一種植物油油基鉆井液及其制備方法技術

本發明專利技術提供了一種植物油油基鉆井液及其制備方法。該植物油油基鉆井液包括植物油、鹽溶液和處理劑，其中：所述植物油與鹽溶液的體積比為80:20-95:5；所述處理劑包括乳化劑、潤濕劑、有機土、降濾失劑，以100mL植物油+鹽溶液計，乳化劑的含量為2.5-3.5g、潤濕劑的含量為0.5-0.8g、有機土的含量為0.5-2g、降濾失劑的含量為3-5g；所述鉆井液的密度為0.88-1.6g/cm3。本發明專利技術提供的植物油油基鉆井液由于選用的基礎油為大自然生物鏈中的植物油，其自身可生物降解，同時還具有乳液穩定性好，高溫高壓濾失量低，抗水、抗土、抗鹽鈣及抗石膏污染能力好的優點。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術提供了。該植物油油基鉆井液包括植物油、鹽溶液和處理劑，其中：所述植物油與鹽溶液的體積比為80:20-95:5；所述處理劑包括乳化劑、潤濕劑、有機土、降濾失劑，以100mL植物油+鹽溶液計，乳化劑的含量為2.5-3.5g、潤濕劑的含量為0.5-0.8g、有機土的含量為0.5-2g、降濾失劑的含量為3-5g；所述鉆井液的密度為0.88-1.6g/cm3。本專利技術提供的植物油油基鉆井液由于選用的基礎油為大自然生物鏈中的植物油，其自身可生物降解，同時還具有乳液穩定性好，高溫高壓濾失量低，抗水、抗土、抗鹽鈣及抗石膏污染能力好的優點。【專利說明】
本專利技術涉及，屬于石油勘探領域。
技術介紹
鉆井液是指鉆井過程中使用的循環工作液。以油為連續相的鉆井液為油基鉆井 液。油基鉆井液普遍應用于頁巖、高溫酸性地層、大段鹽膏層、大位移井等。但二個因素制約 了其使用：①普通油基鉆井液苯環含量高，毒性大。環境敏感或環保條例嚴苛地區不能用。 ②含油鉆肩處理成本高昂。嚴苛的環保條例和高昂的鉆肩處理成本促進了低芳烴、低毒礦 物油基鉆井液的發展。礦物油基鉆井液在健康和安全性方面要比柴油基鉆井液提升很多， 但兩者的含油鉆肩處理措施是一樣的，不能直接排放。氣制油鉆井液毒性低，通過了大部分 的毒性測試，對環境影響較小，產生的鉆肩在部分海域可以直接排放，但是由于其很難生物 降解，EPA及其他組織對氣制油鉆井液增加了更加嚴苛的限制條款，使得其鉆肩在某些海域 不能直接排放。
技術實現思路
為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種植物油油基鉆井液，該鉆井液具有乳 液穩定性好，高溫高壓濾失量低，抗水、抗土、抗鹽鈣及抗石膏污染能力好的優點。 本專利技術另外還提供了一種制備上述植物油油基鉆井液的方法。 為達到上述目的，本專利技術提供了一種植物油油基鉆井液，其包括植物油、鹽溶液和 處理劑，其中： 所述植物油與鹽溶液的體積比為80:20-95:5 ; 所述處理劑包括乳化劑、潤濕劑、有機土、降濾失劑，以IOOmL植物油+鹽溶液計： 乳化劑的含量為2. 5-3. 5g、潤濕劑的含量為0. 5-0. 8g、有機土的含量為0. 5-2g、降濾失劑 的含量為3-5g ; 所述鉆井液的密度為0. 88-1. 6g/cm3。 上述處理劑的含量是以IOOmL的植物油與鹽溶液的混合物為基準計算的。 在上述鉆井液中，優選地，所述處理劑還包括加重劑。 在上述鉆井液中，優選地，所述植物油包括椰子油、棉籽油、蓖麻油、菜籽油、大豆 油中的一種或幾種的組合，當采用幾種植物油的組合時，各組分可以以任意比混合；所述鹽 溶液包括氯化鈉溶液、氯化鈣溶液、甲酸鈉溶液、甲酸鉀溶液、氯化鉀溶液中的一種；更優選 地，所述鹽溶液的質量濃度為20-40 %。 在上述鉆井液中，優選地，所述乳化劑包括烷基醇酰胺、失水山梨醇脂肪酸酯、 高級脂肪酸鈣中的一種；更優選地，所述烷基醇酰胺的通式為RCON(CH2CH2OH) 2，其中R = C12-C18燒基；所述高級脂肪酸鈣的碳鏈長度為C12-C18。上述乳化劑具有優異的乳化性能，能 夠在80:20-95:5的油水比例范圍和50°C _150°C的溫度范圍內長期使用，乳化穩定性和高 溫穩定性高。 在上述鉆井液中，優選地，所述潤濕劑包括烷基醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基 酚聚氧乙烯醚中的一種；更優選地，所述烷基醇酰胺的通式為RCON(CH2CH2OH) 2，其中R = C12-C18燒基，所述的脂肪醇聚氧乙烯醚的通式為RO(CH2CH 2O)ηΗ，η = 2-20, R = CmH2m+1，m = 12-18。 在上述鉆井液中，優選地，所述有機土包括親油粘土；更優選地，所述親油粘土是 由蒙脫土經分散、提純、改性后，用十六烷基三甲基氯化銨取代蒙脫土層間的金屬離子，最 后經脫水、干燥、研磨得到的。所述十六烷基三甲基氯化銨取代蒙脫土層間的金屬離子時， 能夠使層間距擴大至I. 7-4. 8nm，形成疏水有機膨潤土。 在上述鉆井液中，優選地，所述降濾失劑包括腐殖酸酰胺、褐煤樹脂中的一種。 在上述鉆井液中，優選地，所述加重劑包括石灰石、重晶石、微錳、微粉重晶石的一 種或幾種的組合；當采用幾種加重劑的組合時，各組分可以以任意比混合。 為達到上述目的，本專利技術另外還提供了一種制備上述植物油油基鉆井液的方法， 其包括以下步驟： 攪拌條件下，向植物油中依次加入有機土、乳化劑、潤濕劑、鹽溶液、降濾失劑，得 到植物油油基鉆井液。 在上述方法中，優選地，該方法還包括按需加入加重劑以及在加重劑加入前測定 鉆井液的密度的步驟。加重劑可以在加入降濾失劑之后加入。 本專利技術的有益效果為： 1)本專利技術以椰子、大豆等廉價植物油為基礎油，代替柴油、白油等礦物油，研制出 了植物油油基鉆井液，植物油全油基鉆井液密度從0. 88-1. 6g/cm3熱滾前后塑性粘度、動切 力、動塑比、靜切力均能維持在合理范圍內，能保持較好的流變性，破乳電壓高（多2000V)， 乳液穩定性好，高溫高壓濾失量低5. 5mL)，能夠滿足不同條件下的鉆井需要。 2)加入自來水、搬土粉、氯化鈉、石膏及氯化鈣以后，植物油鉆井液體系熱滾前后 的塑性粘度和動切力小幅上升，靜切力變化幅度不大，高溫高壓濾失量均有不同程度的增 加，但是能控制在15mL以內，表明植物油全油基鉆井液具有很好的抗水、抗土、抗鹽鈣及抗 石膏污染能力。 3)本專利技術選用的基礎油為大自然生物鏈中的植物油，不僅自身可生物降解，而且 由于自身即為乳化劑，配套處理劑的用量少，且所用的處理劑均為環保型處理劑，所配置的 油基鉆井液為環境友好、儲層友好的雙保型鉆井液體系。 【具體實施方式】 為了對本專利技術的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現對本專利技術的技 術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本專利技術的可實施范圍的限定。 實施例1 本實施例提供了一種植物油油基鉆井液，該植物油油基鉆井液包括植物油、鹽溶 液、乳化劑、潤濕劑、有機土、降濾失劑；植物油與鹽溶液的體積比為95:5 ;以IOOmL植物油 +鹽溶液計：乳化劑的含量為3. 5g、潤濕劑的含量為0. 5g、有機土的含量為2g、降濾失劑的 含量為3g，其中： 所述植物油為大豆油，鹽溶液為20wt %的氯化鈣溶液； 所述乳化劑為Span-80 ; 所述潤濕劑為烷基醇酰胺，其通式為RCON(CH2CH2OH) 2，其中R = C12烷基； 所述有機土為親油粘土，該親油粘土是由蒙脫土經分散、提純、改性后，用十六烷 基三甲基氯化銨取代蒙脫土層間的金屬離子，使層間距擴大至I. 7-4. 8nm，形成疏水有機膨 潤土，最后經脫水、干燥、研磨成粉狀產品； 所述降濾失劑為腐殖酸酰胺； 由上述給出的組分及含量按以下工藝制備鉆井液： ①將植物油加入攪拌杯，并啟動高速攪拌機以12000r/min的轉速高速攪拌；②在 高速攪拌下加入有機土，攪拌5min ;③用注射器加入乳化劑繼續高速攪拌5min ;④加入潤 濕劑并高速攪拌5min ;⑤緩慢地加入鹽溶液，繼續高速攪拌20分鐘；⑥在高速攪拌下加入 降濾本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種植物油油基鉆井液，該植物油油基鉆井液包括植物油、鹽溶液和處理劑，其中：所述植物油與鹽溶液的體積比為80:20?95:5；所述處理劑包括乳化劑、潤濕劑、有機土、降濾失劑，以100mL植物油+鹽溶液計：乳化劑的含量為2.5?3.5g、潤濕劑的含量為0.5?0.8g、有機土的含量為0.5?2g、降濾失劑的含量為3?5g；所述鉆井液的密度為0.88?1.6g/cm3。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張潔，李英敏，趙志良，王雙威，楊海軍，李龍，李爽，
申請(專利權)人：中國石油天然氣集團公司，中國石油集團鉆井工程技術研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11