[发明专利]一种弱凝胶合成基钻井液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井液，特别是一种弱凝胶合成基钻井液及其制备方法。

背景技术

对于大斜度井、大位移井及水平井的钻进，使用传统的水基钻井液钻进时，由于钻井液悬浮及携带钻屑能力不强，导致在井壁附近形成大量的岩屑床；若使用携带钻屑能力强的水基钻井液钻进时，虽然解决了携砂问题，但是与油基钻井液相比，却存在摩阻大、起下钻困难等问题；传统的油基及合成基钻井液，虽然抑制性及润滑性好，但是其低剪切速率粘度较小，悬浮及携带钻屑能力相对较弱。

因此，有必要提供一种能够满足大斜度井、大位移井及水平井钻进需求的合成基钻井液。

发明内容

本发明公开了一种具有良好的触变性能的弱凝胶合成基钻井液，该钻井液具有很高的低剪切速率粘度。使用该种钻井液在大斜度井、大位移井及水平井钻进时，由于它具有很强的悬浮及携带钻屑的能力，因此在井壁附近不容易形成岩屑床，使得在大斜度井、大位移井及水平井钻井作业能顺利进行。

本发明所公开的弱凝胶合成基钻井液，包括如下组分：

气制油合成基基液：按体积计60～95份；

质量分数为25～35％的氯化钙水溶液：按体积计5～40份；以及

基于所述气制油合成基基液和所述氯化钙水溶液的总体积份数按质量体积比计，

有机土：1.0～3.5％；

主乳化剂：0.5～4.0％；

辅乳化剂：0.5～3.5％；

氧化钙：0.5～3.5％；

润湿剂：0.5～2.5％；

降滤失剂：1.0～4.0％；

加重剂：20～100％。

其中，所述“质量体积比”是指其它组分的质量与所述气制油合成基基液和所述氯化钙水溶液的总体积的百分比值，其中当其它组分的质量以“g”作为单位时，相对应的体积的单位为“ml”。

除气制油合成基基液和氯化钙水溶液之外的其它组分的质量通过下述公式计算：

其它组分的质量M_其它组分＝(V_{合成基基液}+V_{氯化钙水溶液})×各组分的质量体积比；

其中：M_其它组分-其它组分的质量，g；

V_{合成基基液}-合成基基液的体积，ml；

V_{氯化钙水溶液}-氯化钙水溶液的体积，ml；

在本发明的弱凝胶合成基钻井液中的组成中，气制油合成基基液是在HTHP条件下，加入铁、钴、镍等催化剂，由天然气通过费托法聚合而成的烃类化合物。气制油合成基基液的含量可以是按体积计60～95份，优选70～90份。

在本发明的弱凝胶合成基钻井液中的组成中，质量分数为25～35％的氯化钙水溶液是指25～35g氯化钙溶于75～65g水中所形成的溶液。该氯化钙水溶液的含量可以是按体积计5～40份，优选10～30份。

在本发明的弱凝胶合成基钻井液中的组成中，有机土是指钠膨润土经过带长链(C₁₂～C₃₀)的烷基季铵盐改性后的土。优选地，有机土可以是中海油田服务股份有限公司(以下简称COSL)生产的有机土PF-MOGEL。有机土的含量可以是基于所述气制油合成基基液和所述氯化钙水溶液的总体积份数按质量体积比计，1.0～3.5％，优选1.0～3.0％，更优选1.5～3.0％。

在本发明的弱凝胶合成基钻井液中的组成中，主乳化剂是由长碳链脂肪酸、烷基苯磺酸钙、环氧丙烷与1，4-丁二胺的反应产物按3∶1∶1～4∶3∶2的比例混合而成，其中长碳链脂肪酸选自月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、妥尔油及其混合物；1，4-丁二胺与环氧丙烷的反应产物具有通常约2500至3000的分子量。优选地，主乳化剂可以是COSL生产的PF-MOEMUL-P，PF-MOEMUL-P是由妥尔油、十二烷基苯磺酸钙、环氧丙烷与1，4-丁二胺反应后生成的分子量为约2700～2900的聚合物按3∶2∶1的质量比例混合而成的。主乳化剂的含量可以是基于所述气制油合成基基液和所述氯化钙水溶液的总体积份数按质量体积比计，0.5～4.0％，优选0.5～2.5％，更优选0.8～1.5％。