一種棕櫚油基鉆井液及其制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種油田鉆井中使用的油基鉆井液，特別涉及一種降濾失性能優良、 潤滑性能好的棕櫚油基鉆井液及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 目前，在實際應用中常用的鉆井液為油基鉆井液和水基鉆井液。其中，油基鉆井 液是一種以油為分散介質的溶膠懸浮混合體系，所用的油主要是柴油或原油。相對于水基 鉆井液，油基鉆井液具有一些優點。例如，油基鉆井液的防塌抑制性、潤滑性和良好的儲層 保護性能，特別可以運用在強水敏以及高溫、超高溫地層，或者可以滿足大位移井和海上水 平鉆井等特殊鉆井方式的需要。油基鉆井液雖然具有優異的性能，但是由于油基鉆井液的 基液以油為主，特別是柴油或原油作為基礎油時，鉆井液的生物降解性差并且對環境的污 染比較嚴重，由于所用基礎油燃點較低、高溫易燃燒，更增加了安全隱患，且配制成本較高。 而以棕櫚油為基礎油的鉆井液體系除了能滿足常規油基鉆井液井壁穩定性好、抑制性強， 潤滑性能優良的要求外，成本還得到了有效控制，非常值得推廣應用。并且棕櫚油所配制的 鉆井液體系為環境友好型油基鉆井液體系，有利于保護環境，還能有效減少配制和使用過 程中的安全隱患。
[0003] 本發明提供了一種棕櫚油基鉆井液及其制備方法，通過本發明，能夠得到降濾失 性能及調節流變性能優異、潤滑性能好的棕櫚油基鉆井液體系，可用于復雜地層如高溫、強 水敏地層等，并可以簡化現場工序，節約成本，減少對環境的污染，提高安全性能。
【發明內容】
[0004] 為克服以柴油或原油為基礎油配制的油基鉆井液污染環境、成本高、安全隱患大 等不足，并尋求有效利用棕櫚油的新途徑，本發明提供了以棕櫚油為基礎油的油基鉆井液 及其制備方法。
[0005] 本發明采取的技術方案是：一種棕櫚油基鉆井液的制備方法，以質量份數計包括 以下組分：
[0006] 有機土 ：2 ~4%;
[0007] 降濾失劑：1~3%;
[0008] 主乳化劑：2~4%;
[0009] 輔助乳化劑：0~3%;
[0010] 水相：0 ~35%;
[0011] 油相：60 ~95%。
[0012] 上述技術方案中，有機土為自制的JHA6有機土；降濾失劑為自制的FLEl降濾失 劑；主乳化劑為脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪酸鹽、十二烷基醇酰胺、SpanSO中的任一種或上述 任意兩種的混合物，其中脂肪胺聚氧乙烯醚優選椰油胺醚、牛油胺醚，脂肪酸鹽優選椰油酸 甲酯磺酸鈉、牛油酸甲酯磺酸鈉，十二烷基醇酰胺優選十二烷基二乙醇酰胺；輔助乳化劑為 十二烷基苯磺酸鈉、聚烯烴羧酸聚氧乙烯醚磷酸酯、聚烯烴羧酸聚氧乙烯醚硫酸酯、十二烷 基聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基聚氧乙烯醚羧酸鈉中的任一種或上述任意兩種的混合物； 水溶液為20%~飽和濃度的CaCljK溶液、NaCl水溶液、MgCl 2水溶液中的一種；基礎油為 棕櫚油。
[0013] -種棕櫚油基鉆井液的制備方法，包括如下步驟：
[0014] (1)取油于漿杯中，在速率為3000~4000r/min的攪拌下加入有機土；
[0015] (2)先以8000~lOOOOr/min的速率攪拌5min后，在速率為3000~4000r/min的 攪拌下加入降濾失劑；
[0016] (3)再以8000~lOOOOr/min的速率攪拌5min后，加入主乳化劑和輔助乳化劑；
[0017] (4)再進行5min速率為8000~10000r/min的攪拌，然后在速率為3000~4000r/ min的攪拌下緩慢加入水溶液；
[0018] (5)最后再以8000~10000r/min的速率攪拌20min。
[0019] 所述的有機土為自制的JHA6有機土，其具體組成為：有機土由優選的干料鈉基膨 潤土 80~90份；季銨鹽陽離子表面活性劑30~40份；親油性非離子表面活性劑15~ 20份；有機胺鹽0. 01~20份；內酰胺0. 05~20份；質子化劑0. 01~1. 0份；過渡金屬 鹽0. 01~2. 0份；水500~750份組成。其制備方法為：（1)將優選的干料鈉基膨潤土分 散到水中，用浮選法除去雜質，使之形成穩定的懸浮液a ; (2)用HCl將懸浮液a活化，加入 HCl或NaOH調節懸浮液a的pH至5~9得到液體b ; (3)加入一定量的有機胺鹽、內酰胺、 質子化劑和過渡金屬鹽類（硝酸鎳），在恒溫水浴中攪拌約2~5h，使其充分交換，經抽濾、 洗滌后得到一次樣品溶液c ; (4)將季銨鹽陽離子表面活性劑加入到水中，攪拌均勻得到液 體d ; (4)將液體d加入到液體c中，在溫度為40~90°C條件下，反應1~3小時；（5)將 第⑷步得到的產物洗滌3~5次，加入親油性非離子表面活性劑得到產物e ; (6)將產物 e在90~IKTC溫度下烘干，粉碎過篩，即得高成膠率有機土產品。其中，過渡金屬鹽可以 為硝酸鎳。
[0020] 進一步地，其中季銨鹽陽離子表面活性劑為十二烷基三甲基氯化銨，親油性非離 子表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚，有機銨鹽為C 12-C18長鏈季銨鹽，內酰胺為己內酰胺，質 子化劑為鹽酸。
[0021] 所述的降濾失劑為自制的FLEl降濾失劑，其具體組成為：降濾失劑由優選的有機 質40~60份；陽離子表面活性劑30~40份；親油性非離子表面活性劑15~20份；有 機胺鹽〇. 01~20份；內酰胺0. 05~20份；質子化劑0. 01~1. 0份；過渡金屬鹽0. 01~ 2. 0份；水500~750份組成。其制備方法為：（1)將優選的有機質分散到水中，用NaOH進 行活化，加入HCl或NaOH調節液體的pH至8~12,得到液體a ; (2)靜置3h后，用浮選法 除去上層雜質，得到液體b ; (3)對液體b進行高溫烘干、粉碎過篩后得到固體產物c ; (4)取 1份產物c溶于水，加入一定量的有機胺鹽、內酰胺、質子化劑和過渡金屬鎳鹽，在恒溫水浴 中攪拌約2~5h，使其充分交換，經抽濾、洗滌后得到一次樣品溶液d ; (5)將陽離子表面活 性劑加入到水中，攪拌均勻得到液體e ; (6)將液體e加入到液體d中，在溫度為40~90°C 條件下，反應1~3小時；(7)將第（6)步得到的產物洗滌3~5次，加入親油性非離子表 面活性劑得到產物f ; (8)將產物f在90~IKTC溫度下烘干，粉碎過篩，即得高效降濾失 劑產品。其中，過渡金屬鹽可以為硝酸鎳。
[0022] 進一步地，其中其中季銨鹽陽離子表面活性劑為十二烷基溴化吡啶，親油性非離 子表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚，有機銨鹽為C 12-C18長鏈季銨鹽，內酰胺為己內酰胺，質 子化劑為鹽酸。
[0023] 本發明的有益效果是：
[0024] 1、本發明以棕櫚油為基礎油，代替柴油或原油，研制出了棕櫚油基鉆井液體系，該 鉆井液體系除了能滿足常規油基鉆井液井壁穩定性好、抑制性強，潤滑性能優良的要求外， 成本還得到了有效控制，非常值得推廣應用。
[0025] 2、本發明采用棕櫚油作為基礎油，性能穩定、流變性優良。
[0026] 3、本發明選用棕櫚油所配制的鉆井液體系為環境友好型油基鉆井液體系，有利于 保護環境。
[0027] 4、本發明基礎油為棕櫚油，來源廣、價格便宜，能有效降低油基鉆井液成本。
[0028] 5、本發明基礎油采用棕櫚油，降低了配制和使用過程中的安全隱患。
【具體實施方式】
[0029] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合具體實施例對本 發明進行進一步詳細說明。
[0030] 實施例1 :
[0031] JHA6 有機土 ：4%;
[0032] FLEl 降濾失劑：2% ;
[0033] Span80 ：3% ；
[0034] 十二烷基苯磺酸鈉：1% ;
[0035] 20 % 的 CaCl2水溶液：10 %。
[0036] 棕櫚油：80%。
[0037] (1)取320ml棕櫚油于漿杯中，在速率為3000~4000r/min的攪拌下加入4%的 JHA6有機土；
[0038] (2)先以8000~lOOOOr/min的速率攪拌5min后，在速率為3000~4000r/min的 攪拌下加入2%的FLEl降濾失劑；
[0039] (3)再以8000~lOOOOr/min的速率攪拌5min后，加入3 %主乳化劑Span80和 1 %的輔助乳化劑十二烷基苯磺酸鈉；
[0040] (4)再進行5min速率為8000~lOOOOr/min的攪拌，然后在速率為3000~4000r/ min的攪拌下緩慢加入水溶液35ml (20 %的CaCl2水溶液）；
[0041] (5)最后再以8000~10000r/min的速率攪拌20min。
[0042] (6)用六速旋轉粘度計測鉆井液流變參數，API濾失儀測量濾失量。
[0043] 實施例2 :
[0044] JHA6 有機土 ：4%;
[0045] FLEl 降濾失劑：2% ;
[0046] Span80 ：3% ；
[0047] 十二烷基苯磺酸鈉：1% ;
[0048] 20 % 的 CaCl2水溶液：20 % ;
[0049] 棕櫚油：70%。
[0050] (1)取320ml棕櫚油于漿杯中，在速率為3000~4000r/min的攪拌下加入4%的 JHA6有機土；
[0051] (2)先以8000~lOOOOr/min的速率攪拌5min后，在速率為3000~4000r/min的 攪拌下加入2%的FLEl降濾失劑；
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