一种可排放海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可排放海水基钻井液及其制备方法。以重量份数计，该钻井液的原料组成包括：海水100份、粘土1‑5份、碳酸钠0.1‑0.4份、降滤失剂1‑5份、提粘切剂0.1‑1份、抑制剂0.5‑4份、润滑剂1‑5份和封堵剂1‑5份；其中，所述降滤失剂、提粘切剂、抑制剂、润滑剂和封堵剂的EC

【技术实现步骤摘要】
一种可排放海水基钻井液及其制备方法
本专利技术涉及一种可排放海水基钻井液及其制备方法，属于钻井

技术介绍
我国海洋油气资源丰富，海洋石油将成为未来油气生产的重要接替地区。目前，我国海上钻井液体系主要沿用陆地钻井液体系，存在的主要问题有：(1)海水配浆，海水矿化度高，含盐量在3.5％左右，耐海水抗钙镁离子的处理剂不成熟；(2)部分钻井液处理剂如：无机盐、沥青类防塌剂、磺化褐煤、铁铬盐稀释剂、矿物油润滑剂等存在重金属离子含量超标、生物毒性高、不易降解等问题，不能达到海上排放标准。(3)常用的聚合物钻井液体系、聚磺钻井液体系、油基钻井液体系等存在环境污染严重、生物降解困难、后期处理难度大、费用高等不足。近年来，各国对海洋环境保护也日益重视，世界各国政府及各国地方政府对钻探施工的废物排放都制订了严格的法律法规。例如：美国环保署规定糠虾试验液LC50(50％致死量)值必须大于30000mg/L时，废弃钻井液才允许向海洋排放。中国国家海洋局2008年发布国家标准《中国海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值》，对废弃钻井液排放做了明确规定：油基钻井液和合成钻井液、钻屑不得排放入海，水基钻井液和钻屑满足排放标准并经所在海域主管部门批准后方可排海，一级海域水基钻井液和钻屑的排放标准：96h静水生物毒性LC50≥30000mg/L、Hg含量≤1mg/L、Cd含量≤3mg/L。这些严格的法律法规给海上钻井液施工及排放带来了严峻的挑战。因此，针对以上技术问题和保护海洋生态环境需求，开发一种可排放海水基钻井液技术是必然要求。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供了一种可排放海水基钻井液。该钻井液以海水作为配浆水，制备原料的EC50均大于3.0×104mg/L，具有无毒环保的性质，可以显著降低陆上基地与海洋平台件水源运送及钻井液废弃物回收处理成本。为达到上述目的，本专利技术提供了一种可排放海水基钻井液，以重量份数计，该钻井液的原料组成包括：海水100份、粘土1-5份、碳酸钠0.1-0.4份、降滤失剂1-5份、提粘切剂0.1-1份、抑制剂0.5-4份、润滑剂1-5份和封堵剂1-5份；其中，所述降滤失剂、提粘切剂、抑制剂、润滑剂和封堵剂的EC50均大于3.0×104mg/L。在上述可排放海水基钻井液中，优选地，所述粘土包括膨润土、凹凸棒土和海泡石土中的一种或几种的组合。在上述可排放海水基钻井液中，优选地，所述降滤失剂的耐温温度在120℃以上，更优选为150℃；进一步优选地，所述降滤失剂为改性淀粉；更进一步优选地，所述降滤失剂为中国石油集团钻井工程技术研究院生产的抗高温改性淀粉，其EC50为1.11×106mg/L。在上述可排放海水基钻井液中，优选地，所述提粘切剂包括低粘聚阴离子纤维素、低粘羧甲基纤维素或羟乙基纤维素；更优选地，所述提粘切剂包括中国石油集团钻井工程技术研究院生产的低粘羧甲基纤维素，其EC50为1.36×105mg/L。提粘切剂类的产品通常分为高粘、中粘和低粘，其中，所述“低粘”是指：将提粘切剂产品溶于水中形成溶液，以所述溶液的质量为100％计，所述提粘切剂产品的质量百分含量为2％时，溶液的粘度为50-100mPa.s。在上述可排放海水基钻井液中，优选地，所述抑制剂包括聚胺、聚醚胺和含有羟基的脂肪酰胺中的一种或两种的组合；其中，本专利技术提供的技术方案对含有羟基的脂肪酰胺中羟基的个数并无特别限定；更优选地，所述抑制剂包括中国石油集团钻井工程技术研究院生产的聚胺和/或含有羟基的脂肪酰胺。在上述可排放海水基钻井液中，润滑剂具有低毒环保的性质，优选地，所述润滑剂的EC50大于5.0×104mg/L。在上述可排放海水基钻井液中，优选地，所述封堵剂包括碳酸钙；更优选地，所述碳酸钙为1000-2000目的粉体。在上述可排放海水基钻井液中，优选地，所述海水基钻井液的原料组成还包括絮凝剂，所述絮凝剂的重量份数不超过2份。在上述可排放海水基钻井液中，优选地，所述絮凝剂包括聚丙烯酰胺，更优选地，所述絮凝剂为中国石油集团钻井工程技术研究院生产的部分水解聚丙烯酰胺，其EC50为2.01×105mg/L。在上述可排放海水基钻井液中，优选地，所述海水基钻井液的原料组成还包括加重材料，所述加重材料的重量份数不超过200份；更进一步优选地，所述加重材料包括重晶石粉；进一步优选地，所述重晶石微粉的D90小于10μm重晶石粉中的一种或两种。本专利技术提供的可排放海水基钻井液的pH值为8-10，优选为9。本专利技术还提供了上述可排放海水基钻井液的制备方法，其包括以下步骤：将粘土和碳酸钠加入海水中，预水化处理，得到混合液；向混合液中依次加入提粘切剂、降滤失剂、抑制剂、润滑剂和封堵剂，得到海水基钻井液。在上述制备方法中，优选地，该方法还包括向第一混合溶液中加入絮凝剂的步骤，所述絮凝剂的加入顺序为在提粘切剂之后，降滤失剂之前。在上述制备方法中，优选地，将粘土和碳酸钠加入海水中，所述碳酸钠能够对粘土进行离子交换。在上述制备方法中，优选地，该方法包括向海水基钻井液中加入pH调节剂，以控制海水基钻井液的pH值为8-10的步骤；更优选地，所述pH调节剂包括氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的一种或几种的组合。在上述制备方法中，优选地，向混合液中依次加入处理剂时，当一种处理剂充分溶解或分散后，再加入下一种处理剂，直至全部加完。在上述制备方法中，优选地，将粘土和碳酸钠加入海水中后搅拌20-60min，然后预水化处理24h。在上述制备方法中，优选地，该方法还包括向制备得到的可排放海水基钻井液中加入加重材料的步骤。在上述制备方法中，优选地，所述润滑剂的制备方法包括以下步骤：在氮气保护下，将植物油酸、醇胺和缩合剂加入反应容器中，在第一预设温度下反应，得到中间产物；该中间产物为含醇羟基的酰胺缩合物；其中，所述第一预设温度为20-100℃，反应时间为2-24h；向所述中间产物中加入抗氧抗腐蚀剂，在第二预设温度下反应，得到润滑剂；其中，所述第二预设温度为30-70℃，反应时间为0.5-1.5h。在上述制备方法中，优选地，所述第二预设温度为55℃，反应时间为1h。在上述制备方法中，优选地，所述植物油酸、醇胺和缩合剂的摩尔比为(1-1.3):(0.3-1):(0.5-1)；更优选地，所述抗氧抗腐蚀剂的质量为所述中间产物含醇羟基的酰胺缩合物质量的0.5-5％。在上述制备方法中，优选地，所述醇胺包括氨基乙基乙醇胺、二乙醇胺、异丙醇胺、N-乙基乙醇胺、N-(2-氨基乙基)乙醇胺、N-苄基乙醇胺、N-苯基乙醇胺和羟苯乙醇胺中的一种或几种的组合。在上述制备方法中，优选地，所述缩合剂包括N,N′-羰基二咪唑或碳二亚胺。在上述制备方法中，优选地，所述抗氧抗腐蚀剂包括二烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸镍、二烷基二硫代磷酸钼、二烷基二硫代氨基甲酸钼和二烷基二硫代磷酸镍中的一种或几种的组合。在上述制备方法中，优选地，所述植物油酸包括花生油酸、大豆油酸、椰子油酸、蓖麻油酸、棕榈油酸中的一种或几种的组合。在上述制备方法中，钻井液的制备原料的颜色尽可能为浅色，以利于环保色度的处理。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术提供的海水基钻井液颜色较浅，利于后续环保色度的处理；(2)本专利技术提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可排放海水基钻井液，以重量份数计，该钻井液的原料组成包括：海水100份、粘土1‑5份、碳酸钠0.1‑0.4份、降滤失剂1‑5份、提粘切剂0.1‑1份、抑制剂0.5‑4份、润滑剂1‑5份和封堵剂1‑5份；其中，所述降滤失剂、提粘切剂、抑制剂、润滑剂和封堵剂的EC

【技术特征摘要】
1.一种可排放海水基钻井液，以重量份数计，该钻井液的原料组成包括：海水100份、粘土1-5份、碳酸钠0.1-0.4份、降滤失剂1-5份、提粘切剂0.1-1份、抑制剂0.5-4份、润滑剂1-5份和封堵剂1-5份；其中，所述降滤失剂、提粘切剂、抑制剂、润滑剂和封堵剂的EC50均大于3.0×104mg/L。2.根据权利要求1所述的海水基钻井液，其中，所述降滤失剂的耐温温度在120℃以上，优选为150℃；优选地，所述降滤失剂为改性淀粉。3.根据权利要求1所述的海水基钻井液，其中，所述提粘切剂包括低粘聚阴离子纤维素、低粘羧甲基纤维素或羟乙基纤维素。4.根据权利要求1所述的海水基钻井液，其中，所述抑制剂包括聚胺、聚醚胺和含有羟基的脂肪酰胺中的一种或两种的组合。5.根据权利要求1所述的海水基钻井液，其中，所述海水基钻井液的原料组成还包括絮凝剂，所述絮凝剂包括聚丙烯酰胺；优选地，所述海水基钻井液的原料组成还包括加重材料，所述加重材料包括重晶石；优选地，所述重晶石的D90小于10μm。6.根据权利要求1所述的海水基钻井液，其中，所述海水基钻井液的pH值为8-10。7.权利要求1-6任一项所述的可排放海水基钻井液的制备方法，其包括以下步骤：将粘土和碳酸钠加入海水中，预水化处理，得到混合液；向混合液中依次加入提粘切剂、降滤失剂、抑制剂、润滑剂和封堵剂，得到可排放海水基钻井液。8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，该方法包括向...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立辉，闫丽丽，王建华，王发云，孙明昊，高珊，
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