一种高温环保清洁钻井液及制备方法技术

本发明专利技术提供一种高温环保清洁钻井液及制备方法，组成按照重量份计，包含以下组分：水100份，有机硅0.6～1.2份，高温降滤失剂2～3份，封堵剂2～3份，植物油润滑剂2～4份。本发明专利技术的钻井液可适用于高温环境，且环保无毒，滤失量少，且有较好的生物降解性。适用于高温高压下的常规油气井钻探取心，可以达到保护环境的目的，具有较好的应用和推广前景。具有较好的应用和推广前景。

【技术实现步骤摘要】
一种高温环保清洁钻井液及制备方法


[0001]本专利技术属于石油钻井
，具体涉及一种高温环保清洁钻井液及制备方法。

技术介绍

[0002]随着石油钻探向深井、超深井发展，所钻地层越来越复杂，高温、高压和高含盐地层增多。对于普通钻井液，温度升高易导致其润滑剂、抑制剂等处理剂失效，使钻井液性能下降。而且，随着人们对环境保护越发重视，对于高温钻井液环保性能的需求越发迫切。目前高温钻井液中普遍使用的降滤失剂如磺化沥青类、单宁类、丙烯酸类聚合物等，钻井液生物毒性大，且难于降解，排放物的指标很难达到国家要求(SY/T6787
‑
2010)，现有的废弃钻井液处理手段有限，排放物易对环境产生二次伤害。
[0003]为了满足向深井、超深井钻探对钻井液技术的要求，必须寻求超高温下性能稳定且环保的高温钻井液。目前，抗高温环保型钻井液体系主要有甲酸盐钻井液、高性能水基钻井液、硅酸盐钻井液、聚合醇钻井液等。其中高性能水基钻井液应用较多。
[0004]例如，一种低成本环保盐水钻井液(CN202010604669.7)：其利用反渗透浓水和MVR结晶盐配制出了符合标准要求的盐水钻井液，提高了废水回收利用率，环保无毒，但抗温只达到120℃，不适用于超高温钻井。
[0005]清洁型可生物降解钻井液体系研究及应用(欧阳勇《钻采工艺》2019)公开了一种水基钻井液，使用胺基抑制剂，清洁易降解，但170度高温下胺基抑制剂易分解失效。
[0006]高温高密度高性能环保水基钻井液及其制备方法(CN201810824690.0)：高温高密度高性能环保水基钻井液，以重量份数计，包括：水：325
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340份；氢氧化钠：1.5
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2.0份；评价土：10.0
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15.0份；聚合物增粘剂：7.5
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10份；多功能降滤失剂：10
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18份；高温稳定剂：2.0
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4.0份；高效降粘剂：10.0
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12.5份；防塌润滑剂：5.0
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10.0份；氯化钠：40
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50份；氯化钾：10
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15份；封堵剂：5.0
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10.0份；重晶石：450
‑
485份。该水基钻井液，抗温可达160℃，残留物质属于一般废弃物，无法降解，且含有重金属元素，需要进一步处理。
[0007]综上，现有高温环保清洁钻井液在抗温和环保等性能上仍有较大的提升空间。

技术实现思路

[0008]为了解决目前普通钻井液抗高温能力差以及高温钻井液存在污染、耐温性差的技术问题。本专利技术提供一种高温环保清洁钻井液，该钻井液能耐170℃高温、可生物降解、毒性小、对环境友好。本专利技术还提供一种高温环保清洁钻井液的制备方法。
[0009]本专利技术的技术方案：
[0010]一种高温环保清洁钻井液，按照重量份计，包含：水100份，有机硅0.6～1.2份，高温降滤失剂2～3份，封堵剂2～3份，润滑剂2～4份。
[0011]所述有机硅为有机硅树脂微球，耐220℃的高温。
[0012]所述高温降滤失剂为玉米秸秆纳米纤维素，耐170℃的高温。所述玉米秸秆纤维素由玉米秸秆中，包括以下步骤：取适量的玉米秸秆粉末，按照质量比1∶30
‑
1：35的配比，加入
质量分数6
‑
8％的NaOH溶液，在75
‑
85℃的温度下搅拌1.5
‑
2h，过滤，用蒸馏水充分洗涤滤渣直到溶液达到中性，干燥后得到玉米秸秆纤维素。
[0013]所述封堵剂选自松香乳液、环烷酸钠和脂肪酸钠。
[0014]所述润滑剂为植物油润滑剂，选自菜籽油，大豆油，椰子油中一种。
[0015]一种高温环保清洁钻井液的制备方法，包括以下步骤：按照组分的质量比，在容器中加入水，在1000
‑
1200r/min的搅拌条件下加入配方量的有机硅，搅拌20
‑
30min后加入配方量的高温降滤失剂，待完全溶解后，加入配方量的封堵剂，继续搅拌20
‑
30min，最后加入润滑剂，搅拌均匀后，即完成高温环保清洁的钻井液制备。
[0016]本专利技术的有益技术效果：
[0017]本专利技术的一种高温环保清洁钻井液，密度为1.12～1.35g/cm3，抗高温能力达170℃。钻井液中的有机硅树脂微球耐220℃的高温，为白色球形细微粉，可自由流动，具有优秀的耐热性能，可通过物理吸附堵塞纳米孔，防止水侵入粘土矿物；纳米纤维素可通过氢键作用在有机硅树脂微球表面形成稳定的吸附层，有利于有机硅树脂微球保持细分散状态，形成薄而致密的泥饼，发挥高效的抗温降滤失作用，从而使得该钻井液在170℃高温下仍能维持良好的滤失造壁性和润滑性能，而且玉米秸秆纳米纤维素易降解；松香乳液中含有大量的松香酸，可与粘土的钙离子，镁离子发生反应，形成不溶于水的松香酸钙、镁沉淀，封堵层理裂隙，增强井壁稳定性。根据现场条件，也可选择环烷酸钠，脂肪酸钠，但环保性能不及松香乳液；植物油润滑剂的作用是降低钻具在井下的摩擦系数，保护钻具，加快钻速，同时本身清洁无毒。
[0018]综上，本专利技术的一种高温环保清洁钻井液可提高钻速，保护钻具，且具有环保，无毒，可降解等突出优点。而且抗高温能力强，170℃高温下钻井液增稠或者减稠现象不明显，高温高压滤失量低，均能控制在10mL以内，有利于井壁稳定性。适用于对环境保护有较高要求的高温深井、超深井钻探，同时钻井液的性能稳定，可以保证钻井过程的安全钻进。
具体实施方式
[0019]为了便于理解本申请的技术方案，下面将通过具体实施例详细介绍本申请的内容。
[0020]实施例1
[0021]一种高温环保清洁钻井液，按照重量份计，包含：水100份，有机硅树脂微球0.6份，玉米秸秆纤维素3份，松香乳液2份，菜籽油3份。
[0022]该有机硅树脂微球为广州巴泰化工有限公司生产的有机硅树脂微球，耐220℃的高温。
[0023]上述一种高温环保清洁钻井液的制备方法，包括以下步骤：
[0024](1)取适量的玉米秸秆粉末，按照质量比1∶30的配比，加入质量分数6％的NaOH溶液，在80℃的温度下搅拌2h，过滤，用蒸馏水充分洗涤滤渣直到溶液达到中性，干燥后得到玉米秸秆纤维素。
[0025](2)按照各组分的质量比，在容器中加入100份水，在1000r/min的搅拌条件下加入0.6％有机硅树脂微球，搅拌20min后加入3％玉米秸秆纤维素，待完全溶解后，加入2％松香乳液，继续搅拌20min，最后加入3％菜籽油，搅拌均匀后，即完成高温环保清洁的钻井液制
备。
[0026]实施例2
[0027]一种高温环保清洁钻井液，按照重量份计，包含：水100份，有机硅树脂微球0.6份，玉米秸秆纤维素3份，环烷酸钠2份，大豆油3份。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温环保清洁钻井液，其特征在于按照重量份计，包含：水100份，有机硅0.6～1.2份，高温降滤失剂2～3份，封堵剂2～3份，润滑剂2～4份。2.根据权利要求1所述的一种高温环保清洁钻井液，其特征在于所述有机硅为有机硅树脂微球，耐220℃的高温。3.根据权利要求1所述的一种高温环保清洁钻井液，其特征在于所述高温降滤失剂为玉米秸秆纳米纤维素，耐170℃的高温。4.根据权利要求3所述的一种高温环保清洁钻井液，其特征在于所述玉米秸秆纤维素由玉米秸秆中，包括以下步骤：取适量的玉米秸秆粉末，按照质量比1∶30
‑
1：35的配比，加入质量分数6
‑
8％的NaOH溶液，在75
‑
85℃的温度下搅拌1.5
‑
2h，过滤，用蒸馏水充分洗涤滤渣直到溶液达到中性，干燥后得到玉米秸秆...

【专利技术属性】
技术研发人员：方俊伟，易浩，于洋，李银婷，李双贵，贾晓斌，张俊，刘晓民，范胜，高伟，齐彪，耿云鹏，方静，沈青云，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司西北油田分公司，
类型：发明
国别省市：