适用于长水平井的无土相油基钻井液体系及其制备方法与流程

本发明涉及钻井液，更具体地说，涉及一种适用于长水平井的无土相油基钻井液体系及其制备方法。

背景技术：

1、油基钻井液由于具有润滑性好，抗污染能力强，井壁稳定和页岩抑制性优异，温度适应范围宽，可有效保护水敏性地层和提升机械钻速等优点，得到越来越广泛的应用。相对于水基钻井液，油基钻井液的流变性能较难控制，目前主要使用有机土作增黏提切剂，改善其流变性能，提升对于加重材料及钻屑的悬浮与携带能力。随着页岩气井水平段逐渐延伸，长水平段施工要求钻井液具有良好的流变性、携岩携砂能力，保证整体机械钻速，有机土的过量加入，会造成钻井液整体粘度过大，初、终切过高，弱化钻井液整体流型流态。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种适用于长水平井的无土相油基钻井液体系及其制备方法，可以构建高切力、低粘度、良好流变性的油基钻井液体系，提高钻井效率，有效节约成本。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种适用于长水平井的无土相油基钻井液体系，包括如下组分，按质量份数计为：基础油70-80份，一体式乳化剂3-5份，碱度调节剂1-3份，液体降滤失剂2-4份，油基高效增粘提切剂1.5-3份，加重材料0-80份。

3、按上述方案，所述一体式乳化剂包括如下组分，按质量份数计为：失水山梨醇单油酸酯30份、油酸二乙醇酰胺30份、芥酸甲酯组成40份。

4、按上述方案，所述液体降滤失剂为酸酐通过双烯烃合成法对植物沥青化学改性得到的改性化合物并溶解在有机溶剂。

5、按上述方案，所述油基高效增粘提切剂是以高纯二聚酸、二元酸、二乙醇胺、ar、高纯白油和二乙醇胺为原料通过悬浮聚合法研发一种高效增粘油基钻井液用提切剂，其中高纯二聚酸和二元酸的质量分数＞98％，高纯白油25℃密度为0.88g/cm3，20℃黏度为244mpa·s；

6、油基高效增粘提切剂的制备方法为：使用高纯二聚酸与二乙醇胺在170℃条件下反应来制备提切剂。将干燥的圆底三口烧瓶放置在铁架台上，安装好机械搅拌机、除水器和氮气接口。然后将二聚酸、二乙醇胺按物质的量比1:2.05加入到三孔烧瓶中。反应前通氮气10min。将三孔烧瓶放置于油浴锅中，并升温至170℃。反应时间为4h。搅拌速度为250r/min。反应结束后，将产物冷却至室温。

7、本发明还提供了一种适用于长水平井的无土相油基钻井液体系的制备方法，在室温条件下，在配浆杯中按照油相、一体式乳化剂、碱度调节剂、饱和氯化钙盐水、液体降滤失剂、油基高效增粘提切剂、加重材料的顺序依次添加形成无土相油基钻井液体系，每添加完一种液相材料后，均需要通过变速搅拌15-20min后再添加另一种材料，搅拌速度不小于6000rpm；每添加完一种固相材料后，均需要通过变速搅拌25-30min后再添加另一种材料，搅拌速度不小于8000rpm，使用加重材料加重后，变速搅拌60-90min，搅拌速度不小于12000rpm。

8、实施本发明的适用于长水平井的无土相油基钻井液体系及其制备方法，具有以下有益效果：

9、1、基础油作为连续相，具有润滑作用，有利于防塌、防垮、保护储层的作用。一体式乳化剂，具有降低油水界面张力，降低体系的界面能，在油水界面形成一层高强度保护膜，从而保证钻井液体系的稳定性。降滤失剂，具有降低滤矢量的作用，可有效支撑井壁稳定。饱和盐水、碱度调节剂等材料与上述材料共同构成油基钻井液体系，具有能抗高温、抗盐钙侵、有利丁井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度较小等多种特点。

10、2、本发明的产品具有良好的抗温性，可抗温150℃以上；

11、3、本发明的产品具有较广的应用密度区间，可适用密度区间范围0.9g/cm3～2.2g/cm3；

12、4、本发明的产品具有良好的流变性、悬浮性、滤矢量控制能力，动塑比范围0.3-0.4，高温高压滤矢量fl(110℃)＜3ml；

13、5、本发明的产品成本具有较强的优势，较常规油基钻井液体系成本降低15％-20％；

14、本发明所述无土相油基钻井液体系具有抗温性良好、流变性、封堵性、与常规含土相油基钻井液配伍性良好，能够满足长水平井钻井技术需求。同时还可以清洁井底，携带岩屑，保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率作用。

技术特征：

1.一种适用于长水平井的无土相油基钻井液体系，其特征在于，包括如下组分，按质量份数计为：基础油70-80份，一体式乳化剂3-5份，碱度调节剂1-3份，液体降滤失剂2-4份，油基高效增粘提切剂1.5-3份，加重材料0-80份。

2.根据权利要求1所述的适用于长水平井的无土相油基钻井液体系，其特征在于，所述一体式乳化剂包括如下组分，按质量份数计为：失水山梨醇单油酸酯30份、油酸二乙醇酰胺30份、芥酸甲酯组成40份。

3.根据权利要求1所述的适用于长水平井的无土相油基钻井液体系，其特征在于，所述液体降滤失剂为酸酐通过双烯烃合成法对植物沥青化学改性得到的改性化合物并溶解在有机溶剂。

4.根据权利要求1所述的适用于长水平井的无土相油基钻井液体系，其特征在于，所述油基高效增粘提切剂的制备方法如下：

5.一种权利要求1所述的适用于长水平井的无土相油基钻井液体系的制备方法，其特征在于，在室温条件下，在配浆杯中按照油相、一体式乳化剂、碱度调节剂、饱和氯化钙盐水、液体降滤失剂、油基高效增粘提切剂、加重材料的顺序依次添加形成无土相油基钻井液体系，每添加完一种液相材料后，均需要通过变速搅拌15-20min后再添加另一种材料，搅拌速度不小于6000rpm；每添加完一种固相材料后，均需要通过变速搅拌25-30min后再添加另一种材料，搅拌速度不小于8000rpm，使用加重材料加重后，变速搅拌60-90min，搅拌速度不小于12000rpm。

技术总结
本发明涉及一种适用于长水平井的无土相油基钻井液体系，包括如下组分，按质量份数计为：基础油70‑80份，一体式乳化剂3‑5份，碱度调节剂1‑3份，液体降滤失剂2‑4份，油基高效增粘提切剂1.5‑3份，加重材料0‑80份。本发明无土相油基钻井液适用范围广，密度可在0.9g/cm3～2.2g/cm3之间可调，在60℃～170℃范围内具有较好的流变性能、悬浮稳定性和滤失量控制能力，可应用于长水平段页岩气钻井施工。

技术研发人员：崔淼,林子旸,赵勇,卞江,刘俊君,梅露强
受保护的技术使用者：中石化石油工程技术服务股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25