一种基于微乳离子液的钻井液用页岩抑制剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于微乳离子液的钻井液用页岩抑制剂，包括按质量百分比计算如下组分含量：离子液体35~45%、正丁醇10~15%、氯化钾3~6%、纳米碳酸钙2~5%、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯3~5%、失水山梨醇脂肪酸酯1~3%、余量为水。同时本发明专利技术还给出了一种基于微乳离子液的钻井液用页岩抑制剂的制备方法。本发明专利技术通过采用离子液微乳液合成方法，使其能稳定存在于微乳液核中，加入KCl进一步增强体系的协同抑制作用。采用纳米碳酸钙增强微乳液在钻井液中的稳定性，在钻井液中以双连续微乳液滴形式存在，在钻井液后具有一定的缓释作用。基于微乳离子液的钻井液用页岩抑制剂的黏土相对膨胀降低率超过85%，三次页岩滚动回收率超过95%。

Shale inhibitor for drilling fluid based on microemulsion ionic liquid and preparation method thereof

The invention relates to a shale inhibitor for drilling fluid based on microemulsion ionic liquid, including the content of the following components according to the mass percentage: ionic liquid 35~45%, n-butanol 10~15%, potassium chloride 3~6%, nano calcium carbonate 2~5%, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester 3~5%, water lost sorbitol fatty acid ester 1~3%, and residual water. Meanwhile, the invention also provides a preparation method of shale inhibitor for drilling fluid based on microemulsion ionic liquid. By adopting the ionic liquid microemulsion synthesis method, the invention can be stable in the microemulsion core, and adding KCl can further enhance the synergistic inhibition effect of the system. The stability of microemulsion in drilling fluid was enhanced by using nano calcium carbonate, and it was in the form of double continuous microemulsion droplets in the drilling fluid, and has a certain slow release effect after drilling fluid. The reduction rate of clay relative swelling of drilling fluid with shale inhibitor based on microemulsion ionic liquid is over 85%, and the shale recovery rate of three times is over 95%.

【技术实现步骤摘要】
一种基于微乳离子液的钻井液用页岩抑制剂及其制备方法
本专利技术涉及一种钻井液用页岩抑制剂，具体说在钻井过程中钻遇泥页岩井段时抑制页岩膨胀、坍塌等事故的处理剂。
技术介绍
在油气钻井过程中经常钻遇复杂地层，如泥页岩地层，大多数的井壁失稳都是发生在泥页岩段，每年因井壁失稳造成的损失高达数亿美元。在化学稳定井壁方面，人们已经开发出多种页岩抑制剂，包括无机盐、有机盐及合成抑制剂抑制泥岩膨胀和页岩坍塌。如，采用氯化钾、氯化铵、氯化钠、硅酸盐等可有效抑制黏土膨胀，使用浓度一般在5~37%，无机盐主要通过和黏土表面离子进行阳离子交换来达到抑制膨胀的目的，它的主要优点在于性能稳定、廉价易得，但对环境存在一定的污染，如果浓度过高，会使土壤发生板结；同时，如果无机盐浓度过高，则会导致钻井液的黏土容量限大幅度下降。硅酸盐在高温高压条件下与井壁发生胶结和沉淀堵塞，具有显著的页岩稳定作用，但会导致钻井液的流变性急剧恶化。有机盐抑制剂主要包括甲酸钠、甲酸钾和甲酸铯，有机盐抑制剂的浓度一般都在10%以上，对页岩抑制能力较强，但对钻井液中黏土含量由严格要求，最好使用无黏土体系。目前，人们以胺为基础合成出多种合成抑制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微乳离子液的钻井液用页岩抑制剂，其特征在于包括如下质量百分比的组分：离子液体35~45%、正丁醇10~15%、氯化钾 3~6%、纳米碳酸钙2~5%、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯3~5%、失水山梨醇脂肪酸酯1~3%、余量为水。

【技术特征摘要】
1.一种基于微乳离子液的钻井液用页岩抑制剂，其特征在于包括如下质量百分比的组分：离子液体35~45%、正丁醇10~15%、氯化钾3~6%、纳米碳酸钙2~5%、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯3~5%、失水山梨醇脂肪酸酯1~3%、余量为水。2.根据权利要求1所述的基于微乳离子液的钻井液用页岩抑制剂，其特征在于：所述的离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或1-丁基-2,3-二甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种或任意两种组合；所述的纳米碳酸钙的粒径优选为10~100nm；所述的失水山梨醇脂肪酸酯为斯潘表面活性剂系列；所述的聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯为吐温表面活性剂系列。3.根据权利要求2所述的基于微乳离子液的钻井液用页岩抑制剂，其特征在于纳米碳酸钙为601#、602#和603#中的一种或任意两种组合；所述的失水山梨醇脂肪酸酯为斯潘表面活性剂SP-40、SP-60和SP-80中的一种或任意两种组合；所述的聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯为吐温表面活性剂T-40、T-60和T-80中的一种或任意两种组合。4.根据权利要求1-3任一所述的基于微乳离子液的钻井液用页岩抑制剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1）将35~45重量份离子液加入到反应器中，加温至50~70℃；搅拌过程中缓慢10~20重量份水和3~6重量份氯化钾，待溶解完毕后，加入1~3重量份失水山梨醇脂肪酸酯，再次搅拌均匀；2）向上...

【专利技术属性】
技术研发人员：张妍，蓝强，徐运波，郑成胜，陈健，张虹，张鹏，张敬辉，夏晔，刘振东，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化胜利石油工程有限公司，中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11