[发明专利]一种煤制油深水恒流变合成基钻井液

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤制油深水恒流变合成基钻井液。

背景技术

和浅水作业相比，深水钻井面临的主要问题包括井壁稳定、钻井液用量大、地层安全作业压力窗口窄、井眼清洁问题、低温下钻井液变稠以及浅层天然气与形成气体水合物等多个方面的问题。综合作业顺利及安全考虑，合成基钻井液提供了优越的井眼稳定性和最大化的机械钻速，因此深水及超深水作业基本以合成基钻井液体系为首选。然而传统的合成基钻井液的流变性受温度和压力的影响较大，如在水深为1000m的南中国海深水作业中，由于泥线温度在4℃左右，在4℃～65.6℃油基钻井液的流变性，尤其是YP(动切力)、Φ6、Φ3读数变化较大，由于钻井液在低温增稠，导致作业时当量循环密度和启动泵压、激动泵压变化较大不好控制，很容易导致大的井下漏失，从而增加非工作时间(NPT)和作业费用，也增加了合成基钻井液的成本。

经文献检索，国内外也有相关深水合成基钻井液流变性方面的研究：

A、长江大学化学与环境工程学院岳前升和中海油研究总院刘书杰等人研究了深水钻井条件下合成基钻井液流变性，通过测定线性α-烯烃合成基钻井液在不同组成时的黏度-温度特性，研究了乳化剂种类、有机土加量、油水比以及钻井液密度等对合成基钻井液低温流动性影响。

B、长江大学化学与环境工程学院胡三清等人进行了低毒深水油基钻井液室内研究，主要评价了低毒深水油基钻井液性能及其对油气层的保护效果。油基钻井液使用的基液为白油，即矿物油。

C、中国石油大学(华东)石油工程学院管志川研究了温度和压力对深水钻井油基钻井液液柱压力的影响，建立了温度压力影响下的油基钻井液密度计算模型。油基钻井液使用的基液为柴油或原油。

D、伊莱门蒂斯专业有限公司戴维·迪诺等公开了亲有机粘土添加剂和具有更少依赖于温度的流变学特性的油基钻井液(专利申请号：200780002607.1)，用于油基钻井液的有机土添加剂，使得油基钻井液具有改进的不随温度改变的流变学特性。该种有机土所配的钻井液在超过350°F(176.67℃)的温度具有更稳定的粘度，并未涉及低温时(4℃～65.6℃)钻井液的粘度。

E、长江大学化学与环境工程学院王松的国外深水钻井液技术进展，介绍了合成基钻井液主要包括墨西哥湾的酯/烯烃基钻井液、IO和酯基钻井液及环境可接受的专用合成基钻井液等。

F、中国石油大学北京石油工程教育部重点实验室耿娇娇等介绍了具有恒流变特性的深水合成基钻井液，指出近年来国外研制出了一类新型的具有恒流变特性的合成基钻井液(CR-SBM)，其流变性，特别是动切力、静切力和低剪切速率下的粘度等参数基本上不受温度压力的影响。文中涉及的是CR-SBM的组成与传统SBM(合成基钻井液)基本相同，不同之处在于有机土的加量和乳化剂的类型。

岳前升等人研究的是线性α-烯烃合成基钻井液；胡三清等人研究的是矿物油基钻井液；管志川研究的是柴油或原油基钻井液；戴维·迪诺等人公开的是钻井液在超过350°F(176.67℃)的温度具有更稳定的粘度，并未涉及低温时(4℃～65.6℃)钻井液的粘度。王松的国外深水钻井液技术进展主要包括墨西哥湾的酯/烯烃基钻井液、IO和酯基钻井液及环境可接受的专用合成基钻井液等。耿娇娇等介绍了具有恒流变特性的深水合成基钻井液是CR-SBM，其组成与传统SBM(合成基钻井液)基本相同，不同之处在于有机土的加量和乳化剂的类型。而本发明公开的是一种煤制油合成基钻井液，其基液是用煤通过间接气化等复杂工艺合成的，该油几乎不含硫、氮及芳烃，运动粘度很小，有利于整个合成基钻井液在不同温度下流变性能的稳定。

发明内容

为了解决深水钻井中的压力控制等问题，本发明提供了一种以煤制油作为基液的深水恒流变合成基钻井液体系。

具体地，实现本发明的技术方案为：一种煤制油深水恒流变合成基钻井液，所述钻井液包含以下组分：煤制油，按体积计60～90份；氯化钙水溶液，按体积计10～40份；以及基于所述煤制油和所述氯化钙水溶液的总体积计算，质量体积比为2.0％～3.5％的有机土，质量体积比为2％～5％的乳化剂，质量体积比为1.5％～3.5％的氧化钙，质量体积比为0.5％～1.5％的润湿剂，质量体积比为1％～4％的降滤失剂，质量体积比为32％～100％的加重剂。