植物油基钻井液及其制备方法与流程

本发明涉及油气勘探和开发，是一种植物油基钻井液及其制备方法。

背景技术：

1、钻井液是指钻井过程中满足钻井工作需要的各种循环流体的总称，其在钻井过程中必不可少，被喻为钻井的血液。针对泥页岩井壁稳定、强水敏性储层保护、深井超深井以及长段水平井钻井，传统以柴油基和白油基等矿物油为基液的油基钻井液具有抑制防塌能力强、润滑性好、抗温性好以及储层保护效果好的优点。但是传统油基钻井液钻屑属于危废且末端处理费用较高，应用和推广使用上受到了限制。合成基钻井液作为一种具有环保特性的新型钻井液体系，它既保留了油基钻井液的性能特点，又解决了油基钻井液与环境保护之间的矛盾。棉籽油含有大量不饱和脂肪酸且含量接近80%，可自然降解。

2、为了克服传统柴油基钻井液产生的含油岩屑、废弃油基钻井液难以降解、生物毒性强、含有芳烃物质等对环境污染严重问题，本发明提供了解决上述问题的一种植物油基钻井液及其制备方法，提供的钻井液性能与油基钻井液体系相似，低毒、可生物降解，更易被环境接受。

技术实现思路

1、本发明提供了一种植物油基钻井液，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有传统油基钻井液难以降解、生物毒性强、含有芳烃物质对环境污染严重且不可再生的问题。

2、本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种植物油基钻井液，原料按质量份数计包括改性棉籽油60至100份、氯化钙溶液10份至30份、主乳化剂1份至3份、辅乳化剂1份至3份、润湿剂1份至3份、有机土0.5份至2份、降滤失剂1份至3份、成膜封堵剂1份至2份、超细碳酸钙1份至3份、氧化钙0.5份。

3、下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

4、上述改性棉籽油由棉籽油与甲醇进行酯化反应制得。

5、上述主乳化剂为脂肪酸衍生物tc-pem。

6、上述辅乳化剂为脂肪酸酰胺衍生物tc-sem。

7、上述润湿剂为酰胺基聚醚tc-wet。

8、上述氯化钙溶液为质量体积浓度是30％的氯化钙水溶液。

9、上述有机土为白油基用有机土gwogel。

10、上述降滤失剂为改性沥青树脂motex。

11、上述成膜封堵剂为水包油聚合物多元乙烯基高分子乳液fdm-1。

12、上述超细碳酸钙粒径为12μm至21μm。

13、上述该植物油基钻井液的密度为0.98g/cm3至1.80g/cm3。

14、本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种植物油基钻井液的制备方法，按下述步骤进行：

15、首先，在容器中加入所需量的改性棉籽油，在10000rpm至15000rpm高速搅拌下，再依次加入所需量的有机土、主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂、氧化钙、氯化钙溶液、降滤失剂、封堵剂，并持续高速搅拌；然后，按所需量加入超细碳酸钙、重晶石粉，高速搅拌1h以上，即得到植物油基钻井液。

16、本发明具有以下优点：

17、（1）本发明植物基钻井液具有较好的抗温性能，在120℃下植物油基钻井液都具有较好的流变性能，能够将滤失量控制在较低值，破乳电压值较高，油包水乳状液体系稳定，能够满足现场钻井施工需求。

18、（2）本发明植物油基钻井液具有较强的抗污染效果，当地层水加量为20%时，体系性能基本不受影响；抗钻屑污染能力也较好，在钻屑加量为20％时，破乳电压仍大于500v，说明该植物油基钻井液的抗钻屑污染能力较好，能够适应出现复杂的地层情况。

19、（3）本发明植物油基钻井液具有较好的页岩抑制性，膨胀率最低可达7.0%，滚动回收率最高可达98.3%。配制的植物油基钻井液的岩心渗透率恢复值可达90%以上，与柴油基钻井液体系效果相似，具备良好的储层保护能力。

20、（4）本发明植物油基钻井液具有良好的沉降稳定性，钻井液静态沉降的沉降因子在0.50-0.52，且高温对钻井液的沉降稳定性影响较小。

21、（5）本发明尤其适用于易水化坍塌地层、水敏性储层、长段水平井等施工，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种植物油基钻井液，其特征在于原料按质量份数计包括改性棉籽油60至100份、氯化钙溶液10份至30份、主乳化剂1份至3份、辅乳化剂1份至3份、润湿剂1份至3份、有机土0.5份至2份、降滤失剂1份至3份、成膜封堵剂1份至2份、超细碳酸钙1份至3份、氧化钙0.5份。

2.根据权利要求1所述的植物油基钻井液，其特征在于按下述步骤制备得到：

3.根据权利要求1或2所述的植物油基钻井液，其特征在于改性棉籽油由棉籽油与甲醇进行酯化反应制得；或/和，主乳化剂为脂肪酸衍生物tc-pem。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的植物油基钻井液，其特征在于辅乳化剂为脂肪酸酰胺衍生物tc-sem；或/和，润湿剂为酰胺基聚醚tc-wet。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的植物油基钻井液，其特征在于氯化钙溶液为质量体积浓度是30％的氯化钙水溶液；或/和，有机土为白油基用有机土gwogel。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的植物油基钻井液，其特征在于降滤失剂为改性沥青树脂motex；或/和，成膜封堵剂为水包油聚合物多元乙烯基高分子乳液fdm-1。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的植物油基钻井液，其特征在于超细碳酸钙粒径为12μm至21μm。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的植物油基钻井液，其特征在于密度为0.98g/cm3至1.80g/cm3。

9.根据权利要求1或3或4或5或6或7或8所述的植物油基钻井液的制备方法，其特征在于按下述步骤进行：首先，在容器中加入所需量的改性棉籽油，在10000rpm至15000rpm高速搅拌下，再依次加入所需量的有机土、主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂、氧化钙、氯化钙溶液、降滤失剂、封堵剂，并持续高速搅拌；然后，按所需量加入超细碳酸钙、重晶石粉，高速搅拌1h以上，即得到植物油基钻井液。

技术总结本发明涉及油气勘探和开发技术领域，是一种植物油基钻井液及其制备方法，该植物油基钻井液原料按质量份数计包括改性棉籽油60至100份、氯化钙溶液10份至30份、主乳化剂1份至3份、辅乳化剂1份至3份、润湿剂1份至3份、有机土0.5份至2份、降滤失剂1份至3份、成膜封堵剂1份至2份、超细碳酸钙1份至3份、氧化钙0.5份。本发明具有较好的抗温性能、流变性能，能够将滤失量控制在较低值，破乳电压值较高，油包水乳状液体系稳定；且具有较强的抗污染效果，能够适应出现复杂的地层情况；具有较好的页岩抑制性，具备良好的储层保护能力；具有良好的沉降稳定性，高温下对钻井液的沉降稳定性影响较小，具有良好的应用前景。技术研发人员：马平平,熊开俊,王广财,刘万成,郑江波,陈向明,王小龙,刘禧元,付伟明,叶华鑫,孔繁玲受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29