[发明专利]钻井液用低软化点乳化沥青及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及地质钻探领域所用的以油浆为原料制备的一种低软化点乳化沥青及其制备方法。 

背景技术

随着地质找矿钻探、科学钻探工作的进一步深入，钻孔深度不断加深，所遇到的地层越来越复杂，施工中遇到的问题也越来越多，对施工进度与施工成本产生重大影响。复杂地层孔壁不稳定是目前急需解决的施工难题之一。 

不稳定地层包括强水敏性地层、松散破碎地层、盐膏层、异常压力地层等，其中松散破碎地层，孔壁极其薄弱，胶结性差，易坍塌掉块，此类地层在地质钻探中最为常见。因此，对于钻遇松散破碎地层，理想的钻井液应具有强的粘接能力，能够在孔壁形成致密保护膜，提高孔壁的强度，从而减少孔壁坍塌、掉块现象的发生。 

钻井液用乳化沥青是一种沥青防塌剂，易分散于水及钻井液中。当孔内有一定的温度和压力时，水不溶沥青颗粒软化变形，并被挤入孔壁微裂缝中，与泥饼一起形成有效的封堵层，使孔壁稳定。乳化沥青主要以沥青或石油沥青为原料，采用沥青罐、水相罐及高剪切乳化机三个设备，沥青罐中沥青加热温度为130℃左右，水相罐中为溶有乳化剂的水溶液，温度控制在65℃左右，再通过泵分别将沥青及水相送入胶体磨或高剪切乳化设备剪切制得。目前用的乳化沥青软化点都较高，需要添加软化点调节剂才能降低软化点。 

油浆是一种原油经催化裂化后的重组分，主要成分是芳烃、饱和烃、沥青质和胶质。它是一种粘稠流体，零度以下仍未凝固（软化点低，不能测定），极易粘壁，不易清洗。目前，主要是作为燃料使用，未见报道以油浆制备钻井液用低软化点乳化沥青。 

发明内容

为了解决松散破碎地层引起的孔壁不稳定问题，本发明提供了一种以油浆为原料制备的钻井液用低软化点乳化沥青，及其制备方法。利用本发明的低软化点乳化沥青具有在水中易分散、软化点低、防塌及润滑性能好的特点，能较好地胶结破碎地层、封堵孔壁微小裂缝、改善泥饼质量，提高孔壁稳定性，并降低摩擦阻力，广泛适用于地质钻探、石油与天然气井钻探及地热钻探等。 

本发明提供了一种钻井液用低软化点乳化沥青，其含有如下重量份数的组分： 

油浆25~50份；                    溶剂油10~35份；

非离子表面活性剂1~4份； 阳离子表面活性剂1~4份；

C₂~C₄醇0~4份；                  水30~40份。

其中，油浆为原油经催化裂化后的重组分，主要成分是芳烃、饱和烃、沥青质和胶质。油浆为市售商品，可以在各大炼油厂购买，例如淄博市临淄金盛隆化工厂、中国石化集团沧州炼油厂等。 

优选地，上述钻井液用低软化点乳化沥青，含有如下重量份数的组分： 

油浆30~45份；                    溶剂油18~28份；

非离子表面活性剂1~3份； 阳离子表面活性剂1.8~3份；

C₂~C₄醇1~3份；                  水30~40份。

优选地，所述溶剂油为白油、柴油和生物柴油中的一种或几种的混合物。溶剂油作用是溶解油浆，降低油浆粘度，使油浆更易被乳化。 

优选地，所述非离子表面活性剂为失水山梨醇脂肪酸酯、单硬脂酸甘油酯和丙二醇单硬脂酸酯中的一种或几种的混合物。非离子表面活性剂作用是提高乳化沥青的抗盐性，使其不易受钙镁等阳离子的影响。 

优选地，所述阳离子表面活性剂为十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种的混合物。阳离子表面活性剂作用是使乳液液滴表面带正电荷，吸附在带有负电荷的孔壁岩石上，有利于乳液液滴进入孔壁裂缝中。 

优选地，所述C₂~C₄醇为乙醇、丙三醇、异丙醇、丁醇和异丁醇中的一种或几种的混合物。C₂~C₄醇作用是作为助表面活性剂，提高表面活性剂乳化油浆的效果。 

其中，本发明的钻井液用低软化点乳化沥青组分中的所述水为自来水、工业水和河水中的一种，其他干净的水也都适用本发明。 

本发明还提供了一种上述低软化点乳化沥青的制备方法，步骤是： 

（1）将溶剂油及非离子表面活性剂加入油浆中，加热搅拌至均匀后，得油浆混合液，备用；