[发明专利]一种油包水型生物柴油基钻井液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油包水型生物柴油基钻井液及其制备方法，所述的油包水型生物柴油基钻井液主要用于易塌井段、水平井、定向井、大位移井，或者用于钻开储层的钻井作业中，属于石油天然气钻井液技术领域。

背景技术

随着国内外石油钻探技术的迅速发展，勘探领域不断扩大，钻遇地层条件日益复杂，水基钻井液不能满足应对井下复杂情况的性能要求。具体表现在容易导致井壁水化垮塌、摩阻较大、易形成气体水合物发生堵塞、机械钻速较低等方面。因此，在钻复杂结构井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层时，人们经常使用油基钻井液。但油基钻井液也有一些不可忽视的缺点，包括成本较高；难以生物降解，对环境的危害较大；具有荧光性，影响测井资料的解释等。近年来随着环保法规对钻井行业的监管日益严格，传统柴油基钻井液的使用受到了严重限制。在这种背景下，酯基钻井液应运而生。它既具备油基钻井液的优良性能，而且还可以在不影响环境的情况下排放。另外由于酯基液中完全不含具有荧光性的芳香类物质，能彻底解决油基钻井液影响测井和试井资料解释的难题。

经文献检索，国内外有一些关于酯基钻井液的研究和报道：

A.美国Halliburton公司以短链酯为基液，研发了一种无粘土合成基钻井液。该钻井液体系中无粘土，无褐煤类物质，完全通过调节乳状液性质来控制钻井液的流变性。该体系的当量循环密度较低，流变性平稳，作业性能优良。但该体系需加入大量流型调节剂，而且由于无褐煤类降滤失剂，要以较大的酯水比配制，故成本较高。另外该项技术的具体细节在文献中提及甚少。

B.美国Baker Hughes公司以酯和矿物油的混合物为基液，研制了一种合成基钻井液体系。该体系的作业性能能够满足钻井作业要求，毒性低，对橡胶无腐蚀作用。但该体系所用的酯是由棕榈油提炼而成的，矿物油的成本也较高，故该体系成本偏高。

C.美国Baroid公司以一种脂肪链长度为8个碳的低粘度酯为基液研发了一种酯基钻井液体系。该体系在低温下有良好的流变性，抗污染性能较好，毒性较低，生物降解性能好。但自然界中这类物质并不多见，因此脂肪链长度为8个碳的酯的制备成本较高。另外该钻井液体系主要是在低温条件(如海洋钻井条件)下使用，其在高温下的作业性能未见报道。

D.澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)在一项研究中用天然植物油(即高级脂肪酸的甘油酯)经过加工后作为钻井液基液。植物油具有闪点、着火点高、热稳定性好、对环境无害、抑制性强、易于生物降解、来源丰富稳定(来自农副产品市场而不受化工原料市场的价格影响)等诸多优点，并进行了钻井液初步测试。但这种基液的倾点和粘度都较高，而且价格较贵，尚在进一步研究中。

E.在我国，本世纪初，石油大学(北京)的张琰等人研发了酯基钻井液，并对它们的流变性能进行了研究。该体系无毒、无荧光、生物降解速度快、对环境无污染。但该体系的电稳定性稍差(破乳电压低于1000V)。

F.湖北汉科新技术有限公司的许明标等人研发了一种酯基钻井液，并对其各项性能进行了研究。该体系的抗污染性能和储层保护性能均好，毒性低，但该体系所用的酯基液的密度和动力粘度偏高，在一定程度上影响了体系的流变性能。另外，该钻井液体系的电稳定性不够好，文献中提供的各钻井液配方的破乳电压都未超过800V。

目前酯基钻井液在国内外应用日益普遍，但各种酯基液的成本通常较高。