全油基鉆井液及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種全油基鉆井液及其制備方法，適用于非常規的低壓低滲、水敏性 且水相活度差異大W及易造成固相損害地層油氣藏的鉆完井工藝。
【背景技術】
[0002] 隨著石油儲量的不斷減少且開采困難，世界各國紛紛加大了對復雜地層油氣資源 勘探開發的投入，開發新的油藏已經成為當今各大石油公司發展的迫切要求。目前國內外 的油田，尤其是國內大油田相繼進入了開發后期，逐漸開始動用一些低壓低滲油藏、水敏性 且水相活度差異大W及固相損害嚴重的地層油氣藏的勘探開發。運些油氣藏的開采難度 大，對鉆井液密度要求高。為了防止鉆井液漏失W及保護油氣層，經常需要鉆井液的密度低 于1.0g/cm3。目前滿足運一需要的體系都是W氣體、油相為密度減輕劑。充氣鉆井液或泡 沫鉆井液由于其存在諸多不足，并具有可壓縮性，脈沖信號衰減嚴重，鉆水平井、大位移井 需要使用MWD時限制了其使用。在低壓低滲儲層中，常規油基鉆井液中或多或少含乳化水， 乳化水滴的存在會導致儲層發生較為嚴重的水鎖。
[0003] 油基鉆井液具有較強的防塌抑制性、潤滑性和良好的儲層保護性能，尤其可滿足 強水敏及高溫、超高溫地層，或者需要鉆大位移特殊井及海上水平井等特殊轉鉆井需要。常 規的油基鉆井液一般為油包水乳化鉆井液，其中的水相常用氯化巧鹽水W平衡地層水活 度，防止水侵，油包水乳化鉆井液（水相含量為10%~40%)具有潤滑性能優良、抑制性 強、井壁穩定性和抗溫性能好等優點，目前雖然得到廣泛應用，但仍存在一定不足，例如鉆 井液含有大量乳化水滴，塑性黏度高，影響機械鉆速，并造成儲層乳化液滴堵塞；為保持油 包水乳液的穩定性，使用了大量乳化劑，會導致巖石表面由親水變為親油，造成儲層損害； 鉆井液水相活度很難通過隨時調節W平衡不同易塌地層中水的活度，因此不能確保各種易 塌地層不引起水化而使井壁失穩等。因此不適合非常規的低壓低滲、水敏性強且水相活度 差異大W及易造成固相損害地層油氣藏的鉆完井工藝。而無水無粘±全油基鉆井液不含 水，乳化劑用量少，還無需考慮鉆井液水相活度與地層水活度的平衡問題，因而全油基鉆井 液除具有油包水乳化鉆井液的優點外，還克服了上述不足。可用于易塌地層、鹽膏層，特別 是水相活度差異較大的地層，W及能量衰竭的低壓地層和海洋深水鉆井。
[0004] 目前針對運方面的研發，由于不能解決攜巖的問題，大多是含粘±的全油基鉆井 液，如CN101215461報道了一種全油合成基鉆井液，使用的乳化劑為長碳鏈脂肪酸酷胺、長 碳鏈烷基苯橫酸巧、聚締控簇酸醋中的一種或多種的混合物，盡管具有低毒、環保、對儲層 傷害小等優點，但其含有有機±，易造成固相損害，并且制備成本高，限制了其推廣使用。偶 見無粘±的全油基鉆井液的報道，但其體系的抗水侵和鹽侵的能力較差，也限制了其推廣 使用。隨著現有油田儲量日益下降，并且新探區的開采會遇到各種復雜地層及環境，急需進 行滿足低壓低滲油藏、水敏性強且水相活度差異大W及固相損害嚴重的地層油氣藏勘探開 發的全油基鉆井液體系，本發明所述的正是運種情況下，適合于此類地層的全油基鉆井液。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題之一是現有技術中油基鉆井液中乳化液滴及有機± 顆粒造成非常規的低壓低滲、水敏性強且水相活度差異大W及易造成固相損害地層的損 害問題，提供一種全油基鉆井液可解決此問題，滿足此類地層油氣藏常規鉆井、大位移特殊 井、海上水平井等特殊需要。
[0006] 本發明所要解決的技術問題之二是提供一種與解決技術問題之一相對應的全油 基鉆井液的制備方法。
[0007] 為了解決上述技術問題之一，本發明采用的技術方案如下：一種全油基鉆井液，包 括W下組分： 陽00引 （1) 100份的基油；
[0009] (2)包括主乳化劑和輔助乳化劑的復合乳化劑不少于0. 5份，W所含主乳化劑和 輔助乳化劑的質量計；
[0010] (3)0. 1~5份的增粘劑；
[0011] (4) 0. 5~5份的降濾失劑；
[0012] 巧)0~5份的堿性物質；
[0013] 其中，所述主乳化劑選自通式（I)所示結構中的至少一種，輔助乳化劑選自通式 (II )所示結構中的至少一種；W質量計，所述主乳化劑與輔助乳化劑的比例滿足0 <輔助 乳化劑：主乳化劑《1;
[0014]
陽〇1引通式中，Ri為含C S~C 3。飽和或不飽和控基，R 2為氨或者R 3〔0, Rs為C S~C 3。飽和 或不飽和的控基，X = 1~10，y = 1~40，z = 0~40化為Cy~〇25脂肪控基，Rs和Re均 獨立選自H、Cz~C 4的徑烷基中的一種。
[0016] 上述技術方案中，所述復合乳化劑的加量，W所含主乳化劑和輔助乳化劑的質量 計，優選為0. 5~5份；Ri、Rs優選為C 11~C 23的飽和或不飽和控，或C 11~C 23的飽和控和不 飽和控的混合控基，Ri、R3更優選為碳原子數為^ -、十立、十五、十屯、十九、二^-的飽和 控或不飽和控基，或十一、十=、十五、十屯、十九、二十一的飽和控和不飽和控的混合控基； X優選為2~6,更優選為2或3巧優選為1~20,更優選為1~10 ;z優選為0~30,更優 選為0~20 ;所述Ra優選為C U~C 23飽和控基或不飽和控基；R 5和R 6均獨立優選為H、徑 乙基、徑丙基中的一種，進一步優選為Re和Re均獨立優選為H、徑乙基中的一種，更優選為 Rs和Re共同優選為H、徑乙基中的一種。
[0017] 上述技術方案中，所述基礎油優選為白油、合成油、液體石蠟中的一種或一種W上 的混合物；堿性物質優選為氧化巧粉末；增粘劑優選為順下橡膠、下苯橡膠、乙丙橡膠、聚 甲基丙締酸烷基醋中的一種或一種W上的混合物；降濾失劑優選為長鏈有機胺改性的腐植 酸，鏈長優選為。2、Cie、Cis。
[0018] 上述技術方案中，所述主乳化劑可W進一步優選自（I)所示結構中的兩種或兩種 W上的混合物。
[0019] 上述技術方案中，所述輔助乳化劑可W進一步優選自（II )所示結構中的兩種或 兩種W上的混合物。
[0020] 上述技術方案中，W質量計，所述主乳化劑與輔助乳化劑的比例最優選為輔助乳 化劑：主乳化劑=1: (2~10)。
[0021] 上述技術方案中，所述輔助乳化劑可進一步優選自月桂酸酷胺、肉豆違酸酷胺、棟 桐酸酷胺、棟桐締酸酷胺、油酸酷胺、亞油酸酷胺、亞麻酸酷胺、硬脂酸酷胺、月桂酸單乙醇 酷胺、肉豆違酸單乙醇酷胺、棟桐酸單乙醇酷胺、棟桐締酸單乙醇酷胺、油酸單乙醇酷胺、亞 油酸單乙醇酷胺、亞麻酸單乙醇酷胺、硬脂酸單乙醇酷胺中的一種或二種W上的混合物；還 可W進一步優選為包含上述脂肪酸酷胺或脂肪酸單乙醇酷胺的混合物，例如但不限定由本 領域技術人員所熟知的植物油脂或生物柴油為原料與相應的酷胺化試劑進行酷胺化反應 而得到的植物油酸酷胺、植物油酸單乙醇酷胺或植物油酸二乙醇酷胺。
[0022] 上述技術方案中，所述輔助乳化劑的制備方法可W是本領域技術人員所熟知的任 意一種，可W是此前文獻公開的公知的制備方法中的任意一種。
[0023] 本發明的技術關鍵是乳化劑的選擇，所有聚合物例如下苯橡膠、乙丙橡膠、聚甲基 丙締酸烷基醋都是本領域常用的物質，各種聚合物優選為數均分子量1~1000萬，更優選 為數均分子量1~100萬。聚甲基丙締酸烷基醋優選聚甲基丙締酸~C IS烷基醋。
[0024] 本發明還可W包括本領域常用油基鉆井液助劑，例如潤濕劑、加重劑、殺菌劑等。
[0025] 上述技術方案中，所述全油基鉆井液更優選不包括本領域技術人員所熟知的油基 鉆井液常用組分有機±。
[00%] 上述技術方案中，所述主乳化劑可W進一步優選自（I)所示結構中的兩種W上的 混合物，可起到較好的協同作用。
[0027] 上述技術方案中，所述輔助乳化劑可W進一步優選自（II )所示結構中的兩種W 上的混合物，可起到較好的協同作用。
[0028] 上述技術方案中，所述全油基鉆井液，W所含油相和水相體積總體積計，更優選包 括0-10 %的水。
[0029] 為解決上述技術問題之二，本發明所采用的技術方案如下：
[0030] 一種全油基鉆井液的制備方法，包括W下步驟： 陽0川 （a) RiCONH(CHz) XNR2CH2CH2OH (即脂肪酷基徑乙基二胺）的制備 陽0巧在堿性催化劑存在下RiC00CH3(即脂肪酸甲醋）與畑2(CH2)x畑邸2邸2地（即徑乙基 二胺）在80~220°C的溫度下反應2~24小時，反應結束后優選減壓蒸饋除去未反應的原 料和生成的甲醇得到所述脂肪酷基徑乙基二胺。其中，脂肪酸甲醋與徑乙基二胺的摩爾比 為優選1:0. 1~6。所述的堿性催化劑優選氨氧化鐘、氨氧化鋼；所述催化劑用量優選占脂 肪酸甲醋質量的0.0 l~10%。 陽〇3引 化)RiCONH(CHz)XNRz(CHzCHzO)Y-(C肥C肥H3〇)zH(即脂肪酷基二胺聚氧締酸）的制 備：
[0034] 在堿性催化劑存在下，步驟（a)所合成的脂肪酷基徑乙基二胺與所需的環氧乙燒 或環氧丙烷在反應溫度為80~180°C，壓力小于0. SOMPa表壓條件下進行反應得到所述的 脂肪酷基二胺聚氧締酸。所述堿性催化劑優選氨氧化巧、氧化巧中的至少一種。催化劑用 量優選為脂肪酷基徑乙基二胺質量的0