[发明专利]一种钻井液用微纳米封堵润滑剂及制备方法

说明书

本发明涉及油气田钻井及油田化学助剂领域的一种钻井液用微纳米封堵润滑剂及制备方法。所述钻井液用微纳米封堵润滑剂包含重量份数计的以下组分：纳米乳液100～200份及复合石墨微粉100份，所述钻井液用微纳米封堵润滑剂还可包括分散剂。所述纳米乳液由包含石蜡、白油、复合乳化剂、乳化助剂及水在内的组分采用转相乳化法制备而成。所述钻井液用微纳米封堵润滑剂抗温达150℃，对钻井液粘度无不良影响，可显著降低钻井液滤失量，并可显著改善泥饼质量，降低钻具摩擦阻力，提高机械钻速，可利用自身小尺寸效应快速架桥封堵泥页岩微裂隙，防止固相颗粒和滤液侵入地层，起到良好封堵效果，特别适用于0.05～50μm的细小孔吼封堵。

技术领域

本发明涉及油气田钻井及油田化学助剂领域，更进一步说，涉及一种钻井液用微纳米封堵润滑剂及制备方法。

背景技术

钻井液是指用于油气层钻井过程中以其多功能性满足钻井工作需要的循环流体，其主要功用包括携带钻屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却润滑钻头钻具、保护油气层等等，其性能直接影响钻进效率、井下安全和施工成本，是钻井作业的重要组成部分。

较高的润滑性是钻井液基本性能之一，它可以降低井壁与钻具的摩擦，减少卡钻事故的发生，同时降低钻柱旋转扭矩，提高机械转速，缩短施工工期。提高钻井液润滑性的传统方法是在钻井液中混入原油、矿物油或者植物油等，同时为了提高其稳定性需要加入大量表面活性剂，促使油脂在钻井液中充分分散，施工成本升高的同时也易造成环境污染且对后续地质录井带来不利。除此以外，在钻井液中加入固体惰性材料，实现以滚动摩擦替代滑动摩擦的摩擦方式转变，如塑料小球、玻璃小球等，但由于受到固体尺寸的限制，这些固相材料很容易被固控设备除去，而且在强挤压或震荡下，有破坏或者变形的可能性。近几年发展起来的有机合成聚合物类润滑剂，基本克服了传统润滑剂的弊端，但成本稍高且不具备任何封堵性能。

能够有效封堵地层空隙和微裂缝的钻井液处理剂称为封堵剂，其主要作用是通过封堵地层微裂隙防止固相颗粒以及滤液侵入地层，从而保持井壁稳定，起到防塌、防漏、保护油气层的目的。但是，目前钻井液中使用的各类封堵剂均没有润滑性，而润滑剂又缺少封堵性，为实现钻井液良好的润滑性、封堵性，不得不添加多种化学处理剂。开发一种兼备高润滑性及强封堵性的微纳米封堵润滑剂成为市场的迫切需求。

公开号为CN104559972A的中国专利提供了一种纳米乳液与超细碳酸钙的复配，用作封堵材料，未提说对润滑性能的影响。经过本实验室重复试验，超细碳酸钙为惰性材料，为沙石的研磨物，添加钻井液后对产品的极压润滑性影响比较大，仅仅提高了封堵性能，却使得钻井液的润滑性下降，应用价值不高。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种钻井液用微纳米封堵润滑剂，具体地说涉及一种钻井液用微纳米封堵润滑剂及制备方法。本发明的一种钻井液用微纳米封堵润滑剂主要用于石油、天然气开采钻井作业中降低钻具与地层的摩擦阻力，提高钻井液封堵性能。该发明提供的微纳米封堵润滑剂具有良好的润滑性、封堵性，具有一剂多效的作用，避免了处理剂的重复添加及处理剂之间不兼容问题，克服了传统化学处理剂一剂一效的弊端，可应用于30℃～150℃的深井、定向井和水平井等钻井施工作业中。

本发明目的之一的一种钻井液用微纳米封堵润滑剂，包含重量份数计的以下组分：

纳米乳液 100～200份，优选150～180份；

复合石墨微粉 100份。

其中，所述纳米乳液可包含重量份数计的以下组分：

30～50份石蜡，优选40～50份；

30～50份白油，优选40～50份；

20～30份复合乳化剂，优选22～25份；

0.5～1.0份乳化助剂，优选0.5～0.7份；

100份水。