本发明属于油田钻井用钻井液领域,特别涉及一种高润滑泡沫钻井液及其制备方法。
背景技术:
微泡钻井液技术是在21世纪由国外引进,是一种含空气气核的泡沫,采用表面活性剂和聚合物结合在一起产生的一种微泡沫。微泡通过加强气核壁的强度提高了气泡的稳定性,形成了一种可以阻止或者延缓钻井液侵入地层的泡沫网络。微泡钻井液不仅提高了钻井效益,还可以进一步优化钻井液的性能。并且微泡钻井液的制备和维护简单方便,且具有极佳的井眼清洁效果和悬浮能力,这些特点使其广泛应用于钻井工作中。
钻井液是钻探过程中使用的循环介质。钻井液在钻井过程中主要完成悬浮、压力控制、岩层稳定性、浮力、润滑和冷却等任务。钻井液的润滑性能对减少卡钻等井下复杂情况、保证安全和快速钻进起着至关重要的作用。在钻井过程中,为了改善钻井液的润滑性能,提高钻速,减少扭矩和阻力,延长钻具的使用寿命,通常在钻井液基浆中加入适量的润滑剂,是钻井液形成水包油或者油包水型泥浆,减少油水界面张力,并使钻具表面形成一层润滑膜,降低摩阻系数,从而提高钻进的速度和钻具的使用寿命,防止卡钻等事故的发生。
现有微泡沫钻井技术cn201410238108、cn200910157353、cn201410269615等报道了微泡沫钻井液的配制及其使用。但都存在着一些缺陷,例如:应用局限、泡沫稳定性差,润滑性差等,制约着微泡沫钻井液的应用。
为了增加微泡沫钻井液的润滑性,对原有配方进行了改造,极大了增强了微泡沫钻井液的润滑性,提高了它的应用价值。
技术实现要素:
本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题,提供一种高润滑微泡沫钻井液及其制备方法。
为了实现上述目的,本发明提供的高润滑微泡沫钻井液,由基浆、润滑剂和添加剂组成。
所述的基浆,其原料按重量份数配比如下:膨润土8-12份、碱0.2-0.3份、水100-140份。
所述的添加剂,其原料按重量份数配比如下:增粘剂5-10份、氧化铝1-5份、聚季铵钠1-5份、磺酸盐10-15份、羧甲基纤维素2-6份、纳米氯化钛0.5-1份、降粘剂0.5-1份、十二烷基硫酸钠0.1-0.5份。
所述的润滑剂为肪族琥珀酸,用量按重量份数计为5-10份。
所述的膨润土为钠基膨润土或钙基膨润土。
所述的碱为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸碱中的一种。
所述的磺酸盐为磺酸钠、磺酸钾或磺酸钙中的一种。
所述的增粘剂为黄原胶和高粘羧甲基纤维素钠;所述的黄原胶与高粘羧甲基纤维素钠重量份数比为5:2-4。
所述的降粘剂为聚醚类降粘剂。
所述的脂肪族琥珀酸为十八碳烯琥珀酸酐或二硫代烷基醇。
为了实现上述目的,本发明还提供一种该钻井液的制备方法,具体如下,在常温常压下,依次加入各成分按上述份数配比称取,混合均匀后搅拌2-6小时,搅拌转数为500-1000r/min,即得产品。
本发明的有益效果。
本发明中,采用十八碳烯琥珀酸酐或二硫代烷基醇为润滑剂,能够有效的改善成品的润滑性,摩阻系数能够很好的维持在0.1以下,其润滑性能够满足水平井的要求。高润滑微泡沫钻井液可以有效的减少钻具的扭矩、磨损和疲劳;减少了钻具的摩擦阻力;能够有效的防止钻卡,防止钻头包泥;有效的延长了钻具的使用寿命。体系中不含人为加入的膨润土,固相含量低,在油层保护剂的协同作·用下能最大限度地保护油气层。且配制原料成本低,来源广泛,对环境没有污染,属于环境友好型材料,抗污染性能优良,使用安全的优点,具有很大的应用潜力。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例1。
一种高润滑微泡沫钻井液,其原料按重量份数配比如下:钠基膨润土12份、氢氧化钠0.3、水140份、黄原胶5份、高粘羧甲基纤维素钠2份、氧化铝1份、聚季铵钠1份、磺酸钠10份、羧甲基纤维素2份、纳米氯化钛0.5份、聚苯二醚0.5份、十二烷基硫酸钠0.1份、十八碳烯琥珀酸5份。
该钻井液的制备方法,具体如下,在常温常压下,依次加入各成分按上述份数配比称取,混合均匀后搅拌2小时,搅拌转数为1000r/min,即得产品。
实施例2。
一种高润滑微泡沫钻井液,其原料按重量份数配比如下:钙基膨润土10份、氢氧化钠0.25、水110份、黄原胶5份、高粘羧甲基纤维素钠3份、氧化铝3份、聚季铵钠3份、磺酸钾12份、羧甲基纤维素4份、纳米氯化钛0.7份、聚苯丙醚0.7份、十二烷基硫酸钠0.3份、十八碳烯琥珀酸7份。
该钻井液的制备方法,具体如下,在常温常压下,依次加入各成分按上述份数配比称取,混合均匀后搅拌6小时,搅拌转数为1000r/min,即得产品。
实施例3。
一种高润滑微泡沫钻井液,其原料按重量份数配比如下:钠基膨润土8份、氢氧化钠0.2、水100份、黄原胶5份、高粘羧甲基纤维素钠4份、氧化铝5份、聚季铵钠1份、磺酸钙15份、羧甲基纤维素6份、纳米氯化钛1份、聚苯二甲醚1份、十二烷基硫酸钠0.5份、十八碳烯琥珀酸10份。
该钻井液的制备方法,具体如下,在常温常压下,依次加入各成分按上述份数配比称取,混合均匀后搅拌4小时,搅拌转数为800r/min,即得产品。
1.对上述实施例中的微泡沫钻井液进行检测,检测结果如表1所示。
表1实施例1至3所得到的高润滑微泡沫钻井液的性能。
2.通过挤压润滑系数评价不同配方的高润滑微泡沫钻井液的润滑性能,测试结果如表2所示。
表2实施例1至3润滑性能测试结果。
由此可见,本发明的高润滑微泡沫钻井液的润滑效果显著。