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1、10申请公布号CN104152119A43申请公布日20141119CN104152119A21申请号201310175685922申请日20130513C09K8/03200601C09K8/3220060171申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院72发明人苏长明赵梦云龙秋莲李萍史爱萍马玉生张锁兵郑承纲张大年74专利代理机构北京聿宏知识产权代理有限公司11372代理人吴大建欧颖54发明名称一种油基钻井液用配制剂57摘要本发明提供一种油基钻井液用配制剂，所述配制剂中含有增黏剂、乳化剂、油溶性树脂、流型调节剂。
2、、碱度调节剂和防粘接剂；且在所述配制剂中增粘剂为2030WT，乳化剂为515WT，油溶性树脂为2535WT。本发明成功提供的配制剂集油基钻井液的增粘、降滤失、油水乳化、悬浮稳定、耐温等功能于一体，解决了油基钻井液配方优化困难、配制时间长、成本高等问题。本发明还提供与该配制剂相应的钻井液。本发明得到的油基钻井液的粘度、动切力、API滤失量、滤饼厚度和破乳电压等基本性能以及耐矿化度、加重性能、耐温性和抗粘土污染等性能指标均良好，钻井液的整体性能能达到工业应用的要求。51INTCL权利要求书1页说明书7页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书7页10申请公布号CN104。
3、152119ACN104152119A1/1页21一种油基钻井液用配制剂，其特征在于，配制剂中含有增黏剂、乳化剂、油溶性树脂、流型调节剂、碱度调节剂和防粘接剂；且在所述配制剂中增粘剂为2030WT，乳化剂为515WT，油溶性树脂为2535WT。2根据权利要求1所述的配制剂，其特征在于，在所述配制剂中流型调节剂为1030WT，碱度调节剂为510WT；优选地，配制剂由增黏剂、乳化剂、油溶性树脂、流型调节剂、碱度调节剂和防粘接剂组成，且在所述配制剂中防粘接剂为余量。3根据权利要求1或2所述的配制剂，其特征在于，所述增粘剂为有机土。4根据权利要求1或2所述的配制剂，其特征在于，所述乳化剂为选自非离子聚。
4、氧乙烯醚类表面活性剂、硬脂酸钙、硬脂酸单甘油酯和石油磺酸钙中的一种或多种，优选硬脂酸单甘油酯和/或石油磺酸钙。5根据权利要求1或2所述的配制剂，其特征在于，所述油溶性树脂为松香树脂、油溶性酚醛树脂和石油树脂中的一种或多种；所述流型调节剂为油溶性纤维；所述碱度调节剂为碱性物质，优选碳酸钠和/或氢氧化钠；所述防粘接剂选自氧化钙、碳酸钙和二氧化硅。6根据权利要求5所述的配制剂，其特征在于，所述防粘接剂为微米级超细材料，优选其平均粒径为1000目以上的材料。7一种如权利要求16中任意一项所述配制剂在钻井中的应用，其特征在于，所述配制剂为固体粉末，将所述配制剂加入钻井液中即可完成其应用；优选配制剂为各组。
5、分混匀的固体粉末。8一种油基钻井液，它包括权利要求16中任意一项所述的配制剂、油相、和可任意选择的盐水和加重剂。9根据权利要求8所述的油基钻井液，其特征在于，所述配制剂在油基钻井液中的含量为48WT；优选所述油相为柴油、白油、气制油和合成油中的一种或多种；优选所述盐水为1530WT的氯化钠和/或氯化钙水溶液；优选所述加重剂为重晶石粉。10一种如权利要求8或9所述油基钻井液的制备方法，其特征在于，在搅拌状态下将配制剂和可选择的盐水和加重剂加入油相中，搅拌均匀即可。权利要求书CN104152119A1/7页3一种油基钻井液用配制剂技术领域0001本发明涉及油气钻探、开发领域，具体涉及一种油基钻井液。
6、用配制剂以及该配制剂相应钻井液的制备方法。背景技术0002石油天然气工业的钻井一般采用旋转钻井技术。旋转钻井技术是利用地面旋转装置带动连接在钻杆上的钻头，以一定压力挤压并旋转破碎岩石，使井眼不断向需要方向延伸的技术。在钻井过程中，钻头破碎岩石所产生大量钻屑由钻井液携带出地面，并且钻井液还起到冷却润滑钻头、维持井壁稳定和减少地层流体流出等作用。在地面循环系统的驱动下，钻井液通过钻杆循环至井底，从钻头的水眼喷出，然后通过钻杆与井壁或套管之间的环形空间返出地面。钻井液在返回地面后，一般要经过多种处理，以清除其中的钻屑、油气，保持其性能稳定，然后再进行循环。0003钻井液的性能是油气钻井安全高速的重要。
7、保障。由于油气开发钻井面对着很多复杂的地下情况，因此，对钻井液的物性、流变性有很多要求。例如，钻井液应具有适宜的粘度，以便于有效携带井底钻屑返出地面，同时又能在地面清除。钻井液的触变性应较弱，以减少低速流动或循环泵启动的压力。钻井液应具有造壁性，能够在井壁上结成薄而密实的非渗透性滤饼，防止过量的液体从井筒中流入地层。钻井液应对钻头和钻杆与地层间起到一定的润滑和冷却作用，保持旋转钻进的转速。钻井液还应具有一定的比重，以对地层施加压力，防止井壁坍塌或地层中的高压油气流入井筒。0004钻井液的性能要求仅用一两种添加剂是无法达到的，需要向钻井液中加入多种添加剂，利用各种添加剂的综合作用，来维持钻井液性。
8、能达标。在对复杂地层进行钻井作业时，配制钻井液所使用的添加剂品种、数量和功能等的要求更高，通常钻井液中需要添加十余种不同功能的添加剂，以使整体性能满足工程需要。0005通常，钻井液可分为水基钻井液、油基钻井液和空气钻井液等三大类，其中，油基钻井液是指以油相作为连续相的钻井液。与水基钻井液相比较，油基钻井液具有能抗高温、抗盐钙侵蚀、有利于井壁稳定、润滑性好、对油气层损害程度小等多种优点。目前，油基钻井液已发展成为高难度钻井，如高温深井、大斜度定向井、水平井、欠平衡井和各种复杂地层的重要手段，具有较广阔的应用前景。0006常规油基钻井液体系是以柴油或白油、气制油、合成油等为连续相，按一定的比例和顺。
9、序先后加入增粘剂、提切剂、主乳化剂、辅乳化剂、降滤失剂、悬浮稳定剂、水相流度控制剂、粘度控制剂、润湿剂、封堵剂、加重剂等添加剂，在一定条件下配制而成。在配制过程中，加入一种添加剂后，需要等待其完全分散或溶解后，取样测试液体性能，再进行下一步工序的配制，其中部分处理剂要求加酸溶解后添加。发明内容0007针对油基钻井液配制工序和操作难以标准化与规范化的情况，本发明提供了一种说明书CN104152119A2/7页4新的油基钻井液配制剂。0008因此，本发明提供一种油基钻井液用配制剂，所述配制剂中含有增黏剂、乳化剂、油溶性树脂、流型调节剂、碱度调节剂和防粘接剂；且在所述配制剂中增粘剂为2030WT，乳。
10、化剂为515WT，油溶性树脂为2535WT。0009在本发明中，所述配制剂中还可以含有其它组分，如暂堵剂，具体可以是非油溶性的树脂、小塑料、纤维或乳化沥青等物质。0010在本发明中，增黏剂在油相中可以提高钻井液中的微观空间网络结构强度，保持油基钻井液具有抗温能力强、增粘效果稳定的特点。乳化剂可以提高油基钻井液的油水乳化稳定性，在有地层水进入后能形成稳定的油包水乳液，维持油基钻井液的乳液性能稳定。油溶性树脂可以提高油相黏度，在岩石表面形成坚实的滤饼以防止钻井液滤失。流型调节剂可以在油相中形成微结构，提高油基钻井液悬浮稳定性。防粘接剂可以帮助配制剂中的各组分分散均匀，保持整体性能稳定。0011本发。
11、明配制剂中多种成分的添加可以有效地实现增粘、降滤失、油水乳化、悬浮稳定、耐温等功能，很好解决了油基钻井液的配方优化和调制难题，大幅度简化了油基钻井液的配制过程和时间，普通人员经过简单培训即可掌握油基钻井液的配制与调制方法，提高了油基钻井液的现场应用性能。0012优选的是，在所述配制剂中流型调节剂为1030WT，碱度调节剂为510WT。更优选地，配制剂由增黏剂、乳化剂、油溶性树脂、流型调节剂、碱度调节剂和防粘接剂组成，且在所述配制剂中防粘接剂为余量。本发明中，防粘接剂在配制剂中的重量含量没有严格要求，其可以在一个较大数据范围内变动，因此优选其为配制剂中余量即可，例如为10WT。0013在本发明中。
12、，优选地，所述增粘剂为有机土。优选所述乳化剂为选自非离子聚氧乙烯醚类表面活性剂、硬脂酸钙、硬脂酸单甘油酯和石油磺酸钙中的一种或多种，更优选硬脂酸单甘油酯和/或石油磺酸钙。优选所述油溶性树脂为松香树脂、油溶性酚醛树脂和石油树脂中的一种或多种；所述流型调节剂为油溶性纤维；所述碱度调节剂为碱性物质，更优选碳酸钠和/或氢氧化钠；所述防粘接剂选自氧化钙、碳酸钙和二氧化硅。在本发明的一种具体实施方式中，所述防粘接剂为微米级超细材料，优选其平均粒径为1000目以上的材料。微米级的超细材料在本发明中起到两个关键作用，一个是在制备本发明的固体配制剂时，能有效防止配制剂内部各个组分间的粘接；另一个是使得配制剂在油。
13、基钻井液中的分散性能更好，溶解速度更高。0014本发明还提供所述配制剂在钻井中的应用，具体地，所述配制剂为固体粉末，将所述配制剂加入钻井液中即可完成其应用。优选配制剂为各组分混匀的固体粉末。0015在现有技术中，油基钻井液是不能用一种配制剂完成的，配制过程需要依次加入增粘剂、提切剂、主乳化剂、辅乳化剂、降滤失剂、悬浮稳定剂、水相活度控制剂、粘度控制剂、润湿剂、封堵剂、沥青、加重剂等多种物质。油基钻井液配制工艺复杂，如部分沥青要求加温溶解，油基钻井液配制时间长，成本高。而本发明成功提供一种油基钻井液配制剂，该配制剂集油基钻井液的增粘、降滤失、油水乳化、悬浮稳定、耐温等功能为一体，解决了油基钻井液。
14、配方优化困难、配制时间长、成本高等问题。0016本发明还相应提供一种油基钻井液，它包括本发明中上述任意一种配制剂、油相、说明书CN104152119A3/7页5和可任意选择的盐水和加重剂。在本发明方案中，优选所述配制剂在油基钻井液中的含量为48WT；优选所述油相为柴油、白油、气制油和合成油中的一种或多种；优选所述盐水为1530WT的氯化钠和/或氯化钙水溶液；优选所述加重剂为重晶石粉。0017本发明还提供所述油基钻井液的制备方法，即在搅拌状态下将配制剂和可选择的盐水和加重剂加入油相中，搅拌均匀即可。0018具体地在配制油基钻井液前，根据油相的不同，按照钻井设计中对油基钻井液的性能要求，分别计算出。
15、需要使用的油基钻井液配制剂、油相和加重剂的加量。在充分循环状态下，向油相中缓慢、分批次加入计量的油基钻井液配制剂，配制剂加完后，保持循环搅拌1小时以上，搅拌至配制剂完全分散到油相中，形成均匀的混合液。在充分循环状态下，向油相中缓慢、分批次加入计量的加重剂，加重剂加完后，保持循环搅拌1小时以上，搅拌至加重剂完全分散到油相中，形成均匀的混合液。0019在使用本发明中配制剂配制油基钻井液时，油基钻井液性能的调节方法如下。若需要提高油基钻井液黏度，则增加油基钻井液配制剂的用量，另外，根据钻井工程需要可以适当加大盐水的用量；若需要降低油基钻井液黏度，则添加适量的油相稀释；若需要控制油基钻井液滤失量时，则。
16、在增加油基钻井液配制剂用量的同时，可适量加入乳化沥青或超细材料等。若需要提高破乳电压，则可以降低盐水的加量。具体实施方式0020下面结合实施例，进一步说明本发明。0021实施例150022油基钻井液配制剂的制备按配制1000G配制剂来计算，配制剂中使用的各组分用量见表1。取2500ML塑料烧杯，安装悬臂式搅拌器，使搅拌棒位于烧杯底部23厘米之上，开启搅拌，搅拌转速50200R/MIN。按实施例中的各组成用量，依次加入增黏剂、乳化剂、油溶性树脂、流形调节剂、碱度调节剂和防粘接剂，搅拌至各组分分散均匀后，即得到油基钻井液配制剂。0023表100240025使用配制剂配制油基钻井液取1000克白油放。
17、入2500ML塑料烧杯中，安装悬臂式搅拌器，使搅拌棒位于烧杯底部23厘米之上，然后开启搅拌机搅拌，转速400800RPM，慢说明书CN104152119A4/7页6慢分别加入实施例15中的60克油基钻井液配制剂，搅拌46小时后，再加入200克25WT的氯化钠盐水，搅拌24小时后，加入40克重晶石粉作为加重剂，使其密度达到设计要求，持续搅拌1H后，油基钻井液即配制完成。0026油基钻井液的基本性能测试将新配制的油基钻井液放置20H后，搅拌2H，再测试其性能；测试结果见表2。0027表200280029由表2中测试结果表明，随油基钻井液配制剂配方的不同，所配制的油基钻井液的粘度、动切力、API滤失。
18、量有所变化，滤饼厚度和破乳电压保持稳定，钻井液的整体性能完全达到要求。0030实施例6100031油基钻井液配制剂的制备按配制1000G配制剂来计算，配制剂中使用的各组分用量见表3。取2500ML塑料烧杯，安装悬臂式搅拌器，使搅拌棒位于烧杯底部23厘米之上，开启搅拌，搅拌转速50200R/MIN。按实施例中的各组成用量，依次加入增黏剂、乳化剂、油溶性树脂、流形调节剂、碱度调节剂和防粘接剂，搅拌至各组分分散均匀后，即得到油基钻井液配制剂。0032表300330034使用配制剂配制油基钻井液取1000克柴油放入2500ML塑料烧杯中，安装悬臂式搅拌器，使搅拌棒位于烧杯底部23厘米之上，然后开启搅拌。
19、机搅拌，搅拌机转速400800RPM，慢慢分别加入实施例610中的60克油基钻井液配制剂，搅拌46小时后，再说明书CN104152119A5/7页7加入200克25WT的氯化钠盐水，搅拌24小时后，加入40克重晶石粉作为加重剂，使其密度达到设计要求，持续搅拌1H后，油基钻井液即配制完成。0035油基钻井液的基本性能测试将新配制的油基钻井液放置20H后，搅拌2H，再测试其性能。测试结果见表4。0036表400370038表4中得到的结果和规律与表2中相似；即据钻井液配制剂配方的不同，所配制的油基钻井液的粘度、动切力、API滤失量有所变化，滤饼厚度和破乳电压保持稳定，钻井液的整体性能完全达到要求。。
20、0039通常表征油基钻井液性能的指标除了上述粘度、动切力、API滤失量、滤饼厚度和破乳电压等基本性能外；钻井液的性能还包括诸如耐矿化度、加重性能、耐温性和抗粘土污染等性能指标，本发明通过以下实施例详细说明。0040实施例11150041实施例1115中使用实施例2中制备的配制剂，用以考察本发明中钻井液的耐矿化度。在400ML气制油中加入6WT油基钻井液配制剂，搅拌4H，放置20H后，在搅拌状态下，加入如表5所示不同数量的25WT的CACL2（盐水）溶液，搅拌4H后，测试性能，结果见表5。0042表500430044表5相应的试验结果表明，随盐水加量增加，油基钻井液的塑性粘度升高较大，破乳电压下。
21、降，在一定的盐水浓度范围内API滤失量存在最小值；因此，根据钻井工程施工要求，一般控制盐水加量为2030WT较合适。0045实施例1620说明书CN104152119A6/7页80046实施例1620中使用实施例2中制备的配制剂，用以考察本发明中钻井液的加重性能。在400ML合成油中加入6WT油基钻井液配制剂，搅拌4H，放置20H后，在搅拌状态下加入120ML浓度为25WT的CACL2溶液，最后加入如表6所示不同量的加重剂，搅拌1H稳定后，测试性能，结果见表6。0047表600480049表6相应的试验结果表明，随着加重剂用量增加，油基钻井液的塑性粘度升高，API滤失量变化不大，钻井液总体性能。
22、稳定。0050实施例21220051实施例2122中使用实施例2中制备的配制剂，用以考察本发明中钻井液的耐温性能。在400ML白油中加入6WT油基钻井液配制剂，搅拌4H后，在搅拌状态下加入120ML浓度为25WT的CACL2溶液，再加入200克重晶石粉作为加重剂，搅拌1H稳定后，测试油基钻井液在120（实施例21）和150（实施例22）下滚动24H后的性能，结果见表7。0052表700530054从表7的测试结果中可以看出，采用本发明提供的油基钻井液在120和150下滚动24H后性能变化不大，其具有很好的热稳定性。0055实施例23260056实施例2326中使用实施例1中制备的配制剂，用以考。
23、察本发明中钻井液的抗粘土污染性能。在400ML白油中加入6WT油基钻井液配制剂，搅拌4H后，在搅拌状态下加入120ML浓度为25WT的CACL2溶液，再加入200克重晶石粉作为加重剂，搅拌1H稳定后，测试油基钻井液在加入不同量的明化镇土后的性能，结果见表8。0057表80058说明书CN104152119A7/7页90059从表8的测试结果中可以看出，采用本发明的油基钻井液在明化镇土加量高达20WT时，其性能也基本变化不大，说明其具有很好的抗黏土污染性能。0060从上述表格和实施例中的结果表明，随油基钻井液配制剂的不同，所配制的油基钻井液的粘度、动切力、API滤失量有所变化，而滤饼厚度和破乳电压保持稳定，钻井液的整体性能完全达到要求。现场配制油基钻井液时，本发明提供的油基钻井液配制剂用量在48WT时，即可配制出性能良好的油基钻井液。说明书CN104152119A。