油基钻井液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种油基钻井液及其制备方法和应用。该油基钻井液包括基础油、处理剂及盐水，基础油为HW08废矿物油，处理剂包括乳化剂、发泡剂、稳泡剂及丙烯腈

【技术实现步骤摘要】
油基钻井液及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及地下煤炭气化采煤
，具体而言，涉及一种油基钻井液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]地下煤炭气化的理论已经经过百年的研究，煤炭气化的原理是指煤在特定环境内，使煤中有机质与注入的气化剂(氧气、氮气、二氧化碳气体、水蒸汽等)在一定的压力、温度作用下，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃气体的过程，也是将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂及供给热量，三者缺一不可。气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三相产物的分解过程。
[0003]煤炭气化分为地面气化和地下原位气化。地面气化是在制造的可控气化炉中进行，煤炭经气化炉内恒压气化控制可得到稳定的煤气成份，是理想的煤炭气化设备。而地下气化炉是在自然地质状态下通过钻井形成的原始地质煤层气化炉，由于自然地质特征使得煤层受到上下地层的挤压和地下水浸入的影响，气化通道内压力控制、地层压力作用下外力浸入地层与煤气压力作用下的泄露是正压与反压的两个方面，压力的变化或失衡会造成气化状态的改变，从而影响有效煤气成份的变化。况且煤层深度的不同地层压力也会不同，需要有独有的技术和专用装备控制地下煤炭气化的过程，将地下煤炭气化炉视为可控的模拟地面气化炉，以便实现地下煤炭原位气化的高压、稳压、保压气化。
[0004]地下深层煤炭原位保压气化要针对的是各种地质结构，各种煤种成份的地下煤层内原位进行脚趾和二氧化碳可控燃烧保压气化，目的是实现无人值守智能化全自控的深层煤炭气化采煤方式，其是实现黑色能源向蓝色氢能转变，也是实现“零排放”的可持续发展的能源技术开采路线。
[0005]采用地下深层煤炭原位保压气化技术，就需要有一个能够使复合连续管进入深层煤层内的通道。而深层煤层的物理特性和自然地质因素与常规油气井的钻完井工况极不相同，特别是在针对粉煤层的滑动特性，导致粉煤层钻井很难形成稳定钻孔。这种粉煤地质(因为地壳板块运动对煤层形成过程中滑动摩擦，将煤炭成型演变中的煤炭构造形成揉搓，因滑动构造形成粉煤层地质)在煤层气开发中是难以克服的极大障碍，对地下煤炭气化同样也是难题。故而，粉煤层钻完井连续注气气化通道实现了其它煤层就迎刃而解。
[0006]然而，在地下深层煤炭原位保压气化应用中，由于地下压力是从4MPa到20MPa之间，从而其存在地层压力高，地质温度梯度大、瓦斯含量高等特点，进而会导致煤层周围易对煤层内形成的钻孔产生高压对挤效应。同时，地下深层煤层本身具有不同于其他储层的特殊地质特性表现在以下两个方面：1、井壁稳定性差，容易发生井下复杂故障。煤层机械强度低，裂缝和割理发育，均质性差，存在较高剪切应力作用。因而煤层段井壁极不稳定，在钻井完井过程中极易发生井壁坍塌、井漏、卡钻甚至埋掉井眼等问题。2、煤层易受污染，实施煤层保护措施难度大。煤层段孔隙压力低，极易受钻井液、完井液和固井水泥浆中固相颗粒
及滤液的污染。同时，在钻井完井过程中，为安全钻穿煤层，防止井壁坍塌，又要适当提高钻井液完井液的密度，保持一定的压力平衡。但这必然会增加其固相含量和滤失量，加重煤层的污染。
[0007]因此，在地下深层煤炭原位保压气化应用中，存在着防止煤层污染和保证安全钻进的矛盾，从而使实施煤层保护较油气层更为困难。另外，普通常规煤层气井相对于煤炭原位气化井筒对泥浆的要求要更低，水基泥浆、油基泥浆、泡沫钻井液、含土相泥浆材料等常规钻井液都可以用于普通常规煤层气钻井作业，并且普通常规煤层气井筒成型无坍塌前提下可以通过压裂工艺改造井筒增加煤层气渗透率提高煤层气产量。
[0008]而煤炭原位气化时泥浆材料要求除具有上述煤层气钻井泥浆特点外，还要求泥浆材料具有良好的适配性，具体地，良好的适配性一般有下述要求：与煤质同种同类特点、煤层内长达2000米的大位移井要求泥浆具有强润滑携砂能力、防井筒泥浆漏失能力、及钻井形成的泥饼易点燃燃烧、燃烧无毒性等特性。
[0009]故而，在采用地下深层煤炭原位保压气化技术的粉煤层钻井过程中，需要一种钻井用泥浆材料，以使其可以更好地在防井筒泥浆漏失、堵漏失、支撑井筒防坍塌等的同时，还更适配于地下深层煤炭原位保压气化技术中粉煤层的煤层特性，如薄井壁泥饼，尤其是泥饼易点燃燃烧。并且，钻孔形成后在钻柱回抽过程中造成的负压也需要上述泥浆材料对钻孔起到支撑作用，从而在煤层水平段内回抽钻柱时可以保持泥浆循环正压维持钻孔泥浆压力保持。
[0010]综上，现有技术中没有任何一种泥浆材料可以有效适用于地下深层煤炭原位保压气化应用中，特别是在粉煤层钻井中。因此，有必要提供一种新的泥浆材料，促使其可以更适用于地下深层煤炭原位保压气化应用技术，特别是在粉煤层钻井中。

技术实现思路

[0011]本专利技术的主要目的在于提供一种油基钻井液及其制备方法和应用，以解决现有技术中没有任何一种泥浆材料可以有效适用于地下深层煤炭原位保压气化应用中，特别是在粉煤层钻井中的问题。
[0012]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种油基钻井液，油基钻井液包括基础油、处理剂及盐水，基础油为HW08废矿物油，处理剂包括乳化剂、发泡剂、稳泡剂及丙烯腈
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苯乙烯
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丁二烯共聚物颗粒；丙烯腈
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苯乙烯
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丁二烯共聚物颗粒的粒径为0.5～1.5μm。
[0013]进一步地，按重量份数计，油基钻井液包括100份的HW08废矿物油、1.2～1.8份的乳化剂、0.5～1份的发泡剂、0.2～0.5份的稳泡剂、15～17份的盐水及0.5～0.8份的丙烯腈
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苯乙烯
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丁二烯共聚物颗粒。
[0014]进一步地，油基钻井液的液气比为1:(15～20)。
[0015]进一步地，乳化剂选自聚丙稀酰胺；发泡剂选自十二烷基硫酸钠、ADF
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1型发泡剂或DF
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1型发泡剂中的一种或多种；稳泡剂选自羧甲基纤维素。
[0016]进一步地，按重量份数计，油基钻井液还包括0.4～0.6份的助泡剂，助泡剂选自十二烷基苯磺酸钠。
[0017]进一步地，油基钻井液的表观粘度为90～110mPa
·
s，塑性粘度为80～90mPa.s。
[0018]根据本专利技术的另一方面，提供了一种前述的油基钻井液的制备方法，将HW08废矿物油、乳化剂、发泡剂、稳泡剂、盐水及丙烯腈
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苯乙烯
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丁二烯共聚物颗粒混合，得到油基钻井液；丙烯腈
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苯乙烯
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丁二烯共聚物颗粒的粒径为0.5～1.5μm。
[0019]进一步地，按重量份数计，将100份的HW08废矿物油、1.2～1.8份的乳化剂、0.5～1份的发泡剂、0.2～0.5份的稳泡剂、15～17份的盐水及0.5～0.8份的丙烯腈<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油基钻井液，所述油基钻井液包括基础油、处理剂及盐水，其特征在于，所述基础油为HW08废矿物油，所述处理剂包括乳化剂、发泡剂、稳泡剂及丙烯腈
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苯乙烯
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丁二烯共聚物颗粒；所述丙烯腈
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苯乙烯
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丁二烯共聚物颗粒的粒径为0.5～1.5μm。2.根据权利要求1所述的油基钻井液，其特征在于，按重量份数计，所述油基钻井液包括100份的所述HW08废矿物油、1.2～1.8份的所述乳化剂、0.5～1份的所述发泡剂、0.2～0.5份的所述稳泡剂、15～17份的所述盐水及0.5～0.8份的所述丙烯腈
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苯乙烯
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丁二烯共聚物颗粒。3.根据权利要求1或2所述的油基钻井液，其特征在于，所述油基钻井液的液气比为1:(15～20)。4.根据权利要求1或2所述的油基钻井液，其特征在于，所述乳化剂选自聚丙稀酰胺；所述发泡剂选自十二烷基硫酸钠、ADF
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1型发泡剂或DF
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1型发泡剂中的一种或多种；所述稳泡剂选自羧甲基纤维素。5.根据权利要求1所述的油基钻井液，其特征在于，按重量份数计，所述油基钻井液还包括0.4～0.6份的助泡剂，所述助泡剂选自十二烷基苯磺酸钠。6.根据权利要求1所述的油基钻井液，其特征在于，所述油基钻井液的表观粘度为90～110mPa
·
s，塑性粘度为80～90m...

【专利技术属性】
技术研发人员：付燕，李东奇，
申请(专利权)人：深煤能源科技天津有限公司，
类型：发明
国别省市：