一种环保型强封堵油基钻井液

摘要

本发明提供一种环保型强封堵油基钻井液，其在基液的基础上按照重量百分比含有：10~20%氯化钙水溶液、1~2%主乳化剂、1~2%辅乳化剂、2~3%润湿剂、3~5%有机土、2~3%氧化钙、2~4%封堵剂、2~4%降滤失剂、0~150%加重材料。该钻井液能有效的对泥页岩地层进行封堵，提高井壁稳定性；同时减少对环境的污染；而且使用新型加重材料，对油基钻井液流变性能的影响小，又能减少对储层的伤害。

权利要求

1.一种环保型强封堵油基钻井液，其特征在于，在基液的基础上，按照与基液的体积重量比加入以下钻井液材料配制而成：10 20% 氯化钙水溶液、1 2% 主乳化剂、1 2% 辅乳化~ ~ ~剂、2 3% 润湿剂、3 5% 有机土、2 3% 氧化钙、2 4% 封堵剂、2 4% 降滤失剂、0 150% 加重~ ~ ~ ~ ~ ~材料；所述的基液为精制级白油;所述的氯化钙水溶液为氯化钙饱和水溶液；所述的主乳化剂为WO-1 ；所述的辅乳化剂为S-80 ；所述的润湿剂为十二烷基苯磺酸盐、十二烷基三甲基溴化铵、环烷酸钙中的一种或一种以上的混合物；所述的封堵剂由纳米级二氧化硅和500 目碳酸钙、800 目碳酸钙按重量比5 3 ：1 2 ：1 2 配制而成；所述的降滤失剂为油溶性树~ ~ ~脂、胶乳沥青、胶乳石蜡中的一种或一种以上组合物；所述的加重材料为超细钛铁矿粉。

2.根据权利要求1所述的一种环保型强封堵油基钻井液，其特征在于，所述纳米级二氧化硅的粒径为20 100 纳米。

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3.根据权利要求1-2中任一所述的一种环保型强封堵油基钻井液的制备方法，其特征在于按下述制备步骤进行：（1）在配液罐中注入基液；

（2）通过剪切泵缓慢加入主乳化剂、辅乳化剂和润湿剂，搅拌1 3h，搅拌均匀放置备用；

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（3）在另外一个配液罐中配制好氯化钙水溶液备用；

（4）然后通过剪切泵在混合液体中缓慢加入氯化钙水溶液，加入速度为2 4 m3/h，加完~后搅拌或循环5 8h ；

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（5）通过剪切泵加入有机土，搅拌或循环1 3h ；

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（6）通过剪切泵加入封堵剂、降失水剂，每加一种搅拌或循环1 3h ；

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（7）通过剪切泵加入氧化钙，搅拌或循环1 3h ；

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（8）通过剪切泵加入加重材料，搅拌或循环3 5h。

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说明书

一种环保型强封堵油基钻井液

技术领域

[0001] 本发明涉及一种油基钻井液，特别涉及一种环保型强封堵油基钻井液。

背景技术

[0002] 与水基钻井液相比，油基钻井液在井壁稳定润滑防卡、抑制页岩水化膨胀和地层造浆，以及快速钻进等方面具有明显优势，已成为钻探高温深井、海上钻井、大斜度定向井、水平井、各种复杂井段和储层保护的重要手段。随着非常规油气资源的勘探开发，泥页岩地层的井壁稳定问题成为钻井成败的关键。泥页岩遇水极易分散，造成井壁坍塌，需要对该地层进行强抑制和封堵。因此，国内钻井液工作者在提高油基钻井液封堵性方面做了大量的研究工作。另外环境对钻井液的使用也提出了更高的要求，环保型钻井液越来越受到人们的重视。胡文军等在《强封堵油基钻井液体系在W11-4D油田的应用》中提出了一种具有强封堵能力的油基钻井液，利用乳化沥青、树脂、超细碳酸钙作用封堵剂（见《钻井液与完井液》，2007，24（3））。岳前升等在《油基钻井液的封堵性能研究与应用》中提出通过在油基钻井液中引入超微细颗粒材料、纤维材料、变形材料和粘弹性材料来提高其封堵能力（见《钻井液与完井液》，2006，23（5））。公开号102134477A的专利公开了一种无粘土低密度全油基钻井液，含有低密度基油、油品增稠剂、遇油膨胀剂、油分散性粒状碳酸钙、氧化钙和油溶性抗高温降滤失剂。公开号102304353A的专利公开了一种环保型全油基钻井液及其配制方法，含有基液白油、氯化钙水溶液、乳化剂、润湿剂、钻井液用有机土、复合封堵剂、提切剂、碱度调节剂、降滤失剂,在上述原料混合物中加入加重剂。但这些技术的缺点或不足是：①没有针对泥页岩地层的井壁稳定问题展开研究工作，封堵性不强；②人们对环境保护有了更高的要求，需要更加环保的新型钻井液。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种环保型强封堵油基钻井液，克服上述技术的不足，能有效的对泥页岩地层进行封堵，提高井壁稳定性；同时减少对环境的污染；而且使用新型加重材料，对油基钻井液流变性能的影响小，又能减少对储层的伤害。

[0004] 本发明的技术方案是这样实现的：

[0005] 一种环保型强封堵油基钻井液的基液为精制级白油，在基液的基础上，按照与基液的体积重量比加入以下钻井液材料配制而成：10 20%氯化钙水溶液、1 2%主乳化剂、1 2%~ ~ ~辅乳化剂、2 3%润湿剂、3 5%有机土、2 3%氧化钙、2 4%封堵剂、2 4%降滤失剂、0 150%加重~ ~ ~ ~ ~ ~
材料。所述的体积重量比为钻井液常用技术术语,是指每单位体积的基液中所加入钻井液材料的重量份,下文中所述体积重量比也是同样的含义。

[0006] 其中氯化钙水溶液为饱和水溶液，主乳化剂为WO-1，辅乳化剂为S-80，润湿剂为十二烷基苯磺酸盐、十二烷基三甲基溴化铵、环烷酸钙中的一种或几种，封堵剂由20 100纳米~级二氧化硅和500目碳酸钙、800目碳酸钙按重量比5 3：1 2：1 2配制而成，降滤失剂为油溶~ ~ ~
性树脂、胶乳沥青、胶乳石蜡中的一种或几种，加重材料为超细钛铁矿粉。

[0007] 一种环保型强封堵油基钻井液的制备方法是：（1）在配液罐中注入基液；（2）通过剪切泵缓慢加入主乳化剂、辅乳化剂和润湿剂，搅拌1 3h，搅拌均匀放置备用；（3）在另外一~个配液罐中配制好氯化钙水溶液备用；（4）然后通过剪切泵在混合液体中缓慢加入氯化钙水溶液，加入速度为2 4m3/h，加完后搅拌或循环5 8h；（5）通过剪切泵加入有机土，搅拌或~ ~
循环1 3h；（6）通过剪切泵加入封堵剂、降失水剂等处理剂，每加一种搅拌或循环1 3h；（8）~ ~
通过剪切泵加入氧化钙，搅拌或循环1 3h；（9）通过剪切泵加入加重材料，搅拌或循环3 5h。
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[0008] 本发明具有如下优点：

[0009] ①本发明利用精制级白油配制基液，精制级白油无色、无味、化学惰性、光安定性能好，基本组成为饱和烃结构，芳香烃、含氮、氧、硫等物质近似于零，因此，本发明钻井液具有安全、环保的优点。

[0010] ②本发明利用纳米级二氧化硅和超细碳酸钙做为封堵剂，封堵效果良好，可针对泥页岩等微裂缝发育地层进行有效封堵。室内实验表明（按行业标准SY/T 5621-93），加入该封堵剂后钻井液高温高压滤失量降低率可高达65%以上。因此，本发明油基钻井液可有效保障泥页岩地层井壁稳定，实现安全钻井。

[0011] ③本发明采用超细钛铁矿粉作为加重材料，加量少，具有良好的酸溶性，能较好的保护储层，同时对钻井液的切力影响小，能较好的保证钻井液的流变性能不受影响，防止流变性突变对井下安全的破坏。

具体实施方式

[0012] 实施例一：

[0013] 在10m3精制级白油中，按照与白油的体积重量比加入2% WO-1、1% S-80、3%十二烷基苯磺酸盐，搅拌3h，至搅拌均匀。然后通过剪切泵在混合液体中缓慢加入2 m3氯化钙水溶液，加入速度为4m3/h，加完后搅拌8h。然后通过剪切泵加入5%有机土、4%封堵剂（纳米级二氧化硅和500目碳酸钙、800目碳酸钙重量百分比为5：2：2）、2%降失水剂（油溶性树脂和乳化沥青按2:1的比例配制）、3%氧化钙等处理剂，每加一种搅拌3h。通过剪切泵加入110%超细钛铁矿粉，搅拌5h。此时，配制的环保型强封堵油基钻井液密度为1.52g/cm3，电稳定性ES为950V，API中压失水小于3mL。

[0014] 实施例二：

[0015] 在10m3精制级白油中，按照与白油的体积重量比加入1% WO-1、2% S-80、2%十二烷基苯磺酸盐，搅拌3h，至搅拌均匀。然后通过剪切泵在混合液体中缓慢加入1 m3氯化钙饱和水溶液，加入速度为4m3/h，加完后搅拌8h。然后通过剪切泵加入3%有机土、2%封堵剂（纳米级二氧化硅和500目碳酸钙、800目碳酸钙重量百分比为5：2：2）、4%降失水剂（油溶性树脂和乳化沥青按2:1的比例配制）、2%氧化钙等处理剂，每加一种搅拌3h。通过剪切泵加入110%超细钛铁矿粉，搅拌5h。此时，配制的环保型强封堵油基钻井液密度为1.51g/cm3，电稳定性ES为935V，API中压失水小于3mL。

[0016] 实施例三：

[0017] 在10m3精制级白油中，按照与白油的体积重量比加入2% WO-1、1% S-80、2%润湿剂（十二烷基苯磺酸盐和环烷酸钙按重量百分比2:1配制），搅拌3h，至搅拌均匀。然后通过剪切泵在混合液体中缓慢加入2 m3氯化钙饱和水溶液，加入速度为4m3/h，加完后搅拌8h。然后通过剪切泵加入5%有机土、4%封堵剂（纳米级二氧化硅和500目碳酸钙、800目碳酸钙重量百分比为3：1：1）、2%乳化沥青、3%氧化钙等处理剂，每加一种搅拌3h。通过剪切泵加入110%超细钛铁矿粉，搅拌5h。此时，配制的环保型强封堵油基钻井液密度为1.53g/cm3，电稳定性ES为968V，API中压失水小于3mL。

[0018] 实施例四：

[0019] 在10m3精制级白油中，按照与白油的体积重量比加入1% WO-1、2% S-80、3%润湿剂（十二烷基苯磺酸盐和环烷酸钙按重量百分比2:1配制），搅拌3h，至搅拌均匀。然后通过剪3 3
切泵在混合液体中缓慢加入1 m氯化钙饱和水溶液，加入速度为4m/h，加完后搅拌8h。然后通过剪切泵加入5%有机土、4%封堵剂（纳米级二氧化硅和500目碳酸钙、800目碳酸钙重量百分比为3：1：1）、2%乳化沥青、3%氧化钙等处理剂，每加一种搅拌3h。通过剪切泵加入49%超细钛铁矿粉，搅拌5h。此时，配制的环保型强封堵油基钻井液密度为1.21g/cm3，电稳定性ES为
943V，API中压失水小于3mL。

[0020] 实施例五：

[0021] 环保型强封堵油基钻井液在渤页平2井进行了现场应用。钻井液密度为1.20 g/cm3，电稳定性ES为1015V，API中压失水小于0.6mL。该井使用过程中平均机械钻速达到8.22m/h，较邻井有了较大提高，同时井径扩大率仅为2%，井径规则，充分说明了该钻井液对井壁保护作用。