一種鉆井液用加重劑及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種鉆井液用加重劑及其制備方法，屬于石油開采【技術領域】。該加重劑包括按照重量份數計的如下組分：鋁礬土60-80份、天青石0.5-2份、磷鈰鑭礦1-1.5份、硅微粉10-15份、鯨蠟醇乙基己酸酯0.08-0.2份、聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯0.2-0.45份、分散劑0.5-2份、改性凹凸棒土0.5-1份、水20-30份。本發明制備方法簡單，制得的加重劑能改善泥漿的穩定性及結構性能，具有良好的懸浮穩定性，避免了普通加重劑的沉淀問題；同時，本發明加重劑固體產品可直接應用于油基泥漿加重，在高溫下可堅持45天，遠遠超過了現有技術中普通加重劑只能堅持7天左右，易于推廣應用。
【專利說明】一種鉆井液用加重劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于石油開采【技術領域】，具體涉及一種鉆井液用加重劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 中國的石油儲備不足，中國的石油進口遠遠大於出口，且比例在逐年擴大，相信未 來難見改善。隨著經濟的高速增長，中國對石油的需求也在迅速攀升。從1996年起，中國 就成為繼美國、日本之后的第三大石油消費國。
[0003]目前，全球許多國家的油田都朝著深層超深層勘探開發進軍，高密度鉆完井技術 成為保障鉆探作業安全順利的關鍵技術之一。高密度鉆完井液中需要加入大量的固相加重 材料以提高密度，導致了鉆完井液中固相含量大，現場應用普遍存在流變性和失水造壁性 難以控制的基本矛盾。
[0004] 鉆井工程面臨著西部深井、超深井的鉆探，東部老油田打加S井、多分支井提商 采收率、低滲透油氣藏的開發及灘海地區鉆大位移井、實現海油陸采等問題，要求鉆井液 密度更高，抗溫和抗各種污染能力更強(飽和鹽、石膏、鉆屑綜合污染)。常規加重劑(如重晶 石粉)的粒徑通常在1〇μπι-70μπι之間，在應用過程中經常出現重晶石沉降速率高、鉆井液 密度上下不均等現象。同時，重晶石等固相顆粒對地層巖石孔喉的堵塞也對油氣層造成一 定的傷害。因此如何克服現有技術的不足是目前石油開采【技術領域】亟需解決的問題。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提供一種鉆井液用加重劑及其制備方 法。
[0006] 本發明采用的技術方案如下： 一種鉆井液用加重劑，包括按照重量份數計的如下組分： 鋁礬土 60-80份、天青石0. 5-2份、磷鈰鑭礦1-1. 5份、硅微粉10-15份、鯨蠟醇乙基己 酸酯0. 08-0. 2份、聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯0. 2-0. 45份、分散劑0. 5-2份、改 性凹凸棒土 0. 5-1份、水20-30份。
[0007] 進一步，優選的是所述的分散劑為五水偏硅酸鈉。
[0008] 進一步，優選的是所述的鉆井液用加重劑，其特征在于包括按照重量份數計的如 下組分： 鋁礬土 68份、天青石0. 9份、磷鈰鑭礦1. 3份、硅微粉12份、鯨蠟醇乙基己酸酯0. 12 份、聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯0. 33份、五水偏硅酸鈉0. 14份、改性凹凸棒土 0. 78份、水24份。
[0009] 進一步，優選的是所述的改性凹凸棒土的制備方法為將凹凸棒土用質量分數為 11~13%的氫氧化鈉浸泡1. 5-2小時，再用質量分數為11~12%的鹽酸溶液浸泡廣3小時，然 后用去離子水洗滌至中性，烘干，即可得到改性凹凸棒土。
[0010] 本發明還提供一種鉆井液用加重劑的制備方法，包括如下步驟： 步驟（I)，將天青石和磷鈰鑭礦粉碎至100-200目，得到天青石粉和磷鈰鑭礦粉； 步驟（2)，在水量為總水量四分之三的水中加入步驟（1)得到的天青石粉和磷鈰鑭礦 粉、鋁礬土、硅微粉、改性凹凸棒土以及分散劑，高速攪拌至混合均勻，得到預混料； 步驟（3)，將鯨蠟醇乙基己酸酯和聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯加入剩余水 中，攪拌至混合均勻后，加入到步驟（2)得到的預混料中，然后將其置于捏合機中充分捏 合； 步驟（4 )，將步驟（3 )所得到的捏合物料干燥，粉碎，即得。
[0011] 進一步，優選的是步驟（2)所述的高速攪拌的速度為600-800r/min。
[0012] 進一步，優選的是步驟（3)所述的捏合溫度為40_50°C。
[0013] 進一步，優選的是步驟（4)所述的干燥方法為真空干燥。
[0014] 本發明與現有技術相比，其有益效果為：（1)本發明的加重劑能改善泥漿的穩定 性及結構性能，具有良好的懸浮穩定性，避免了普通加重劑的沉淀問題；（2)加重劑固體產 品可直接應用于油基泥漿加重，在高溫下可堅持45天，遠遠超過了現有技術中普通加重劑 只能堅持7天左右；（3)本發明制備方法簡單，易于推廣應用。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合實施例對本發明作進一步的詳細描述。
[0016] 實施例1 一種鉆井液用加重劑，包括按照重量份數計的如下組分： 鋁礬土 60份、天青石0. 5份、磷鈰鑭礦1份、硅微粉10份、鯨蠟醇乙基己酸酯0. 08份、 聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯0. 2份、五水偏硅酸鈉0. 5份、改性凹凸棒土 0. 5份、 水20份。
[0017] 所述的改性凹凸棒土的制備方法為將凹凸棒土用質量分數為11%的氫氧化鈉浸 泡1. 5小時，再用質量分數為11%的鹽酸溶液浸泡1小時，然后用去離子水洗滌至中性，烘 干，即可得到改性凹凸棒土。
[0018] 本實施例鉆井液用加重劑的制備方法，包括如下步驟： 步驟（1)，將天青石和磷鈰鑭礦粉碎至100-200目，得到天青石粉和磷鈰鑭礦粉； 步驟（2)，在水量為總水量四分之三的水中加入步驟（1)得到的天青石粉和磷鈰鑭礦 粉、錯研^土、娃微粉、改性凹凸棒土以及分散劑，以600r/min的速度高速攪拌至混合均勻， 得到預混料； 步驟（3)，將鯨蠟醇乙基己酸酯和聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯加入剩余水 中，攪拌至混合均勻后，加入到步驟（2)得到的預混料中，然后將其置于捏合機中充分捏合， 捏合溫度為40°C ; 步驟（4)，將步驟（3)所得到的捏合物料真空干燥，粉碎，即得。
[0019] 實施例2 一種鉆井液用加重劑，包括按照重量份數計的如下組分： 鋁礬土 80份、天青石2份、磷鈰鑭礦1. 5份、硅微粉15份、鯨蠟醇乙基己酸酯0. 2份、 聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯0. 45份、五水偏硅酸鈉2份、改性凹凸棒土 1份、水 30份。
[0020] 所述的改性凹凸棒土的制備方法為將凹凸棒土用質量分數為13%的氫氧化鈉浸 泡2小時，再用質量分數為12%的鹽酸溶液浸泡3小時，然后用去離子水洗滌至中性，烘干， 即可得到改性凹凸棒土。
[0021] 本實施例鉆井液用加重劑的制備方法，包括如下步驟： 步驟（1)，將天青石和磷鈰鑭礦粉碎至100-200目，得到天青石粉和磷鈰鑭礦粉； 步驟（2)，在水量為總水量四分之三的水中加入步驟（1)得到的天青石粉和磷鈰鑭礦 粉、錯研^土、娃微粉、改性凹凸棒土以及分散劑，以800r/min的速度高速攪拌至混合均勻， 得到預混料； 步驟（3)，將鯨蠟醇乙基己酸酯和聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯加入剩余水 中，攪拌至混合均勻后，加入到步驟（2)得到的預混料中，然后將其置于捏合機中充分捏合， 捏合溫度為50°C ; 步驟（4 )，將步驟（3 )所得到的捏合物料真空干燥，粉碎，即得。
[0022] 實施例3 一種鉆井液用加重劑，包括按照重量份數計的如下組分： 鋁礬土 68份、天青石0. 9份、磷鈰鑭礦1. 3份、硅微粉12份、鯨蠟醇乙基己酸酯0. 12 份、聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯0.33份、五水偏硅酸鈉0. 14份、改性凹凸棒土 0.78份、水24份。
[0023]所述的改性凹凸棒土的制備方法為將凹凸棒土用質量分數為12%的氫氧化鈉浸 泡1. 8小時，再用質量分數為11. 5%的鹽酸溶液浸泡2小時，然后用去離子水洗滌至中性， 烘干，即可得到改性凹凸棒土。
[0024]本實施例鉆井液用加重劑的制備方法，包括如下步驟： 步驟（1)，將天青石和磷鈰鑭礦粉碎至100-200目，得到天青石粉和磷鈰鑭礦粉； 步驟（2)，在水量為總水量四分之三的水中加入步驟（1)得到的天青石粉和磷鈰鑭礦 粉、錯研^土、娃微粉、改性凹凸棒土以及分散劑，以700r/min的速度高速攪拌至混合均勻， 得到預混料； 步驟（3)，將鯨蠟醇乙基己酸酯和聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯加入剩余水 中，攪拌至混合均勻后，加入到步驟（2)得到的預混料中，然后將其置于捏合機中充分捏合， 捏合溫度為45°C ; 步驟（4)，將步驟（3)所得到的捏合物料真空干燥，粉碎，即得。
[0025] 對比例1 對比例1與實施例3的區別在于：不含有天青石。
[0026]具體如下： 一種鉆井液用加重劑，包括按照重量份數計的如下組分： 鋁礬土 68份、磷鈰鑭礦1. 3份、硅微粉12份、鯨蠟醇乙基己酸酯0. 12份、聚氧乙烯（20) 失水山梨醇單月桂酸酯0. 33份、五水偏硅酸鈉0. 14份、改性凹凸棒土 0. 78份、水24份。
[0027]所述的改性凹凸棒土的制備方法為將凹凸棒土用質量分數為12%的氫氧化鈉浸 泡1. 8小時，再用質量分數為11. 5%的鹽酸溶液浸泡2小時，然后用去離子水洗滌至中性， 烘干，即可得到改性凹凸棒土。
[0028]本實施例鉆井液用加重劑的制備方法，包括如下步驟： 步驟（I)，將磷鈰鑭礦粉碎至100-200目，得到磷鈰鑭礦粉； 步驟（2)，在水量為總水量四分之三的水中加入步驟（1)得到的磷鈰鑭礦粉、鋁礬土、 娃微粉、改性凹凸棒土以及分散劑，以700r/min的速度高速攪拌至混合均勻，得到預混料； 步驟（3)，將鯨蠟醇乙基己酸酯和聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯加入剩余水 中，攪拌至混合均勻后，加入到步驟（2)得到的預混料中，然后將其置于捏合機中充分捏合， 捏合溫度為45°C ; 步驟（4)，將步驟（3)所得到的捏合物料真空干燥，粉碎，即得。
[0029] 對比例2 對比例2與實施例3的區別在于：不含有鯨蠟醇乙基己酸酯。
[0030] 具體如下： 一種鉆井液用加重劑，包括按照重量份數計的如下組分： 鋁礬土 68份、天青石0. 9份、磷鈰鑭礦1. 3份、硅微粉12份、聚氧乙烯（20)失水山梨 醇單月桂酸酯〇. 33份、五水偏硅酸鈉0. 14份、改性凹凸棒土 0. 78份、水24份。
[0031] 所述的改性凹凸棒土的制備方法為將凹凸棒土用質量分數為12%的氫氧化鈉浸 泡1. 8小時，再用質量分數為11. 5%的鹽酸溶液浸泡2小時，然后用去離子水洗滌至中性， 烘干，即可得到改性凹凸棒土。
[0032] 本實施例鉆井液用加重劑的制備方法，包括如下步驟： 步驟（1)，將天青石和磷鈰鑭礦粉碎至100-200目，得到天青石粉和磷鈰鑭礦粉； 步驟（2)，在水量為總水量四分之三的水中加入步驟（1)得到的天青石粉和磷鈰鑭礦 粉、錯研^土、娃微粉、改性凹凸棒土以及分散劑，以700r/min的速度高速攪拌至混合均勻， 得到預混料； 步驟（3)，將聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯加入剩余水中，攪拌至混合均勻后， 加入到步驟（2)得到的預混料中，然后將其置于捏合機中充分捏合，捏合溫度為45°C ; 步驟（4)，將步驟（3)所得到的捏合物料真空干燥，粉碎，即得。
[0033] 對比例3 對比例3與實施例3的區別在于：不含有改性凹凸棒土。
[0034] 具體如下： 一種鉆井液用加重劑，包括按照重量份數計的如下組分： 鋁礬土 68份、天青石0. 9份、磷鈰鑭礦1. 3份、硅微粉12份、鯨蠟醇乙基己酸酯0. 12 份、聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯0. 33份、五水偏硅酸鈉0. 14份、水24份。
[0035] 本實施例鉆井液用加重劑的制備方法，包括如下步驟： 步驟（1)，將天青石和磷鈰鑭礦粉碎至100-200目，得到天青石粉和磷鈰鑭礦粉； 步驟（2)，在水量為總水量四分之三的水中加入步驟（1)得到的天青石粉和磷鈰鑭礦 粉、鋁礬土、硅微粉以及分散劑，以700r/min的速度高速攪拌至混合均勻，得到預混料； 步驟（3)，將鯨蠟醇乙基己酸酯和聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯加入剩余水 中，攪拌至混合均勻后，加入到步驟（2)得到的預混料中，然后將其置于捏合機中充分捏合， 捏合溫度為45°C ; 步驟（4 )，將步驟（3 )所得到的捏合物料真空干燥，粉碎，即得。
[0036] 對本發明產品實施例1-3及對比例1-3產品的性能進行檢測，檢測結果如表1所 /_J、1O
[0037]表 I
【權利要求】
1. 一種鉆井液用加重劑，其特征在于包括按照重量份數計的如下組分： 鋁礬土 60-80份、天青石0. 5-2份、磷鈰鑭礦1-1. 5份、硅微粉10-15份、鯨蠟醇乙基己 酸酯0. 08-0. 2份、聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯0. 2-0. 45份、分散劑0. 5-2份、改 性凹凸棒土 0. 5-1份、水20-30份。
2. 根據權利要求1所述的鉆井液用加重劑，其特征在于所述的分散劑為五水偏硅酸 鈉。
3. 根據權利要求2所述的鉆井液用加重劑，其特征在于包括按照重量份數計的如下組 分： 鋁礬土 68份、天青石0. 9份、磷鈰鑭礦1. 3份、硅微粉12份、鯨蠟醇乙基己酸酯0. 12 份、聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯0.33份、五水偏硅酸鈉0. 14份、改性凹凸棒土 0. 78份、水24份。
4. 根據權利要求1所述的鉆井液用加重劑，其特征在于所述的改性凹凸棒土的制備方 法為將凹凸棒土用質量分數為11~13%的氫氧化鈉浸泡1.5-2小時，再用質量分數為11~12% 的鹽酸溶液浸泡1~3小時，然后用去離子水洗滌至中性，烘干，即可得到改性凹凸棒土。
5. 權利要求1所述的鉆井液用加重劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟： 步驟（1)，將天青石和磷鈰鑭礦粉碎至100-200目，得到天青石粉和磷鈰鑭礦粉； 步驟（2)，在水量為總水量四分之三的水中加入步驟（1)得到的天青石粉和磷鈰鑭礦 粉、鋁礬土、硅微粉、改性凹凸棒土以及分散劑，高速攪拌至混合均勻，得到預混料； 步驟（3)，將鯨蠟醇乙基己酸酯和聚氧乙烯（20)失水山梨醇單月桂酸酯加入剩余水 中，攪拌至混合均勻后，加入到步驟（2)得到的預混料中，然后將其置于捏合機中充分捏 合； 步驟（4 )，將步驟（3 )所得到的捏合物料干燥，粉碎，即得。
6. 根據權利要求5所述的鉆井液用加重劑的制備方法，其特征在于步驟（2)所述的高 速攪拌的速度為600-800r/min。
7. 根據權利要求5所述的鉆井液用加重劑的制備方法，其特征在于步驟（3)所述的捏 合溫度為40-50°C。
8. 根據權利要求5所述的鉆井液用加重劑的制備方法，其特征在于步驟（4)所述的干 燥方法為真空干燥。
【文檔編號】C09K8/03GK104212417SQ201410402645
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月17日 優先權日:2014年8月17日
【發明者】李瑞國 申請人:無棣華信石油技術服務有限公司