[发明专利]一种油基钻井液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，涉及一种用于石油钻井工程的钻井液，特别涉及一种油基钻井液及其制备方法。

背景技术

在钻井技术不断发展的今天，泥页岩地层井壁失稳和油气层保护一直是全世界急需解决的重大技术难题。泥页岩地层不稳定，遇水易发生水化膨胀导致地层坍塌，这使得在钻井过程中水基钻井液的应用受到了制约，因此以油作为连续相的油基钻井液在复杂地层油气勘探开发过程中得到了极大推广应用。

性能良好的钻井液体系通常由基础油、有机土、乳化剂等主要成分组成，此外降滤失剂、润湿剂、抑制剂、增粘封堵剂、加重剂、碱度调节剂等处理剂的加入可使钻井液的性能大幅提高，更好的适应不同地层在钻井过程中的需求，更有效的对井壁坍塌现象进行预防处理。

但是随着环境保护意识的逐渐增强，常规油基钻井液污染环境、难于降解的缺点日益凸显。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种油基钻井液及其制备方法。该油基钻井液低毒环保，适用于各种复杂地层及海洋钻探。该制备方法简单、高效。

为了达到前述的发明目的，本发明提供一种油基钻井液，以质量百分比计，所述油基钻井液包括如下组分：CaCl₂溶液10％-30％，改性有机土2.0％-4％，主乳化剂1.0％-2.0％，辅乳化剂1.0％-2.0％，改性橡胶封堵剂1.0％-2.0％，树脂类降滤失剂1.0％-2.0％，磺化沥青类降滤失剂1.0％-2.0％，润湿剂1.0％-2.0％，碱度调节剂1.0％-1.5％，加重剂，余量为基础油，其中，

所述CaCl₂溶液的质量分数为20％-25％，溶剂为水；

所述加重剂的用量用于调节所述油基钻井液的密度为0.95g/cm³-2.00g/cm³；

所述基础油包括经脱硫脱芳处理的原料油。

上述油基钻井液将普通原料油中的重油部分进行脱硫脱芳处理后最终提炼出的新型矿物油作为油基钻井液用的基础油，由于极大地降低了芳香烃和硫的含量，因而更加低毒、环保，且该钻井液选用添加各种功能性处理剂达到适用于泥页岩地层钻探的各项指标，最终形成能有效防止井壁不稳定和油气层损害现象发生的新型钻井液体系，尤其适用在各种复杂地层及海洋钻探。

在上述油基钻井液中，优选地，所述改性有机土通过以下步骤制得：将有机溶剂与水混合，然后加入有机土溶解，随后加入长碳链季铵盐阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、辅助改性剂和pH调节剂，得到混合体系，并在60℃-80℃温度下，高速搅拌2h-3h，然后提纯、粉碎，筛分，得到所属改性有机土；其中，所述有机土、长碳链季铵盐阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和辅助改性剂的质量比为100：2-3：1.5-2：1-1.5；所述混合体系的pH值为8-10。该改性有机土在弱极性的基础油中具有很高的成胶率，成胶率达73％-77％。

在上述油基钻井液中，优选地，所述有机土、长碳链季铵盐阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和辅助改性剂的质量比为100：3：2：1。

在上述油基钻井液中，优选地，所述长碳链季铵盐阳离子表面活性剂包括含有十六烷基季铵盐、十八烷基季铵盐、烷氧基季铵盐和脂肪烷基季铵盐中的一种或几种的组合。

在上述油基钻井液中，优选地，所述长碳链季铵盐阳离子表面活性剂包括双长链烷基季铵盐或三长链烷基季铵盐。

在上述油基钻井液中，优选地，

所述有机溶剂包括甲醇、乙醇和丙酮中的一种或几种的组合；

所述有机土包括钠蒙脱土；

所述非离子表面活性剂包括带有氧乙烯基和长链烷基的化合物，或为含氟的有机化合物；

所述辅助改性剂包括有机酸、醇、酮、酯或小分子有机酸、小分子有机盐、有机膦酸、有机膦酸盐、有机硫酸、有机硫酸盐、有机硫代膦酸有机硫代膦酸盐中的一种或几种的组合；

所述pH调节剂包括Na₂CO₃、盐酸、尿素、氨基磺酸和苯甲酰胺中的一种或几种的组合。

在上述油基钻井液中，优选地，所述改性有机土在所述基础油中的成胶率为73％-77％。

在上述油基钻井液中，优选地，所述改性有机土在所述基础油中的表观黏度为10.3mPa·s-11.8mPa·s，塑性黏度为8.8mPa·s-10.4mPa·s，切力为1.4Pa-1.5Pa。

在上述油基钻井液中，优选地，所述改性有机土的粒径小于74μm。