環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液，其中包括如下質(zhì)量百分比的組分:堿度調(diào)節(jié)劑0.35～0.5%，增黏劑0.4～0.5%，抑制劑7～10%，降濾失劑2.1～2.5%，潤滑劑3～5％，泥餅質(zhì)量改善劑0.3～0.5%，降黏劑0～0.8%，加重劑0～61.2%，海水余量。本發(fā)明無生物毒性、易生物降解、環(huán)保；該鉆井液EC50值大于120000mg/L，巖芯滲透率恢復(fù)率87.37%，污染段小于0.5cm，可降低外來流體對油氣層的傷害，有效保護(hù)海洋環(huán)境；本發(fā)明的鉆井液可控密度2.0g/cm3，抗溫120℃，熱滾16h不同測試溫度下具有恒定的動(dòng)切力，良好的觸變性，較強(qiáng)的剪切稀釋性，易形成平板流，攜巖能力強(qiáng)?？捎行Ы档途畠?nèi)壓力激動(dòng)、ECD值及井眼泥漿漏失量，防止振動(dòng)篩跑漿，改善井眼清潔，節(jié)約非生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間。
【專利說明】環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油領(lǐng)域，尤其是海洋石油鉆井完井液領(lǐng)域，具體為環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著全球原油消耗量的不斷增長，陸上和淺海的原油產(chǎn)量已不能滿足需求，海上能源開采已由淺海向深海進(jìn)軍。與淺海開采能源不同，深海鉆井開采所涉及的鉆井環(huán)境、溫度特殊，深海鉆井至水深1500m時(shí)，泥線溫度在4°C左右，在某些特殊地區(qū)，甚至可能降到(TC左右，在這種環(huán)境下，采用常規(guī)鉆井液會(huì)出現(xiàn)低溫增稠、振動(dòng)篩跑漿的現(xiàn)象，尤其是低溫動(dòng)切力和低剪切速率下的黏度波動(dòng)較大，容易引起井漏、高ECD值，壓力控制難度較大。另外，深海鉆井還存在鉆井液用量大、海底頁巖穩(wěn)定性差、井眼清潔困難等一系列問題，也對海洋深水鉆井液技術(shù)研究提出了更高的要求。
[0003]目前，常用的深水鉆井液主要包括高鹽木質(zhì)素磺酸鹽鉆井液、高鹽PHPA聚合物鉆井液、無固相甲酸鹽鉆井液、油基鉆井液、合成基鉆井液等。其中，高鹽木質(zhì)素磺酸鹽鉆井液、高鹽PHPA聚合物鉆井液為高鹽類鉆井液，而高鹽類鉆井液中，鹽類質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，為維護(hù)井眼清潔，必須進(jìn)行頻繁的短程起下鉆，增加了鉆井成本，且高鹽類鉆井液穩(wěn)定性差，常出現(xiàn)水土分層、重晶石下沉等現(xiàn)象，給深水鉆井施工帶來不利影響。而無固相甲酸鹽鉆井液、油基鉆井液、合成基鉆井液雖然能減少井下復(fù)雜情況的發(fā)生，但成本昂貴，且油基鉆井液存在潛在的安全隱患，一旦發(fā)生井下漏失，損失巨大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液，該鉆井液組分均為無生物毒性、易生物降解、環(huán)保型處理劑；本發(fā)明的鉆井液EC5tl值大于120000 mg/L，巖芯滲透率恢復(fù)率為87.37%，污染段小于0.5cm，可有效保護(hù)海洋環(huán)境；本發(fā)明的鉆井液具有良好的低溫流動(dòng)性能、恒定的動(dòng)切力，良好的觸變性，較強(qiáng)的剪切稀釋性，有效抑制海底地層泥頁巖分散、垮塌，提高井眼凈化能力。解決了深水鉆井液低溫增稠、振動(dòng)篩跑漿，特別是低溫動(dòng)切力和低剪切速率下的黏度波動(dòng)大，而引起井漏、高ECD，壓力控制難等問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
因深水鉆井平臺離海岸較遠(yuǎn)，運(yùn)送淡水和黏土費(fèi)用昂貴，以及避免黏土低溫增稠等因素對鉆井液低溫流變性的影響，綜合考慮選用無黏土相技術(shù)。
[0006]環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液，包括如下質(zhì)量百分比的組分:
堿度調(diào)節(jié)劑0.35~0.5%,
增黏劑0.4~0.5%,
抑制劑7~10%，
降濾失劑2.1~2.5%，潤滑劑3~5%，
泥餅質(zhì)量改善劑0.3~0.5%，
降黏劑O~0.8%,
加重劑O~6L 2%，
海水余量；
所述堿度調(diào)節(jié)劑由碳酸鈉與氫氧化物組成；
所述增黏劑為黃原膠DHV ；
所述抑制劑為無機(jī)鹽；
所述潤滑劑為低濁點(diǎn) 聚合醇JLX-A、植物油酯類潤滑劑PF-LUBE中的一種或多種； 所述泥餅質(zhì)量改善劑為超細(xì)碳酸鈣QS-2、FT-1中的一種或多種；
所述降黏劑為硅醇類降黏劑或兩性離子聚合物降黏劑。
[0007]所述氫氧化物為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或多種。
[0008]所述碳酸鈉與氫氧化物的質(zhì)量比為5:2。
[0009]所述抑制劑為氯化鉀，或氯化鉀與氯化鈉的混合物。
[0010]所述降濾失劑由聚陰離子纖維素PAC和改性淀粉JHF按質(zhì)量比1:20組成。
[0011]所述降黏劑為硅醇類降黏劑GCYZ-1、兩性離子聚合物降黏劑XY-27中的一種。
[0012]所述加重劑為重晶石粉。
[0013]本發(fā)明中，增黏劑為黃原膠DHV (DHV為普通黃原膠XC改性產(chǎn)品)，黃原膠DHV為抗溫120°C改性生物聚合物，其可在海水中快速溶解，提高黏度，調(diào)節(jié)流型，易生物降解。
[0014]該鉆井液采用包括如下步驟的方法制備而成:按配比稱取各組分，備用:向配液罐內(nèi)加入海水，再向其中加入堿度調(diào)節(jié)劑，攪拌混合均勻；再向配液罐中緩慢加入增粘劑，使增粘劑充分溶解，再向配液罐中加入降濾失劑，攪拌混合均勻，再向配液罐中加入泥餅質(zhì)量改善劑、抑制劑、潤滑劑，攪拌均勻后，加入加重劑，調(diào)節(jié)至所需密度，攪拌后即得產(chǎn)品。
[0015]按配比稱取各組分，備用:向配液罐內(nèi)加入海水，再向其中加入堿度調(diào)節(jié)劑(堿度調(diào)節(jié)劑由碳酸鈉、氫氧化物組成)，攪拌lOmin，去掉海水中的鈣鎂離子，提高pH值。再將增粘劑緩慢加入配液罐中，攪拌40min，使其充分溶解。再向配液罐中緩慢加入增粘劑，攪拌20min ;然后再向配液罐中加入泥餅質(zhì)量改善劑、抑制劑、潤滑劑,攪拌30min。最后向配液罐內(nèi)加入重晶石粉，調(diào)節(jié)至所需密度，繼續(xù)攪拌l_2h，即得產(chǎn)品。注:配制鉆井液的密度超過1.8g/cm3時(shí)，需要向其中加入降粘劑，攪拌使其充分混勻。
[0016]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果:
(1)本發(fā)明鉆井液的EC5tl值大于120000mg/L，巖芯滲透率恢復(fù)率為87.37%，污染段小于0.5cm,因而能夠降低外來流體對油氣層的傷害，有效保護(hù)海洋環(huán)境；
(2)本發(fā)明的鉆井液在不同測試溫度下(60°C、20°C、4°C)具有恒定的動(dòng)切力，良好的觸變性，較強(qiáng)的剪切稀釋性，易形成平板流，攜巖能力強(qiáng)；
(3)本發(fā)明的鉆井液性能穩(wěn)定，靜止24h不會(huì)出現(xiàn)析水、下沉的現(xiàn)象，突破性的解決了以往海水坂土泥漿易引起水土分層、重晶石下沉等問題；
(4)本發(fā)明的鉆井液泥頁巖回收率達(dá)95%以上，膨脹率小于10%，抗鹽污染達(dá)20%，抗氯化鈣污染達(dá)2%，潤滑性能達(dá)到水平井施工要求，具有優(yōu)異的性能；
(5)本發(fā)明的鉆井液可有效降低井內(nèi)壓力激動(dòng)、ECD值及井眼泥漿漏失量，防止振動(dòng)篩跑漿，改善井眼清潔，節(jié)約非生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間，提高生產(chǎn)效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
圖1為將實(shí)施例1-5制備的產(chǎn)品在120°C熱滾16小時(shí)后，測試不同溫度下的性能圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0019]本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例中，所采用的黃原膠DHV購買自山東淄博中軒化工有限公司；聚陰離子纖維素PAC購買自滬州北方僑豐化工有限公司；改性淀粉JHF、低濁點(diǎn)聚合醇JLX-A(濁點(diǎn)為30°C)，購買自嘉華科技有限公司；植物油酯類潤滑劑PF-LUBE購買自中海油服化學(xué)公司；超細(xì)碳酸鈣QS-2、FT-1購買自四川仁智油田技術(shù)服務(wù)股份有限公司；硅醇類降黏劑GCYZ-1購買自濮陽誠信鉆采助劑公司；兩性離子聚合物降黏劑XY-27購買自咸陽豐華泥漿材料有限公司，重晶石粉購買自四川仁智油田技術(shù)服務(wù)股份有限公司。
[0021]實(shí)施例1
一種環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液，配制Im3需要如下質(zhì)量的組分:2.5kg碳酸鈉、I kg氫氧化鈉、4.5 kg黃原膠DHV、70kg KCl,30kg NaClU kg聚陰離子纖維素PAC,20 kg改性淀粉JHF、30 kg聚合醇JLX_A、5 kg超細(xì)碳酸鈣QS_2、200 kg重晶石粉、0.95m3 海水。
[0022]實(shí)施例2
一種環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液，配制Im3需要如下質(zhì)量的組分:2.5kg碳酸鈉、I kg氫氧化鈉、4.5 kg黃原膠DHV、70kg KCl,30kg NaClU kg聚陰離子纖維素PAC,20 kg改性淀粉JHF、30 kg聚合醇JLX_A、5 kg超細(xì)碳酸鈣QS_2、400 kg重晶石粉、0.89m3 海水。
[0023]實(shí)施例3
一種環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液，配制Im3需要如下質(zhì)量的組分:2.5kg碳酸鈉、I kg氫氧化鈉、5 kg黃原膠DHV、70kg KCl、30kg NaCl、I kg聚陰離子纖維素PAC,20 kg改性淀粉JHF、40 kg聚合醇JLX_A、5 kg超細(xì)碳酸鈣QS_2、690 kg重晶石粉、0.84m3 海水。
[0024]實(shí)施例4
一種環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液，配制Im3需要如下質(zhì)量的組分:2.5kg碳酸鈉、I kg氫氧化鈉、4 kg黃原膠DHV、70kg KCl,30kg NaClU kg聚陰離子纖維素PAC,20 kg改性淀粉JHF、40 kg聚合醇JLX_A、5 kg超細(xì)碳酸鈣QS_2、958 kg重晶石粉、0.78m3 海水。
[0025]實(shí)施例5一種環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液，配制Im3需要如下質(zhì)量的組分:2.5kg碳酸鈉、I kg氫氧化鈉、4 kg黃原膠DHV、70kg KCl,30kg NaClU kg聚陰離子纖維素PAC, 20 kg改性淀粉JHF、8 kg硅醇類降黏劑GCYZ-1、40 kg聚合醇JLX-A、5 kg超細(xì)碳酸鈣QS-2、1224 kg 重晶石粉、0.72m3 海水。
[0026]將實(shí)施例1-5制備的產(chǎn)品在120°C熱滾16小時(shí)后，測試不同溫度下的性能。
[0027]圖1中，P是指密度，單位為g/cm3 ；AV是指鉆井液表觀黏度，單位為mPa.s ；PV是指鉆井液塑性黏度，單位為mPa.s ；YP是指鉆井液動(dòng)切力，單位為Pa ；Gel是指鉆井液靜切力，單位為Pa ； Φ6/3是指六速旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)3轉(zhuǎn)、6轉(zhuǎn)讀數(shù)，無量綱；FL是指鉆井液API失水(0.69MPa，室溫，30min)，單位為mL ；K是指鉆井液泥餅厚度，單位為mm。
[0028]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液，其特征在于，包括如下質(zhì)量百分比的組分: 堿度調(diào)節(jié)劑0.35~0.5%, 增黏劑0.4~0.5%, 抑制劑7~10%， 降濾失劑2.1~2.5%， 潤滑劑3~5%， 泥餅質(zhì)量改善劑 0.3~0.5%， 降黏劑O~0.8%, 加重劑O~6L 2%， 海水余量； 所述堿度調(diào)節(jié)劑由碳酸鈉與氫氧化物組成； 所述增黏劑為黃原膠DHV ； 所述抑制劑為無機(jī)鹽； 所述潤滑劑為低濁點(diǎn)聚合醇JLX-A、植物油酯類潤滑劑PF-LUBE中的一種或多種； 所述泥餅質(zhì)量改善劑為超·細(xì)碳酸鈣QS-2、FT-1中的一種或多種； 所述降黏劑為硅醇類降黏劑或兩性離子聚合物降黏劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液，其特征在于，所述氫氧化物為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液，其特征在于，所述碳酸鈉與氫氧化物的質(zhì)量比為5:2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液，其特征在于，所述抑制劑為氯化鉀，或氯化鉀與氯化鈉的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液，其特征在于，所述降濾失劑由聚陰離子纖維素PAC和改性淀粉JHF按質(zhì)量比1:20組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液，其特征在于，所述降黏劑為硅醇類降黏劑GCYZ-1、兩性離子聚合物降黏劑XY-27中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述環(huán)保型、低傷害、無黏土相深水恒流變鉆井液，其特征在于，所述加重劑為重晶石粉。
【文檔編號】C09K8/12GK103525382SQ201310501155
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】張軍, 彭商平, 霍寶玉, 于志綱, 黃文勇, 劉毅, 羅健生 申請人:四川仁智油田技術(shù)服務(wù)股份有限公司