一种棕榈油基钻井液及其制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种油田钻井中使用的油基钻井液，特别涉及一种降滤失性能优良、 润滑性能好的棕榈油基钻井液及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，在实际应用中常用的钻井液为油基钻井液和水基钻井液。其中，油基钻井 液是一种以油为分散介质的溶胶悬浮混合体系，所用的油主要是柴油或原油。相对于水基 钻井液，油基钻井液具有一些优点。例如，油基钻井液的防塌抑制性、润滑性和良好的储层 保护性能，特别可以运用在强水敏以及高温、超高温地层，或者可以满足大位移井和海上水 平钻井等特殊钻井方式的需要。油基钻井液虽然具有优异的性能，但是由于油基钻井液的 基液以油为主，特别是柴油或原油作为基础油时，钻井液的生物降解性差并且对环境的污 染比较严重，由于所用基础油燃点较低、高温易燃烧，更增加了安全隐患，且配制成本较高。 而以棕榈油为基础油的钻井液体系除了能满足常规油基钻井液井壁稳定性好、抑制性强， 润滑性能优良的要求外，成本还得到了有效控制，非常值得推广应用。并且棕榈油所配制的 钻井液体系为环境友好型油基钻井液体系，有利于保护环境，还能有效减少配制和使用过 程中的安全隐患。
[0003] 本发明提供了一种棕榈油基钻井液及其制备方法，通过本发明，能够得到降滤失 性能及调节流变性能优异、润滑性能好的棕榈油基钻井液体系，可用于复杂地层如高温、强 水敏地层等，并可以简化现场工序，节约成本，减少对环境的污染，提高安全性能。
【发明内容】
[0004] 为克服以柴油或原油为基础油配制的油基钻井液污染环境、成本高、安全隐患大 等不足，并寻求有效利用棕榈油的新途径，本发明提供了以棕榈油为基础油的油基钻井液 及其制备方法。
[0005] 本发明采取的技术方案是：一种棕榈油基钻井液的制备方法，以质量份数计包括 以下组分：
[0006] 有机土 ：2 ~4%;
[0007] 降滤失剂：1~3%;
[0008] 主乳化剂：2~4%;
[0009] 辅助乳化剂：0~3%;
[0010] 水相：0 ~35%;
[0011] 油相：60 ~95%。
[0012] 上述技术方案中，有机土为自制的JHA6有机土；降滤失剂为自制的FLEl降滤失 剂；主乳化剂为脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪酸盐、十二烷基醇酰胺、SpanSO中的任一种或上述 任意两种的混合物，其中脂肪胺聚氧乙烯醚优选椰油胺醚、牛油胺醚，脂肪酸盐优选椰油酸 甲酯磺酸钠、牛油酸甲酯磺酸钠，十二烷基醇酰胺优选十二烷基二乙醇酰胺；辅助乳化剂为 十二烷基苯磺酸钠、聚烯烃羧酸聚氧乙烯醚磷酸酯、聚烯烃羧酸聚氧乙烯醚硫酸酯、十二烷 基聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚羧酸钠中的任一种或上述任意两种的混合物； 水溶液为20%~饱和浓度的CaCljK溶液、NaCl水溶液、MgCl 2水溶液中的一种；基础油为 棕榈油。
[0013] -种棕榈油基钻井液的制备方法，包括如下步骤：
[0014] (1)取油于浆杯中，在速率为3000~4000r/min的搅拌下加入有机土；
[0015] (2)先以8000~lOOOOr/min的速率搅拌5min后，在速率为3000~4000r/min的 搅拌下加入降滤失剂；
[0016] (3)再以8000~lOOOOr/min的速率搅拌5min后，加入主乳化剂和辅助乳化剂；
[0017] (4)再进行5min速率为8000~10000r/min的搅拌，然后在速率为3000~4000r/ min的搅拌下缓慢加入水溶液；
[0018] (5)最后再以8000~10000r/min的速率搅拌20min。
[0019] 所述的有机土为自制的JHA6有机土，其具体组成为：有机土由优选的干料钠基膨 润土 80~90份；季铵盐阳离子表面活性剂30~40份；亲油性非离子表面活性剂15~ 20份；有机胺盐0. 01~20份；内酰胺0. 05~20份；质子化剂0. 01~1. 0份；过渡金属 盐0. 01~2. 0份；水500~750份组成。其制备方法为：（1)将优选的干料钠基膨润土分 散到水中，用浮选法除去杂质，使之形成稳定的悬浮液a ; (2)用HCl将悬浮液a活化，加入 HCl或NaOH调节悬浮液a的pH至5~9得到液体b ; (3)加入一定量的有机胺盐、内酰胺、 质子化剂和过渡金属盐类（硝酸镍），在恒温水浴中搅拌约2~5h，使其充分交换，经抽滤、 洗涤后得到一次样品溶液c ; (4)将季铵盐阳离子表面活性剂加入到水中，搅拌均匀得到液 体d ; (4)将液体d加入到液体c中，在温度为40~90°C条件下，反应1~3小时；（5)将 第⑷步得到的产物洗涤3~5次，加入亲油性非离子表面活性剂得到产物e ; (6)将产物 e在90~IKTC温度下烘干，粉碎过筛，即得高成胶率有机土产品。其中，过渡金属盐可以 为硝酸镍。
[0020] 进一步地，其中季铵盐阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基氯化铵，亲油性非离 子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚，有机铵盐为C 12-C18长链季铵盐，内酰胺为己内酰胺，质 子化剂为盐酸。
[0021] 所述的降滤失剂为自制的FLEl降滤失剂，其具体组成为：降滤失剂由优选的有机 质40~60份；阳离子表面活性剂30~40份；亲油性非离子表面活性剂15~20份；有 机胺盐〇. 01~20份；内酰胺0. 05~20份；质子化剂0. 01~1. 0份；过渡金属盐0. 01~ 2. 0份；水500~750份组成。其制备方法为：（1)将优选的有机质分散到水中，用NaOH进 行活化，加入HCl或NaOH调节液体的pH至8~12,得到液体a ; (2)静置3h后，用浮选法 除去上层杂质，得到液体b ; (3)对液体b进行高温烘干、粉碎过筛后得到固体产物c ; (4)取 1份产物c溶于水，加入一定量的有机胺盐、内酰胺、质子化剂和过渡金属镍盐，在恒温水浴 中搅拌约2~5h，使其充分交换，经抽滤、洗涤后得到一次样品溶液d ; (5)将阳离子表面活 性剂加入到水中，搅拌均匀得到液体e ; (6)将液体e加入到液体d中，在温度为40~90°C 条件下，反应1~3小时；(7)将第（6)步得到的产物洗涤3~5次，加入亲油性非离子表 面活性剂得到产物f ; (8)将产物f在90~IKTC温度下烘干，粉碎过筛，即得高效降滤失 剂产品。其中，过渡金属盐可以为硝酸镍。
[0022] 进一步地，其中其中季铵盐阳离子表面活性剂为十二烷基溴化吡啶，亲油性非离 子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚，有机铵盐为C 12-C18长链季铵盐，内酰胺为己内酰胺，质 子化剂为盐酸。
[0023] 本发明的有益效果是：
[0024] 1、本发明以棕榈油为基础油，代替柴油或原油，研制出了棕榈油基钻井液体系，该 钻井液体系除了能满足常规油基钻井液井壁稳定性好、抑制性强，润滑性能优良的要求外， 成本还得到了有效控制，非常值得推广应用。
[0025] 2、本发明采用棕榈油作为基础油，性能稳定、流变性优良。
[0026] 3、本发明选用棕榈油所配制的钻井液体系为环境友好型油基钻井液体系，有利于 保护环境。
[0027] 4、本发明基础油为棕榈油，来源广、价格便宜，能有效降低油基钻井液成本。
[0028] 5、本发明基础油采用棕榈油，降低了配制和使用过程中的安全隐患。
【具体实施方式】
[0029] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例对本 发明进行进一步详细说明。
[0030] 实施例1 :
[0031] JHA6 有机土 ：4%;
[0032] FLEl 降滤失剂：2% ;
[0033] Span80 ：3% ；
[0034] 十二烷基苯磺酸钠：1% ;
[0035] 20 % 的 CaCl2水溶液：10 %。
[0036] 棕榈油：80%。
[0037] (1)取320ml棕榈油于浆杯中，在速率为3000~4000r/min的搅拌下加入4%的 JHA6有机土；
[0038] (2)先以8000~lOOOOr/min的速率搅拌5min后，在速率为3000~4000r/min的 搅拌下加入2%的FLEl降滤失剂；
[0039] (3)再以8000~lOOOOr/min的速率搅拌5min后，加入3 %主乳化剂Span80和 1 %的辅助乳化剂十二烷基苯磺酸钠；
[0040] (4)再进行5min速率为8000~lOOOOr/min的搅拌，然后在速率为3000~4000r/ min的搅拌下缓慢加入水溶液35ml (20 %的CaCl2水溶液）；
[0041] (5)最后再以8000~10000r/min的速率搅拌20min。
[0042] (6)用六速旋转粘度计测钻井液流变参数，API滤失仪测量滤失量。
[0043] 实施例2 :
[0044] JHA6 有机土 ：4%;
[0045] FLEl 降滤失剂：2% ;
[0046] Span80 ：3% ；
[0047] 十二烷基苯磺酸钠：1% ;
[0048] 20 % 的 CaCl2水溶液：20 % ;
[0049] 棕榈油：70%。
[0050] (1)取320ml棕榈油于浆杯中，在速率为3000~4000r/min的搅拌下加入4%的 JHA6有机土；
[0051] (2)先以8000~lOOOOr/min的速率搅拌5min后，在速率为3000~4000r/min的 搅拌下加入2%的FLEl降滤失剂；
[