耐温200水包油钻井液.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410389887.8

申请日:

20140811

公开号:

CN104194747B

公开日:

20171107

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:

IPC分类号:

C09K8/28

主分类号:

C09K8/28

申请人:

东北石油大学

发明人:

王继刚,刘庆旺,范振忠,娄燕敏,万家瑰,范炜昊

地址:

163318 黑龙江省大庆市高新技术开发区发展路199号

优先权:

CN201410389887A

专利代理机构:

大庆知文知识产权代理有限公司

代理人:

张海霞

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内容摘要

本发明公开了一种耐温200℃水包油钻井液,由母液及添加剂组成,其中母液包括水及柴油,二者按照4:6的质量比混合;所述添加剂由主乳化剂、辅乳化剂、稳定剂及页岩抑制剂组成,其中主乳化剂、辅乳化剂、稳定剂的加量分别按照母液质量的2.0%计算,页岩抑制剂的加量则按照母液质量的1.0%计算;所述的主乳化剂是一种铵盐或季铵盐型阳离子含氟表面活性剂,辅乳化剂为正丁醇,稳定剂为磺化沥青,页岩抑制剂为氯化钾。本发明钻井液在200℃环境条件下,仍能保持其各项性能良好,从而保证施工的顺利进行。

权利要求书

1.一种耐温200℃水包油钻井液,由母液及添加剂组成,其中母液由水及柴油两组分组成,二者按照4:6的质量比混合;所述添加剂由主乳化剂、辅乳化剂、稳定剂及页岩抑制剂组成,其中主乳化剂、辅乳化剂、稳定剂的加量分别按照母液质量的2.0%计算,页岩抑制剂的加量则按照母液质量的1.0%计算;所述的主乳化剂是一种铵盐或季铵盐型阳离子含氟表面活性剂,辅乳化剂为正丁醇,稳定剂为磺化沥青,页岩抑制剂为氯化钾。 2.根据权利要求1所述的耐温200℃水包油钻井液,其特征在于:上述铵盐或季铵盐型阳离子型含氟表面活性剂,由甲基丙烯酸三氟乙酯、二甲基二烯丙基氯化铵、三甲胺为主要原料制成。

说明书

技术领域

本发明涉及一种水包油钻井液。

背景技术

在一些油层压力系数低、井漏严重的储层中,水包油钻井液由于其密度低,保护油气层,得到了很好的应用。但从应用的效果来看,存在两个主要问题:一是高温后的钻井液稳定性差,必须选择耐高温的乳化剂和各种助剂;二是高温处理后水包油钻井液的沉降稳定性差,在高温的条件下,水包油钻井液容易破乳而导致油水分层,失去稳定性。目前报道的抗高温水包油钻井液抗温性只能达到160℃。

发明内容

本发明的目的是提供一种可耐温200℃的水包油钻井液,以解决现有钻井液高温后稳定性差等问题。

为实现上述发明目的,本发明采用的技术方案是:一种耐温200℃水包油钻井液,由母液及添加剂组成,其中母液包括水及柴油两种组分,二者按照4:6的质量比混合;所述添加剂由主乳化剂、辅乳化剂、稳定剂及页岩抑制剂组成,其中主乳化剂、辅乳化剂、稳定剂的加量分别按照母液质量的2.0%计算,页岩抑制剂的加量则按照母液质量的1.0%计算;所述的主乳化剂是一种铵盐或季铵盐型阳离子含氟表面活性剂,辅乳化剂为正丁醇,稳定剂为磺化沥青,页岩抑制剂为氯化钾。

优选上述铵盐或季铵盐型阳离子型含氟表面活性剂,由甲基丙烯酸三氟乙酯、二甲基二烯丙基氯化铵、三甲胺为主要原料制成。

上述耐温200℃水包油钻井液的制备方法:

按照配方比例,先往搅拌机里加入水,然后加入主、辅乳化剂,再加入柴油,充分搅拌至乳白色后,加入稳定剂和页岩抑制剂,搅拌均匀即成。

发明效果:本发明水包油钻井液在200℃条件下静止养护4天,析出油仅有3.6mL;200℃热滚16小时后,表观粘度大于30mPa·s,塑性粘度大于25 mPa·s,失水量小于5mL,与常温测定的水包油钻井液性能相比较变化不大;当盐的加量小于5.0%时,对水包油钻井液粘度、切力、滤失量影响不大;水包油钻井液对钻屑的膨胀率小于2%,远低于蒸馏水的膨胀率。综合上述性能可以看出,本发明钻井液在200℃环境条件下,仍能保持其各项性能良好,保证施工要求。

具体实施方式

下面结合具体的实施例来验证本发明钻井液在高温情况下的各项性能:

实施例1:耐温200℃水包油钻井液稳定性评价

按照发明内容部分给出方法制备耐温200℃水包油钻井液。其中的主乳化剂购自杭州仁杉科技有限公司,该主乳化剂主要由甲基丙烯酸三氟乙酯、二甲基二烯丙基氯化铵、三甲胺为主要原料制成。

常温静止实验方法:取配制好的水包油钻井液100 mL倒入量筒中,静止观察4天;

高温静止实验方法:取350 mL水包油钻井液倒入高温老化罐中,放入加热炉中,在200℃条件下养护,取出后冷却,测定析油量。实验结果见表1。

表1 水包油钻井液的稳定性

由表1可见,常温时水包油乳状液稳定效果好,静置后的析油量少;高温养护后,析出油仅有3.6mL,具有良好的高温稳定性

(2)实施例2:耐温200℃水包油钻井液流变性评价

取实施例1配制好的耐温200℃水包油钻井液,分别测定水包油钻井液的常温性能和200℃热滚16小时后的性能。实验数据见表2。

表2 水包油钻井液常温及200℃热滚16小时性能

表中:AV为表观粘度;PV为塑性粘度;YP为切力;G1/G10为初/终切力;FL为常温常压滤失量;HTHP为高温高压滤失量。

由表2可见,本发明水包油钻井液有很好的流变性及乳化稳定性,200℃高温后油水不分层,同时具有很好的切力,失水量小。说明本发明的水包油钻井液体系具有良好的抗高温性。

实施例3:盐对本发明水包油钻井液性能的影响

在欠平衡钻井过程中,当钻遇到岩盐层时,盐会侵入到钻井液中,室内对水包油钻井液进行了抗盐侵的性能评价实验,实验用盐为NaCl,实验结果见表3。

表3 水包油钻井液抗盐侵实验数据

由表3可见,随着含盐量增大,钻井液粘度、切力、滤失量上升,当盐的加量小于5.0%时,水包油钻井液的性能变化不大,水包油钻井液体系具有良好的抗盐侵能力。

实施例4:钻屑膨胀率评价

称取大庆油田徐深1井不同深度的过100目的钻屑粉各15g,在15 MPa下压置15 min,制成岩心,然后进行膨胀率的测定。实验结果见表4。

表4 耐温200℃水包油钻井液钻屑膨胀率实验

由表4可见,水包油钻井液的膨胀率低于蒸馏水的膨胀率,水包油钻井液可以有效抑制页岩水化、分散,避免页岩地层发生井壁失稳。

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201410389887.8 (22)申请日 2014.08.11 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 104194747 A (43)申请公布日 2014.12.10 (73)专利权人 东北石油大学 地址 163318 黑龙江省大庆市高新技术开 发区发展路199号 (72)发明人 王继刚刘庆旺范振忠娄燕敏 万家瑰范炜昊 (74)专利代理机构 大庆知文知识产权代理有限 公司 23115 代理人 张海霞 (51)Int.Cl. C09K 8/28(2006.01) (5。

2、6)对比文件 CN 102814144 A,2012.12.12, 刘国强.氟碳表面活性剂的合成方法研究进 展. 合成技术及应用 .2010,第25卷(第3期), 27-32. 黄俊生.钻井液中含氟表面活性剂的应用研 究. 中国石油和化工标准与质量 .2011, (第5 期),21. 审查员 王婷 (54)发明名称 耐温200水包油钻井液 (57)摘要 本发明公开了一种耐温200水包油钻井 液, 由母液及添加剂组成, 其中母液包括水及柴 油, 二者按照4:6的质量比混合; 所述添加剂由主 乳化剂、 辅乳化剂、 稳定剂及页岩抑制剂组成, 其 中主乳化剂、 辅乳化剂、 稳定剂的加量分别按照 母液质。

3、量的2.0%计算, 页岩抑制剂的加量则按照 母液质量的1.0%计算; 所述的主乳化剂是一种铵 盐或季铵盐型阳离子含氟表面活性剂, 辅乳化剂 为正丁醇, 稳定剂为磺化沥青, 页岩抑制剂为氯 化钾。 本发明钻井液在200环境条件下, 仍能保 持其各项性能良好, 从而保证施工的顺利进行。 权利要求书1页 说明书3页 CN 104194747 B 2017.11.07 CN 104194747 B 1.一种耐温200水包油钻井液, 由母液及添加剂组成, 其中母液由水及柴油两组分组 成, 二者按照4:6的质量比混合; 所述添加剂由主乳化剂、 辅乳化剂、 稳定剂及页岩抑制剂组 成, 其中主乳化剂、 辅乳化。

4、剂、 稳定剂的加量分别按照母液质量的2.0%计算, 页岩抑制剂的 加量则按照母液质量的1.0%计算; 所述的主乳化剂是一种铵盐或季铵盐型阳离子含氟表面 活性剂, 辅乳化剂为正丁醇, 稳定剂为磺化沥青, 页岩抑制剂为氯化钾。 2.根据权利要求1所述的耐温200水包油钻井液, 其特征在于: 上述铵盐或季铵盐型 阳离子型含氟表面活性剂, 由甲基丙烯酸三氟乙酯、 二甲基二烯丙基氯化铵、 三甲胺为主要 原料制成。 权利要求书 1/1 页 2 CN 104194747 B 2 耐温200水包油钻井液 技术领域 0001 本发明涉及一种水包油钻井液。 背景技术 0002 在一些油层压力系数低、 井漏严重的储。

5、层中, 水包油钻井液由于其密度低, 保护油 气层, 得到了很好的应用。 但从应用的效果来看, 存在两个主要问题: 一是高温后的钻井液 稳定性差, 必须选择耐高温的乳化剂和各种助剂; 二是高温处理后水包油钻井液的沉降稳 定性差, 在高温的条件下, 水包油钻井液容易破乳而导致油水分层, 失去稳定性。 目前报道 的抗高温水包油钻井液抗温性只能达到160。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种可耐温200的水包油钻井液, 以解决现有钻井液高温 后稳定性差等问题。 0004 为实现上述发明目的, 本发明采用的技术方案是: 一种耐温200水包油钻井液, 由母液及添加剂组成, 其中母液包括水及柴油两种。

6、组分, 二者按照4:6的质量比混合; 所述 添加剂由主乳化剂、 辅乳化剂、 稳定剂及页岩抑制剂组成, 其中主乳化剂、 辅乳化剂、 稳定剂 的加量分别按照母液质量的2.0%计算, 页岩抑制剂的加量则按照母液质量的1.0%计算; 所 述的主乳化剂是一种铵盐或季铵盐型阳离子含氟表面活性剂, 辅乳化剂为正丁醇, 稳定剂 为磺化沥青, 页岩抑制剂为氯化钾。 0005 优选上述铵盐或季铵盐型阳离子型含氟表面活性剂, 由甲基丙烯酸三氟乙酯、 二 甲基二烯丙基氯化铵、 三甲胺为主要原料制成。 0006 上述耐温200水包油钻井液的制备方法: 0007 按照配方比例, 先往搅拌机里加入水, 然后加入主、 辅乳化。

7、剂, 再加入柴油, 充分搅 拌至乳白色后, 加入稳定剂和页岩抑制剂, 搅拌均匀即成。 0008 发明效果: 本发明水包油钻井液在200条件下静止养护4天, 析出油仅有3.6mL; 200热滚16小时后, 表观粘度大于30mPas, 塑性粘度大于25 mPas, 失水量小于5mL, 与 常温测定的水包油钻井液性能相比较变化不大; 当盐的加量小于5.0%时, 对水包油钻井液 粘度、 切力、 滤失量影响不大; 水包油钻井液对钻屑的膨胀率小于2%, 远低于蒸馏水的膨胀 率。 综合上述性能可以看出, 本发明钻井液在200环境条件下, 仍能保持其各项性能良好, 保证施工要求。 具体实施方式 0009 下面。

8、结合具体的实施例来验证本发明钻井液在高温情况下的各项性能: 0010 实施例1: 耐温200水包油钻井液稳定性评价 0011 按照发明内容部分给出方法制备耐温200水包油钻井液。 其中的主乳化剂购自 杭州仁杉科技有限公司, 该主乳化剂主要由甲基丙烯酸三氟乙酯、 二甲基二烯丙基氯化铵、 说明书 1/3 页 3 CN 104194747 B 3 三甲胺为主要原料制成。 0012 常温静止实验方法: 取配制好的水包油钻井液100 mL倒入量筒中, 静止观察4天; 0013 高温静止实验方法: 取350 mL水包油钻井液倒入高温老化罐中, 放入加热炉中, 在 200条件下养护, 取出后冷却, 测定析油。

9、量。 实验结果见表1。 0014 表1 水包油钻井液的稳定性 0015 0016 由表1可见, 常温时水包油乳状液稳定效果好, 静置后的析油量少; 高温养护后, 析 出油仅有3.6mL, 具有良好的高温稳定性 0017 (2) 实施例2: 耐温200水包油钻井液流变性评价 0018 取实施例1配制好的耐温200水包油钻井液, 分别测定水包油钻井液的常温性能 和200热滚16小时后的性能。 实验数据见表2。 0019 表2 水包油钻井液常温及200热滚16小时性能 0020 0021 表中: AV为表观粘度; PV为塑性粘度; YP为切力; G1/G10为初/终切力; FL为常温常 压滤失量; 。

10、HTHP为高温高压滤失量。 0022 由表2可见, 本发明水包油钻井液有很好的流变性及乳化稳定性, 200高温后油 水不分层, 同时具有很好的切力, 失水量小。 说明本发明的水包油钻井液体系具有良好的抗 高温性。 0023 实施例3: 盐对本发明水包油钻井液性能的影响 0024 在欠平衡钻井过程中, 当钻遇到岩盐层时, 盐会侵入到钻井液中, 室内对水包油钻 井液进行了抗盐侵的性能评价实验, 实验用盐为NaCl, 实验结果见表3。 0025 表3 水包油钻井液抗盐侵实验数据 0026 0027 由表3可见, 随着含盐量增大, 钻井液粘度、 切力、 滤失量上升, 当盐的加量小于 5.0%时, 水包油钻井液的性能变化不大, 水包油钻井液体系具有良好的抗盐侵能力。 说明书 2/3 页 4 CN 104194747 B 4 0028 实施例4: 钻屑膨胀率评价 0029 称取大庆油田徐深1井不同深度的过100目的钻屑粉各15g, 在15 MPa下压置15 min, 制成岩心, 然后进行膨胀率的测定。 实验结果见表4。 0030 表4 耐温200水包油钻井液钻屑膨胀率实验 0031 0032 由表4可见, 水包油钻井液的膨胀率低于蒸馏水的膨胀率, 水包油钻井液可以有效 抑制页岩水化、 分散, 避免页岩地层发生井壁失稳。 说明书 3/3 页 5 CN 104194747 B 5 。

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