一种深水恒流变油基钻井液的制作方法-尊龙凯时官方app下载

文档序号:8538868阅读:493来源:国知局
一种深水恒流变油基钻井液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种石油钻井用钻井液,具体涉及一种适用于深水钻井,可在深水钻 井井筒温度范围内保持流变性稳定的恒流变油基钻井液。
【背景技术】
[0002] 海洋深水钻井作业中,深水海底低温高压环境以及复杂的地质条件,给海洋深水 钻井液技术带来了一系列技术难题,包括钻井液低温流变性控制困难,天然气水合物的生 成引起的堵塞问题,复杂地层井壁失稳问题等。油基钻井液或合成基钻井液可以提供优良 的井壁稳定性和最大化的机械钻速,是复杂地层钻井的首选。但是传统的油基钻井液或 合成基钻井液的流变性能受温度和压力的影响较大。在深水钻井井筒温度范围内(4~ 65°c ),常规油基钻井液或合成基钻井液流变性变化大,尤其是在海底低温条件下,钻井液 的粘度和切力剧增,甚至发生胶凝,造成当量循环密度增加,由于深水地层安全密度窗口 窄,当量循环密度过高引起钻井液漏失,严重影响深水钻井作业的顺利进行,并大幅增加了 钻井液成本。针对这一问题,国外石油钻井技术公司开展了大量研宄工作,探讨如何对油基 钻井液或合成基钻井液进行技术改进,以减少钻井液低温增粘效应,满足深水钻井技术需 求。针对油基钻井液或合成基钻井液在深水钻井中的使用问题,国外石油工业界提出了"恒 流变"这一概念,即在大温差范围内(4. 4°c~65°c )保持相对稳定的动切力、六速粘度计 在6r/min下的读数和10-min静切力,具备"恒流变"特性的油基钻井液或合成基钻井液即 可满足深水钻井技术要求。国外研宄发现,由于油基钻井液常用的基础油,如白油、柴油和 植物油等流变性受温度影响较大,使用这类基础油难以制备出适用于深水钻井的钻井液体 系。因此,国内外研宄机构和技术服务公司开始重点开展合成基钻井液研宄,通过合成不同 类型的合成基油,并探索合适的钻井液处理剂,开发适用于深水钻井的合成基钻井液。但是 研制合成基油,首先要保证其具有极低的生物毒性,以满足海洋环保法规要求。此外,合成 基油成本普遍高于常用油基钻井液的基油。与合成基钻井液相比,油基钻井液的基油来源 更广且成本低,钻井液制备与维护更为简便。
[0003] 通过文献检索,由于油基钻井液低温流变性控制较为困难,国内外针对深水恒流 变合成基钻井液研宄报道较多,而未见深水恒流变油基钻井液相关报道。针对深水油基钻 井液研宄的报道仅有1例:
[0004] 长江大学胡三清等以5#白油为基油,实验建立了一种对油气层损害较小的低毒 油基钻井液。但该钻井液流变性受温度影响较大,低温下动切力大幅增加,不具备"恒流变" 特性,在深水钻井作业中可能引起漏失等问题。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的是提供一种恒流变油基钻井液,可在深水钻井井筒温度范围内 (4~65°c )提供稳定的流变性,解决传统油基钻井液可能引起的低温增粘问题,减小深水 钻井作业过程中开泵时的井底激动压力,降低钻井液当量循环密度,避免发生漏失;具备降 滤失和抗污染性能,解决深水钻井液技术难题。
[0006] 本发明所提供的一种恒流变油基钻井液,包括下述质量份的组分:
[0007] 白油70~100份,氯化钙水溶液0~30份,流型调节剂1. 5~5份,乳化剂1~4 份,润湿剂0. 5~2. 5份,钻井液用有机土 1~3. 5份,降滤失剂1. 5~5份,氧化钙0. 2~ 0.6份,加重剂0~260份。
[0008] 上述恒流变油基钻井液,所述白油为0#白油、3#白油、5#白油中至少一种。
[0009] 上述恒流变油基钻井液,所述氯化钙水溶液为质量分数是20~35%的氯化钙水 溶液。
[0010] 上述恒流变油基钻井液,所述流型调节剂为乙烯丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸酯、三 聚酸、酚醛树脂、由二聚酸、乙醇胺和多乙烯多胺反应生成的共聚物以及由丙烯酰胺、苯乙 烯和甲基丙烯酸反应生成的共聚物中至少一种;
[0011] 所述乙烯丙烯共聚物为二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶中至少一种;
[0012] 所述由二聚酸、乙醇胺和多乙烯多胺反应生成的共聚物中,乙醇胺、多元羧酸和多 乙烯多胺摩尔比为1~30:1~20:1~15 ;
[0013] 所述由二聚酸、乙醇胺和多乙烯多胺反应生成的共聚物中,多乙烯多胺为乙二胺、 二乙烯三胺、三乙烯四胺中至少一种;
[0014] 所述由丙烯酰胺、苯乙烯和甲基丙烯酸反应生成的共聚物中,丙烯酰胺、苯乙烯和 甲基丙烯酸摩尔比为10~30:5~20:10~30 ;
[0015] 所述由丙烯酰胺、苯乙烯和甲基丙烯酸反应生成的共聚物中,丙烯酰胺为n-十二 烷基丙烯酰胺、n-十六烷基丙烯酰胺和n-十八烷基丙烯酰胺中至少一种。
[0016] 上述恒流变油基钻井液,所述乳化剂为由长碳链脂肪酸与胺类反应生成的共聚 物、石油磺酸盐、油酸酰胺、氧乙基烷基苯酚醚、烷基苯磺酸钠中至少一种;
[0017] 所述由长碳链脂肪酸与胺类反应生成的共聚物中,长碳链脂肪酸为硬脂酸、油酸、 亚油酸、月桂酸中至少一种;
[0018] 所述胺类为乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、二乙醇三胺、三乙醇四胺中至少一种。
[0019] 上述恒流变油基钻井液,所述润湿剂为环烷酸酰胺、聚氧乙烯烷基酚醚、丁基聚氧 丙烯醚、脂肪酸亚胺咪唑磺酸钙、辛基酚聚氧乙烯醚中至少一种。
[0020] 上述恒流变油基钻井液,所述降滤失剂为氧化沥青、沥青树脂、腐殖酸改性树脂、 有机褐煤中至少一种。
[0021] 上述恒流变油基钻井液,所述加重剂为重晶石和碳酸钙中至少一种。
[0022] 本发明与现有技术相比具有如下有益效果:
[0023] 1、本发明的油基钻井液通过对基油、乳化剂、钻井液用有机土、流型调节剂等组分 的合理选择和配比,来实现对油基钻井液流变性的有效调控。与恒流变合成基钻井液相比, 本发明的油基钻井液对基油原材料要求宽松,成本低,传统油基钻井液用的低毒白油即可 满足使用要求,不需要在合成基液的探索和合成工艺方面投入精力,减少了工作量和成本。
[0024] 2、在深水钻井井筒温度范围(4~65°c ),本发明的油基钻井液的动切力、六速粘 度计分别在6r/min和3r/min下的读数以及10-min静切力值保持稳定,几乎不受温度影 响,即在深水井筒温度范围内实现了 "恒流变",避免了因钻井液流变性随温度发生变化引 起当量循环密度过高的问题。并且钻井液在密度高达到2. lg/cm3时仍可保持恒流变特性。
[0025] 3、本发明的油基钻井液具有很强的抗污染能力,可满足海洋深水钻井技术需求。
【具体实施方式】
[0026] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
[0027] 下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
[0028] 实施例1
[0029] 深水恒流变油基钻井液包括以下质量份的组分:
[0030] 5#白油80份,氯化钙水溶液20份,流型调节剂3. 5份,乳化剂3份,润湿剂2份, 钻井液用有机土 1份,降滤失剂2份,氧化钙0. 4份,加重剂50份。
[0031] 本实施例中所用的氯化钙水溶液的质量分数为25%。
[0032] 本实施例中所用的流型调节剂是由三聚酸
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