[发明专利]一种合成基钻井液基础油

说明书

技术领域

本发明涉及钻井作业时使用一种基础油，具体地说，是一种全油或逆乳化合成基钻井液基础油。

背景技术

自20世纪90年代以来，随着对环保要求越来越严苛，在海洋钻井中，出现了一类新的钻井液—合成基钻井液。合成基钻井液是以人工合成或改性的有机物为连续相，盐水为分散相，再加入乳化剂、降滤失剂、流型改进剂(有机土、生石灰等)、加重材料等组成。

合成基钻井液是在水基钻井液不能满足井下复杂情况的性能要求，油基钻井液和白油基钻井液不能满足环境保护要求的情况下应运而生的。目前钻井现场使用的油基钻井液基础油多半为柴油和白油，油品中的芳烃含量较高，不利于环境保护；其次以这两类油品为基础配制的钻井液体系流变性能不稳定，在低温情况下表观粘度急剧增大，易致使循环泵压力过大，影响钻井作业的正常运行。CN101235330A中公开的一种至少含有85%质量分数轻微分支双烷基芳香族化合物的合成基础油，虽然其高粘度指数和优异的低温性能，但显然毒性较大，对环境不友好。CN102424747A公开的合成基钻井液中是以25℃下运动粘度低于1000mm²/s的10^#白油为基础，因其粘度较大具备一定的润滑性，但需复配一定醚基类和烯烃类来提高其粘度指数，以扩大应用范围。

基础油是制作油基、合成基钻井液的主要成分，其性能指标决定了钻井液的绝大部分性能指标，例如闪点、运动粘度和倾点等。基础油可分为酯类、醚类、烯烃类、气制油煤制油四种，但上述基础油因成分单一易造成性能单一。或多或少具有以下缺点：海洋钻井时，低至接近零度的温度，钻井液会变得粘稠，从而导致泵压升高，易造成地层破裂和井壁失稳等复杂情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种环保、塑性粘度低、低温流动性好的合成基钻井液基础油。用本发明的基础油配制的合成基钻井液可解决钻井液低温粘度大的问题，同时也避免因高温粘度低而导致的井眼净化、重晶石沉降、高循环压耗的问题。

合成基钻井液基础油，其特征在于以烷烃类合成油为基础，再配以降凝剂组成，其中各成分的质量分数%如下：

烷烃类合成油：95～99.99

降凝剂：0.01～5。

所述烷烃类合成油的碳数范围为5～34之间，优化的碳数范围为10～20；其具体的组成为：90～95%质量分数的饱和链烷烃，5～10%质量分数的饱和环烷烃，0～1%质量分数的芳香烃；其中饱和链烷烃的组成为：45～50%质量分数的直链式，50～55%质量分数的支链式；饱和环烷烃组成为：5～9%质量分数的一环烷烃，1～4%质量分数的二环烷烃，0～1%质量分数的三环烷烃。

所述的降凝剂主要为带有极性支链的大分子共聚物，具体可以是丙烯酸类聚合物。

本发明所用原料，均为市售产品。

本发明的制备方法为：将降凝剂添加到基液中充分搅拌，以使其混合均匀，必要时可轻度加热（40～60℃），静置数小时。

表1 本发明的合成基钻井液基础油性能

性能参数密度（20℃）/(g/cm³)0.75～0.85运动粘度（40℃）/(mm²/s)2～3闭口闪点/℃50～80倾点/℃-10～-30芳香烃含量/%0～1

本发明的合成基钻井液基础油具有以下优点：