[发明专利]活化重晶石粉的改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油气田钻井液用重晶石粉，特别具有亲水性好，增强结构活性及高温稳定性的活化重晶石粉的改性方法。

背景技术

随着钻井技术的发展，所钻地层越来越深、越来越复杂，特别是在钻进高压或超高压含油气、水层时，需要使用高密度或超高密度钻井液，以平衡地层压力，保证钻井工程能够安全、顺利地进行。要提高钻井液的密度就需要加入大量的重晶石粉，而重晶石在采矿过程中，使用了浮选剂，使得矿粉的表面亲水性很低，大量加入钻井液后，其中一部分易聚结、沉降，这样就使加重后的钻井液的粘度和切力大幅度上升，严重影响其流变性能，要使该加重钻井液重新恢复其良好的流变性等，还需加水和其它添加剂进行处理，而高密度钻井液在处理后不仅粘度、切力下降而且还导致部分重晶石粉聚结、沉降，引起钻井液密度再次降低，因此需要再次加重。便形成“加重栐龀頄降粘处理栔鼐  恋頄密度下降栐俅渭又亍闭庋亩裥匝  罚  唤隼朔蚜舜罅康闹鼐  妥昃  河么  砑粒  昃  盒阅芤材岩允迪治榷ā(15)胖剩  够嵊辗(1)纭18.(7)15.ü染  赂丛忧榭觯  踔练(5)  鹿省

发明目的

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种对重晶石粉进行改性的方法，从而增强其颗粒重晶石粉表面的电位、亲水性、结构活性及高温稳定性，改善重晶石在超高密度水基钻井液中的动力稳定性。

本发明的解决方案是：一种活化重晶石粉的改性方法，其特点是将雾状化学螯合活化剂喷在重晶石粉表面，化学螯合活化剂的喷雾量为重晶石粉重量的0.3~0.6％；

其中，化学螯合活化剂的配比(重量百分比)是：

3~5％十二烷基硫酸钠，

5~10％辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10，

5~8％木质素磺酸铝，余量为水；

重晶石粉的粉体细度为200-300目。

研究分析重晶石发生沉淀的原因，根本上是因悬浮这么多数量的重晶石时，要求钻井液应具有足够强的结构力，即应具有较高的动切力和静切力。但这样高的动切力和静切力值，已大大超过了钻井工程对钻井液流变参数值的所需范围，尤其在高温条件下就更难实现。重晶石的沉淀，还与重晶石颗粒的表面性质有关。因为，重晶石在选矿过程中加入了一定数量的浮选剂，这些浮洗剂在磨粉过程中会覆盖在重晶石颗粒的表面，大大降低重晶石颗粒的亲水性。这种亲水性差的重晶石颗粒，在水基钻井液中不易分散，且呈一定数量的颗粒聚集状态。从而更不易在钻井液中悬浮，加剧了上述恶性循环。因此，改善重晶石颗粒表面的亲水性，有助于重晶石在钻井液体系中的分散，提高其动力稳定性。本发明从高密度重晶石的加工工艺、分子结构和化学键特征入手，以优选化学鳌合活化剂及加工工艺对重晶石表面进行化学改性，增强其颗粒表面的电位、亲水性、结构活性及高温稳定性，改善重晶石在超高密度水基钻井液中的动力稳定性。

本发明的解决方案中开采用重晶石粉的粉体由200目7.0~13.0％(重量百分比)，325目20～30％(重量百分比)和200-300目之间其它目数的重晶石粉混合构成。其目的是控制重晶石的粒度分布范围和颗粒大小，更有利于对其表面改性。

本发明的解决方案中采用重晶石的密度大于或等于4.30g/cm³。其目的是控制重晶石的密度，更有利于对其表面改性。

本发明的解决方案中采用重晶石中碱土金属含量小于或等于50mg/kg。其目的是控制重晶石的纯度，更有利于对其表面改性。

本发明的优点：本发明从高密度重晶石的加工工艺、分子结构和化学键特征入手，以优选化学鳌合活化剂及加工工艺对重晶石表面进行化学改性，增强其颗粒表面的电位、亲水性、结构活性及高温稳定性，改善重晶石在超高密度水基钻井液中的动力稳定性。经活化后的重晶石在在超高密度水基钻井液中，具有良好的流变性和高温动力稳定性。

具体实施方式

实施例1：将十二烷基硫酸钠4.5％(重量百分比，下同)，辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-106％，木质素磺酸铝5.5％，水84％混合均匀配成化学螯合活化剂，使其成为雾状喷在重晶石粉表面，化学螯合活化剂喷雾量为重晶石粉重量的0.38％；控制重晶石粉细度，重晶石粉的粉体由200目8％，325目26和200-300目之间其它目数的重晶石粉66％混合构成；重晶石的密度大于或等于4.30g/cm³；重晶石中碱土金属含量小于或等于50mg/kg。本发明实施例1的改性重晶石粉经检测各性能指标如下：

在不同温度、密度下相同钻井液体系加重后的钻井液性能实验