一种环保型天然气水合物抑制钻井液及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种环保型天然气水合物抑制钻井液及制备方法。包括水、纯碱、烧碱、膨润土、改性淀粉、生物聚合物、丙烯酰胺类聚合物、生物质油、表面活性剂。制备方法是选择带有搅拌器、水力加料漏斗的钻井液配浆罐；计量配浆罐中水的体积和碱类重量，开启搅拌，将碱类加入水中，充分搅拌至完全溶解；将计量好的膨润土粉加入碱水溶液，搅拌水化16小时以上；将计量好的改性淀粉、丙烯酰胺类聚合物、生物聚合物加入上述溶液，搅拌水化6小时以上；将计量好的表面活性剂、生物质油，加入上述溶液，搅拌2小时以上。本钻井液使用环保材料，避免矿物油的污染，因此尤其适用于海上钻井，满足日益严格的海洋环保要求，且降低钻井液成本。

Environmental protection type natural gas hydrate inhibiting drilling fluid and preparation method thereof

The invention provides an environment-friendly natural gas hydrate inhibiting drilling fluid and a preparation method thereof. It includes water, soda ash, caustic soda, bentonite, modified starch, biopolymer, acrylamide polymer, bio oil and surfactant. The preparation method is to select a drilling fluid mixing tank with a mixer and a hydraulic feeding funnel, measure the volume of water and the weight of alkali in the slurry tank, open the mixing and stir the alkali class into the water to fully dissolve, and add the measured bentonite powder to the alkaline water solution for more than 16 hours, and the modified sediment will be measured. The powder, the acrylamide polymer and the biopolymer are added to the solution for more than 6 hours of hydration, and the measured surface active agent and biomass oil are added to the above solution for more than 2 hours. This drilling fluid uses environmental protection materials to avoid the pollution of mineral oil, so it is especially suitable for offshore drilling to meet the increasingly strict requirements for marine environmental protection and reduce the cost of drilling fluid.

【技术实现步骤摘要】
一种环保型天然气水合物抑制钻井液及制备方法
本专利技术涉及一种环保型天然气水合物抑制钻井液体系，具体说在深水石油钻井液中钻遇天然气，为避免天然气水合物生成，需要选用具有水合物抑制的钻井液体系。
技术介绍
天然气水合物是水与天然气分子形成的一种笼形晶体化合物。这种笼形化合物在一定条件下形成，聚结在一起，能堵塞管道，阻碍天然气的开采与运输。在深水油气钻探过程中，节流压井管线、隔水管、防喷器及海底井口等部位在钻遇天然气层后均易聚集天然气水合物，给深水油气钻探开发安全带来不利影响。为了抑制水合物的形成，国内外学者不断探索天然气水合物的生成机理、分布规律和防治技术。天然气水合物预防技术主要包括除水法、加热法、降压控制法、添加热力学抑制剂法、添加动力学抑制剂法，其中添加热力学抑制剂法是目前应用最广的水合物抑制方法。早期主要采用注入甲醇、乙二醇等醇类或加入电解质以改变水合物平衡条件。但是采用此种方法加入量大，防止水合物生成的费用高，同时对环境也有危害。另外，部分矿物油基钻井液体系具有较好的抑制水合物生成能力，但是由于众所周知的成本高、污染重的原因，实际应用受到极大限制。生物质油是生物能源的一种，是植物的秸秆通过快速高温裂解生成的醇、醚、纤维素等成分的混合物。生物质油(Bio-oil)是纤维素、半纤维素和木质素的各种降解物所组成的一种混合物。生物质主要包括薪炭林、经济林、用材林、农作物秸秆和农林产品加工残余物如甘渣、木屑等。生物质油的关键技术环节是快速热解，这一技术理论提出于20世纪70年代末。即将经粉碎后的农作物秸秆快速加热至500多度，促使其由大分子热解裂变为小分子形成油离蒸气，再快速冷凝生成生物质油。生物质油用于处理大量的农作物秸秆（比如棉花秸秆），原始目的同样是为替代化石能源，但是目前研究距离直接作为发动机用油尚远，只能作为简单的燃烧油料。生物质油不同于生物柴油，生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯，是通过将植物油、动物油进行酯化生成的，目的是处理餐饮业废油，并替代化石能源用于柴油发动机。相比之下，生物质油原料广泛，特别是北方棉花秸秆产量十分丰富，其价格远远低于石油、生物柴油等油类。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有深水钻井天然气水合物抑制水基、油基钻井液体系成本高、污染大之不足，提供了一种环保型天然气水合物抑制钻井液及制备方法。该方法利用生物质油的可再生、环保的特性，配合另外一些环保型钻井液处理剂，解决生物质油与其它钻井液处理剂的配伍性问题，满足深水钻井要求、促进海洋资源开发。本专利技术的一种环保型天然气水合物抑制钻井液包括：1）水，1000ml；2）纯碱，与水体积重量比为0.01～0.1%；3）烧碱，与水体积重量比为0.01～0.3%；4）膨润土，与水体积重量比为0～15%；5）改性淀粉，与水体积重量比为0～15%；6）生物聚合物，与水体积重量比为0～5%；7）丙烯酰胺类聚合物，与水体积重量比为0.1～5%；8）生物质油，与水体积重量比为1～50%；9）表面活性剂，与水体积重量比为0.1～5%。所述环保型天然气水合物抑制钻井液的制备方法包括：1）选择带有搅拌器、水力加料漏斗的钻井液配浆罐；2）计量配浆罐中水的体积，计量纯碱和烧碱重量，开启搅拌，将纯碱和烧碱通过水力加料漏斗加入水中，充分搅拌，至完全溶解；3）继续搅拌，将计量好的膨润土粉通过水力加料漏斗，加入碱水溶液，搅拌水化16小时以上；4）继续搅拌，将计量好的改性淀粉、丙烯酰胺类聚合物、生物聚合物，通过水力加料漏斗，加入上述溶液，搅拌水化6小时以上；5）继续搅拌，将计量好的表面活性剂、生物质油，加入上述溶液，搅拌2小时以上。本专利技术所述的环保型天然气水合物抑制钻井液进一步包括：10）加重材料,与水体积重量比为0～15%；11）润滑剂,与水体积重量比为0.05～2.5%；12)杀菌剂,与水体积重量比为0.05～1.5%。所述的环保型天然气水合物抑制钻井液的制备方法进一步优化：1）选择带有搅拌器、水力加料漏斗的钻井液配浆罐；2）计量配浆罐中水的体积，计量纯碱和烧碱重量，开启搅拌，将纯碱和烧碱通过水力加料漏斗加入水中，充分搅拌，至完全溶解；3）继续搅拌，将计量好的膨润土粉通过水力加料漏斗，加入碱水溶液，搅拌水化16小时以上；4）继续搅拌，将计量好的改性淀粉、丙烯酰胺类聚合物、生物聚合物，通过水力加料漏斗，加入上述溶液，搅拌水化6小时以上；5）继续搅拌，将计量好的表面活性剂、生物质油，加入上述溶液，搅拌2小时以上；6）将计量好的加重材料、润滑剂和杀菌剂加入上述溶液中，搅拌1小时以上。所述改性淀粉包括预胶化淀粉、羧甲基淀粉钠、玉米淀粉、蜡质玉米淀粉或羟丙基淀粉的一种或几种复配；所述丙烯酰胺类聚合物包括丙烯酰胺均聚物、水解丙烯酰胺均聚物、以丙烯酰胺为部分单体的共聚物、以丙烯酰胺衍生物为部分单体的共聚物或丙烯酰胺衍生物的均聚物的一种或几种复配；所述表面活性剂包括烷基苯磺酸盐、烷基硫酸盐、吐温、司盘或聚乙二醇的一种或几种复配；所述生物质油是以生物质为原料采用高温裂解法生产的生物质油。所述加重材料包括重晶石粉、石灰石粉、铁矿粉或方铅矿粉的一种或几种复配；所述杀菌剂包括甲醛、聚甲醛或戊二醛、石灰的一种或几种复配；所述润滑剂包括矿物油、植物油及其油脚的改性产物或合成脂类的一种或几种复配。所述生物质原料包括薪炭林、经济林、用材林、农作物秸秆和农林产品加工残余物的一种或几种复配。所述农林产品加工残余物包括甘渣、木屑。本专利技术的环保型天然气水合物抑制钻井液及制备方法体系，满足深水钻井性能要求，对天然气水合物的生成具备较强的抑制作用。钻井液为水基体系，除水、碱类、粘土、加重材料之外，主要处理剂为生物质油、表面活性剂、改性淀粉、丙烯酰胺类聚合物、生物聚合物等。粘土主要提供钻井液的粘切力，可以用其他提高粘切材料替代，从而形成无粘土体系，用于特定区域、目的。具体实施方式一种环保型天然气水合物抑制钻井液1）水（以1000ml计）2）纯碱与水体积重量比为0.01～0.1%3）烧碱与水体积重量比为0.01～0.3%4）膨润土与水体积重量比为0～15%5）改性淀粉与水体积重量比为0～15%6）生物聚合物与水体积重量比为0～5%7）丙烯酰胺类聚合物与水体积重量比为0.1～5%8）生物质油与水体积重量比为1～50%9）表面活性剂与水体积重量比为0.1～5%10）加重材料根据需求11）其它材料润滑剂、杀菌剂等，适量上述钻井液制备方法：1）选择带有搅拌器、水力加料漏斗的钻井液配浆罐。2）计量配浆罐中水的体积，计量碱类重量，开启搅拌，将碱类通过水力加料漏斗加入水中，充分搅拌，至完全溶解。3）继续搅拌，将计量好的膨润土粉通过水力加料漏斗，加入碱水溶液，搅拌水化16小时以上。4）继续搅拌，将计量好的改性淀粉、丙烯酰胺类聚合物、生物聚合物，通过水力加料漏斗，加入上述溶液，搅拌水化6小时以上。5）继续搅拌，将计量好的表面活性剂、生物质油，加入上述溶液，搅拌2小时以上。6）根据需要，加入其它材料（如加重材料、润滑剂、杀菌剂等），搅拌1小时以上。上述实施方案中所述改性淀粉从预胶化淀粉、羧甲基淀粉钠、玉米淀粉、蜡质玉米淀粉或羟丙基淀粉中任选一种或几种复配；所述丙烯酰胺类聚合物从丙烯酰胺均聚物、水解丙烯酰胺均聚物、以丙烯酰胺为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型天然气水合物抑制钻井液，其特征在于包括：1）水，1000ml；2）纯碱， 与水体积重量比为0.01～0.1%；3）烧碱 ，与水体积重量比为0.01～0.3%；4）膨润土 ，与水体积重量比为0～15%；5）改性淀粉 ，与水体积重量比为0～15%；6）生物聚合物， 与水体积重量比为0～5%；7）丙烯酰胺类聚合物 ， 与水体积重量比为0.1～5%；8）生物质油 ，与水体积重量比为1～50%；9）表面活性剂 ，与水体积重量比为0.1～5%。

【技术特征摘要】
1.一种环保型天然气水合物抑制钻井液，其特征在于包括：1）水，1000ml；2）纯碱，与水体积重量比为0.01～0.1%；3）烧碱，与水体积重量比为0.01～0.3%；4）膨润土，与水体积重量比为0～15%；5）改性淀粉，与水体积重量比为0～15%；6）生物聚合物，与水体积重量比为0～5%；7）丙烯酰胺类聚合物，与水体积重量比为0.1～5%；8）生物质油，与水体积重量比为1～50%；9）表面活性剂，与水体积重量比为0.1～5%。2.根据权利要求1所述的环保型天然气水合物抑制钻井液，其特征在于还包括：10）加重材料,与水体积重量比为0～15%；11）润滑剂,与水体积重量比为0.05～2.5%；12)杀菌剂,与水体积重量比为0.05～1.5%。3.根据权利要求1所述的环保型天然气水合物抑制钻井液，其特征在于：所述改性淀粉包括预胶化淀粉、羧甲基淀粉钠、玉米淀粉、蜡质玉米淀粉或羟丙基淀粉的一种或几种复配；所述丙烯酰胺类聚合物包括丙烯酰胺均聚物、水解丙烯酰胺均聚物、以丙烯酰胺为部分单体的共聚物、以丙烯酰胺衍生物为部分单体的共聚物或丙烯酰胺衍生物的均聚物的一种或几种复配；所述表面活性剂包括烷基苯磺酸盐、烷基硫酸盐、吐温、司盘或聚乙二醇的一种或几种复配；所述生物质油是以生物质为原料采用高温裂解法生产的生物质油。4.根据权利要求2或3所述的环保型天然气水合物抑制钻井液，其特征在于：所述加重材料包括重晶石粉、石灰石粉、铁矿粉或方铅矿粉的一种或几种复配；所述杀菌剂包括甲醛、聚甲醛或戊二醛、石灰的一种或几种复配；所述润滑剂包括矿物油、植物油及其油脚的改性产物或合成脂类的一种或...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑成胜，蓝强，张敬辉，刘晓兰，张鹏，徐运波，武学芹，李公让，
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