3〇/〇 (3) 有机± ;1 ~3〇/〇 (4) 性能调节剂；1~5 % 其中性能调节剂包括改性高软化点渐青组合物颗粒，其中改性高软化点渐青组合物颗 粒加入量占钻井液总质量的Ρ/Γ5% ;改性高软化点渐青组合物颗粒，按质量份计，包括下列 组分；（1)高软化点渐青50~80份；（2)橡胶粉颗粒20~50份。 在钻进液中还可加入加重剂，如重晶石、石灰石或他们的混合物，使钻井液密度达 到 1. 50 ~2. 10g/cm3。 所述钻井液中，油相可W是柴油、生物柴油、白油、植物油等，优选白油。水相为 10~30%浓度的氯化巧水溶液。主乳化剂为长链脂肪醜胺系列表面活性剂，如月桂醜二己 醇胺、油酸醜胺、油醜二己醇胺、挪油醜二己醇胺中的一种或几种。辅乳化剂可W是Span系 列的表面活性剂，如Span-60、Span-80、Span-85中的一种或几种。也可W是脂肪酸聚氧己 帰醋系列，如松香酸聚氧己帰醋、油酸聚氧己帰醋、硬脂酸聚氧己帰醋中的一种或几种。加 重剂可W是重晶石、石灰石，或他们的混合物。 其中，所述高软化点渐青，其软化点为12(T22(rC。高软化点渐青可W为石油渐青 和/或煤渐青，优选为石油渐青和煤渐青的混合物，其中石油渐青占高软化点渐青质量的 30%~70%，煤渐青占高软化点渐青质量的70%~30%。其中石油渐青为氧化渐青、溶脱渐青 或天然渐青中的一种或几种混合，煤渐青为煤焦油经过中温或高温蒸傭后得到的产物。 所述的橡胶粉颗粒是了基橡胶胶粉、了腊橡胶胶粉、氯了橡胶胶粉、了苯橡胶胶粉 或含氣橡胶胶粉中的一种或几种。 本专利技术渐青组合物颗粒中优选加入促进剂，按质量份计，促进剂加入量为1~10 份，其中促进剂为硫酸盐、季倭盐或木质素礙酸盐中的一种或几种，其中硫酸盐为改性月桂 醇基硫酸钢、仲醇基硫酸钢和混合脂肪醇硫酸钢等中的一种或几种；季倭盐为十二烷基Η 甲基氯化倭、十六烷基Η甲基氯化倭、十八烷基Η甲基氯化倭等中的一种或几种；木质素礙 酸盐为木质素礙酸钢或木质素礙酸巧。 本专利技术钻井液制备方法包括如下过程： (1) 制备高软化点渐青组合物颗粒； (2) 制备钻井液： 上述制备步骤（1)中，高软化点渐青组合物颗粒的制备过程如下： 将高软化点渐青加热至烙融态，均匀喷洒到预热好的橡胶粉颗粒上，静置渗透一段时 间，经冷冻后在振动筛中进行振动粉碎，其中振动筛筛孔为大于60目标准筛。筛下部分即 为得到的渐青组合物颗粒。 本专利技术方法中，所述的橡胶粉颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗高温油包水钻井液，其特征在于：其中含有一种将高软化点沥青包裹在橡胶颗粒外部的组合物颗粒，组合物颗粒的含量为钻井液总质量的1%~5%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：傅丽，姚汉荣，宁爱民，刘树华，张建峰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11