[发明专利]油基钻井液适用的复合乳化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种油基钻井液适用的复合乳化剂及其制备方法和应用，主要解决现有技术中油基钻井液乳化剂品种少，乳化性能、耐温性能差的问题。本发明通过采用一种用于油基钻井液用的乳化剂，包括以下组分：(1)主乳化剂，选自式(I)所示结构中的至少一种；(2)辅助乳化剂，选自式(Ⅱ)所示结构烷基酚醚羧酸盐中的至少一种；所述主乳化剂与辅助乳化剂的比例满足0＜辅助乳化剂:主乳化剂≤1的技术方案，较好的解决了上述问题，可用作油基钻井液乳化剂，具有良好的乳化性能及耐温性能，形成的油基钻井液稳定性、耐温性较好，可满足油田中强水敏、高温地层钻井及大位移特殊钻井、海上水平井等特殊需要。

技术领域

本发明涉及一种油基钻井液适用的复合乳化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着石油储量的不断减少且开采困难，世界各国纷纷加大了对深部地层油气资源勘探开发的投入，开发新的油藏已经成为当今各大石油公司发展的迫切要求。我国待探明的油气资源主要分布在塔里木、准噶尔、柴达木、吐哈、四川等盆地，其资源量的73％埋藏在深层，且地下条件异常复杂，因此深井和超深井油气钻探及配套的开发技术已成为制约油气资源开发的关键因素。随着地层深度的增加，深井、超深井的地层温度也会越来越高，地层的高温环境给钻井液能否维持稳定的性能带来了极大的挑战。

钻井液作为钻井工程的重要组成部分，其性能直接关系到深井、超深井的钻井质量、钻井成本和钻井周期。相对于水基钻井液，油基钻井液具有较强的防塌抑制性、润滑性和良好的储层保护性能，尤其可满足强水敏及高温、超高温地层，或者需要钻大位移特殊井及海上水平井等特殊转钻井需要。油基钻井液，又称油包水钻井液，是由油、水、乳化剂、降滤失剂、活度平衡剂、流型调节剂等组成。通常使用的油包水钻井液含水量在5～30％之间(含水量在5％以内的一般叫做全油基钻井液，不称为油包水钻井液)，但抗高温达180℃以上的油包水钻井液中水的含量一般在5～10％，很少超过15％。水的含量增大，携屑性、降滤失性和悬浮性、流变性都变好，但热稳定性和电稳定性都变差，如CN1660958报道了一种合成基钻井液，使用的主乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物，尽管在150℃老化16小时后仍有良好的流变性和破乳电压，水含量最高为25％。专利CN102031095A申请公布了一种高温油包水钻井液，虽然耐温能到240℃，但其须借助辅助乳化剂及氧化钙的存在才能达到应用效果。油基钻井液由于基液以油为主，因此价格昂贵，成本高，全油基钻井液更是如此，如CN101215461报道了一种全油合成基钻井液，使用的乳化剂为长碳链脂肪酸酰胺、长碳链烷基苯磺酸钙、聚烯烃羧酸酯中的一种或多种的混合物，尽管具有低毒、环保、对储层伤害小等优点，但其制备成本高，限制了其推广使用。

目前市场上提供用作油基钻井液乳化剂的品种较少，而报道用于强化采油用的乳化剂品种相对较多，如US4485873、US4545912、CN100531884等报道了聚氧乙烯烷基酚醚乙酸盐、双尾链聚氧乙烯磺酸盐、烷基芳苄基聚氧乙烯醚阴离子表活剂在强化采油方面的应用，但未涉及到其在钻井液乳化剂方面的用途。国内油基钻井液用乳化剂方面多依赖国外产品，而且国内配套的钻井液体系也较少。

油基钻井液由于受到成本、环保要求的限制一直发展比较缓慢，应用的区块也较少，随着现有油田储量日益下降，并且新探区的开采会遇到各种复杂地层及环境，急需进行满足制备稳定高效油基钻井液用乳化剂的研究，以解决油基钻井液乳化剂品种少，乳化性能差，不耐盐、不耐温的问题，通过提高油基钻井液中水的比例达到降低油基钻井液的成本问题，为广泛应用油基钻井液作业提供技术支撑。

本发明所述的正是这种高含水量情况下，适合于制备稳定高效油基钻井液用的复合乳化剂及其制备方法。

发明内容