[发明专利]含有润滑囊粒的钻井液用润滑剂组合物及其制备方法和水基钻井液及其应用

说明书

本发明属于石油和天然气行业中钻井液技术领域，涉及一种含有润滑囊粒的钻井液用润滑剂组合物及其制备方法和水基钻井液及其应用。该润滑剂组合物含有囊粒、分散剂、极压抗磨剂和消泡剂；囊粒包括囊膜以及置于囊膜内的润滑物质，囊膜由磺化聚酰亚胺、二甲基二烯丙基氯化铵和硝酸铈铵经聚合反应而得到的；润滑物质为改性植物油、生物柴油、表面活性剂和多元醇非离子型乳化剂中的一种或多种。本发明的润滑剂组合物能够在压力控制下靶向释放，实现钻井液润滑剂对井下高摩阻和扭矩部位的“靶向定位、按需润滑”，充分发挥其高效减摩降阻作用，且抗磨性好、浊点稳定性好，并且易生物降解，绿色环保，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于石油和天然气行业中钻井液技术领域，涉及一种含有润滑囊粒的钻井液用润滑剂组合物及其制备方法和水基钻井液及其应用。

背景技术

随着油气钻探开发范围已逐步走向深层超深层、海洋深水、非常规等复杂地质条件油气藏，为了提高油气采收率、降低开发成本，大位移井、长水平井钻井技术得到了广泛的应用，但井下钻具、地层及钻井流体之间摩擦产生的摩阻和扭矩导致的卡钻、起下钻遇阻、钻具磨损等井下复杂情况日益突出。特别是大位移水平井钻井过程中，摩阻扭矩问题已成为制约水平位移延伸最为关键的因素，甚至关系到钻井的成败。

研究表明，通过添加高效钻井液润滑剂，提高钻井液的润滑性能，是目前解决高摩阻、扭矩问题的最主要的技术措施。常用钻井液润滑剂主要包括固体类润滑剂和液体类润滑剂两类。常用的固体类润滑剂诸如石墨、塑料小球、玻璃微珠等；液体类润滑剂液体类润滑剂是目前研究最多、应用最广的润滑剂，主要有柴油基润滑剂、矿物油基润滑剂、植物油基润滑剂、聚合醇润滑剂和合成酯润滑剂等。但上述常用钻井液润滑剂加入到钻井液后，均匀分散在钻井液中，对井下各处润滑作用均一，不能对高摩阻和扭矩等关键部位进行“靶向定位”，难以达到“有的放矢”的润滑效果，且存在“有效浓度低、持效性差，消耗量大，影响流变”等问题，无法满足钻井工程“减摩降阻”要求。

因此，针对钻井工程中的“减摩降阻”关键技术难题，研发新型高效钻井液润滑剂，有效德解决钻井工程中的摩阻扭矩问题，作为一项现场亟需技术，对于实现安全、优质、高效的钻井目标具有重要的理论和实践意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的钻井液润滑剂加入到钻井液后，均匀分散在钻井液中，对井下各处润滑作用均一，不能对高摩阻和扭矩等关键部位进行“靶向定位”，难以达到“有的放矢”的润滑效果，且存在“有效浓度低、持效性差，消耗量大，影响流变”等问题，而提供一种含有润滑囊粒的钻井液用润滑剂组合物及其制备方法和水基钻井液及其应用。本发明提供的钻井液用润滑剂组合物能够在压力控制下靶向释放，在井下高摩阻和高扭矩部位受到摩擦挤压作用，微胶囊破裂释放润滑油，实现钻井液润滑剂对井下高摩阻和扭矩部位的“靶向定位、按需润滑”，充分发挥其高效减摩降阻作用，且抗磨性好、浊点稳定性好，并且易生物降解，绿色环保，具有很好的应用前景。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种钻井液用润滑剂组合物，其中，该润滑剂组合物含有囊粒、分散剂、极压抗磨剂和消泡剂；其中，所述囊粒包括囊膜以及置于囊膜内的润滑物质，所述囊膜由磺化聚酰亚胺、二甲基二烯丙基氯化铵和硝酸铈铵经聚合反应而得到的；所述润滑物质为改性植物油、生物柴油、表面活性剂和多元醇非离子型乳化剂中的一种或多种。

本发明第二方面提供了一种前述所述的润滑剂组合物的制备方法，其中，该方法包括：将囊粒进行第一搅拌，再依次与分散剂和极压抗磨剂进行第二搅拌，再与消泡剂进行第三搅拌。

本发明第三方面提供了一种水基钻井液，其中，该水基钻井液含有前述所述的润滑剂组合物或者前述所述的制备方法制备得到的润滑剂组合物。

本发明第四方面提供了一种前述所述的水基钻井液在石油天然气钻井施工中的应用。

通过上述技术方案，采用本发明的技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下特点：