【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油钻井利用，具体涉及一种油基钻井液用相变材料及其制备方法和用途。
技术介绍
1、目前，在深部油气钻探开发过程中，在高温环境下，钻井工具、随钻测量和测井等仪器的使用寿命短、故障率高。大量的实钻数据表明，井下温度超过150℃井中，旋转导向、地质导向工具、定向仪器等工具仪器故障率居高不下。传统的钻井液冷却方法是通过地面冷却装备实现高温钻井液降温，已在地热井、水合物钻探和页岩气水平井得到广泛应用，但同时存在可靠性差、能耗高等问题。
2、因此，现有技术中针对相变材料的应用于钻井液中的研究逐渐增多，如cn112358852a公开了一种相变微胶囊及其制备方法和智能控温水基钻井液及应用。所述相变微胶囊包括芯材以及包覆在所述芯材外表面的壁材，所述壁材还含有可选的壁材强化剂；其中，所述芯材选自正十四烷、十二醇、癸醇和辛酸中的一种或多种；所述壁材为脲醛树脂和/或三聚氰胺-甲醛树脂；所述壁材强化剂为四氧化三锰。该智能控温水基钻井液能够智能调控井下钻井液温度，能够避免钻井液温度升高引起水合物分解。
3、如cn111894520a公开了一种基于石蜡材料调控钻井液温度的方法。其基本技术方案为：(1)合成优选适合钻井液应用的石蜡材料；(2)将石蜡材料作为钻井液处理剂，保持加量在5％-20％可以降温5-15℃；(3)可以使用微胶囊包被等手段进行材料的重复利用。该方案的优点有：在钻井液循环过程中，石蜡会发生相变，利用石蜡的相变潜热可以充分吸收热量；当钻井液循环上地面后，随着温度的降低石蜡会重新凝固放出热量不需要外加冷却介质。
4、又如cn111545142a公开了一种高温相变恒温微胶囊、主动控温高温钻井液体系及其制备与应用，所述微胶囊的芯材为采用聚乙烯和/或苯丁烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物对石蜡相变材料改性后的改性石蜡，所述微胶囊的壁材为脲醛树脂。当温度升高时相变材料会发生相态变化，发生相变的温度范围很窄，相变前后材料本身的温度在相变过程中几乎维持不变，大量相变热转移到环境中时，会产生一个较宽的温度平台。本专利技术的相变恒温材料微胶囊相变温度可达110-140℃、相变潜热可达100-150j/g，具备良好的导热性、热稳定性。
5、如cn109652028a公开了一种基于相变材料的钻井液温度控制方法。其技术方案是：包括以下步骤：(1)优选钻井液用的相变材料：(2)将相变材料作为钻井液处理剂，可以在配置钻井液时在加重之前加入，加量为钻井液总重量的5％-15％；或者在钻进时以每立方米钻井液中加入5-15千克的浓度加入，循环均匀后，即可进行钻进，井底温度不同，加入的相变材料的浓度不同，直到达到需要的钻井液循环温度，不超过总钻井液重量的20％；(3)钻井结束，可将相变材料回收再利用。有益效果是：在钻井液循环过程中，相变材料能够不断的吸收和释放适量的热能；相变材料能够和其他钻井液处理剂同时循环使用；免维护；不需耗电，环保；在经济效益上有竞争性。
6、但是，目前在钻井液中所用相变材料多为相变微胶囊类材料，仍存在相变潜热低，相变点低及制备工艺复杂，制备成本高等问题。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种油基钻井液用相变材料及其制备方法和用途，以解决用于油基钻井液的相变材料存在相变潜热低，相变点低及制备工艺复杂，制备成本高等问题。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种油基钻井液用相变材料，所述油基钻井液用相变材料包括：三羟甲基氨基甲烷、三羟甲基乙烷、石墨、橡胶和沥青。
4、本专利技术提供的油基钻井液用相变材料，通过对相变材料的组分进行设计，利用各组分之间的协同配合效果，增强所得相变材料的相变潜热指标和传热效果，同时确保了可以实现和油基钻井液具有良好的配伍效果，不影响钻井液的性能体现。
5、作为本专利技术优选的技术方案，所述油基钻井液用相变材料以重量份计包括：三羟甲基氨基甲烷80-90份、三羟甲基乙烷1-5份、石墨1-7份、橡胶1-3份和沥青1-3份。
6、作为本专利技术优选的技术方案，所述石墨包括膨胀石墨。
7、作为本专利技术优选的技术方案，所述橡胶包括天然橡胶和/或丁苯橡胶。
8、作为本专利技术优选的技术方案，所述沥青包括氧化沥青和/或天然沥青。
9、第二方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述油基钻井液用相变材料的制备方法，所述制备方法包括：依据配方将三羟甲基氨基甲烷和三羟甲基乙烷进行融化，之后加入石墨、橡胶和沥青进行搅拌，然后经冷却和粉碎筛分得到油基钻井液用相变材料。
10、作为本专利技术优选的技术方案，所述融化的温度为200-250℃。
11、作为本专利技术优选的技术方案，所述搅拌的搅拌速率为250-350r/min；
12、优选地，所述搅拌的搅拌时间为2-3h。
13、第三方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述油基钻井液用相变材料的用途，所述用途包括将油基钻井液用相变材料和油基钻井液进行混合使用，以调节钻井液的温度。
14、作为本专利技术优选的技术方案，所述油基钻井液用相变材料的添加量≤所述油基钻井液体积的12％。
15、与现有技术方案相比，本专利技术具有以下有益效果：
16、(1)本专利技术针对深井钻进过程中存在的高温导致旋转导向、地质导向工具、定向仪器等工具仪器故障率居高不下，现有钻井液冷却技术仍不成熟，目前无法满足高温井的安全高效钻井需求，提供了一种油基钻井液用相变材料，该相变材料的相变潜热能够≥251.37j/g，相变温度达到127.88℃以上。
17、(2)本专利技术利用膨胀石墨、橡胶和沥青的配合效果，提高了相变材料导热效率，在油基钻井液中配伍性良好，对流变性影响较小，且具有良好的降滤失效果。
18、(3)本专利技术现场工艺简单，尤其对于使用油基钻井液钻探的深井，不会耽误施工周期；不需要增加额外设备、增加能耗，可回收循环利用，提高油气田开发效率；能够满足高温高密度深井的钻井施工需求。
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1.一种油基钻井液用相变材料，其特征在于，所述油基钻井液用相变材料包括：三羟甲基氨基甲烷、三羟甲基乙烷、石墨、橡胶和沥青。
2.如权利要求1所述油基钻井液用相变材料，其特征在于，所述油基钻井液用相变材料以重量份计包括：三羟甲基氨基甲烷80-90份、三羟甲基乙烷1-5份、石墨1-7份、橡胶1-3份和沥青1-3份。
3.如权利要求1或2所述油基钻井液用相变材料，其特征在于，所述石墨包括膨胀石墨。
4.如权利要求1-3任一项所述油基钻井液用相变材料，其特征在于，所述橡胶包括天然橡胶和/或丁苯橡胶。
5.如权利要求1-4任一项所述油基钻井液用相变材料，其特征在于，所述沥青包括氧化沥青和/或天然沥青。
6.一种如权利要求1-5任一项所述油基钻井液用相变材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：依据配方将三羟甲基氨基甲烷和三羟甲基乙烷进行融化，之后加入石墨、橡胶和沥青进行搅拌，然后经冷却和粉碎筛分得到油基钻井液用相变材料。
7.如权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述融化的温度为200-250℃。
8.
9.一种如权利要求1-5任一项所述油基钻井液用相变材料的用途，其特征在于，所述用途包括将油基钻井液用相变材料和油基钻井液进行混合使用，以调节钻井液的温度。
10.如权利要求9所述用途，其特征在于，所述油基钻井液用相变材料的添加量≤所述油基钻井液体积的12％。
...【技术特征摘要】
1.一种油基钻井液用相变材料，其特征在于，所述油基钻井液用相变材料包括：三羟甲基氨基甲烷、三羟甲基乙烷、石墨、橡胶和沥青。
2.如权利要求1所述油基钻井液用相变材料，其特征在于，所述油基钻井液用相变材料以重量份计包括：三羟甲基氨基甲烷80-90份、三羟甲基乙烷1-5份、石墨1-7份、橡胶1-3份和沥青1-3份。
3.如权利要求1或2所述油基钻井液用相变材料，其特征在于，所述石墨包括膨胀石墨。
4.如权利要求1-3任一项所述油基钻井液用相变材料，其特征在于，所述橡胶包括天然橡胶和/或丁苯橡胶。
5.如权利要求1-4任一项所述油基钻井液用相变材料，其特征在于，所述沥青包括氧化沥青和/或天然沥青。
6.一种如权利要求1-5...
【专利技术属性】
技术研发人员：张家旗，王建华，王韧，倪晓骁，史赫，刘人铜，闫丽丽，杨海军，刘裕双，高珊，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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