[发明专利]一种超高密度环保型气制油合成基钻井液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超高密度环保型气制油合成基钻井液，包括如下各组分：气制油按质量体积计为57％‑74％，20wt％‑32wt％氯化盐水溶液按质量体积份数计为6.3％‑37.8％，有机土按质量体积比计为1.5％‑3％、乳化剂按质量体积比计为3％‑6％、氧化钙按质量体积比计为2％‑5％、第一降滤失剂按质量体积比计为2％‑4％、第二降滤失剂按质量体积比计为1.5％‑3.5％和重晶石按密度要求。本发明所制备的超高密度环保型气制油合成基钻井液，最高密度可达到2.6g/cm³，在该高密度情况下具有较好的抗温性、携岩性、沉降稳定性；且该超高密度环保型气制油合成基钻井液具有良好的滤失造壁性，高温高压滤失量≤1.5mL，滤饼厚度在1.5mm以内。

技术领域

本发明涉及一种钻井液，尤其是指一种超高密度环保型气制油合成基钻井液及其制备方法。

背景技术

随着浅部地层石油资源的可开采量日益减少，石油开发向深部地层发展，深井、超深井钻探数量不断增加。深井、超深井井下温度和压力高，钻井过程中存在高密度钻井液流变性及滤失造壁性难以控制，地层结构复杂易钻遇高压油气层、膏泥岩和盐水层，易导致井塌、卡钻等技术难题。

常规水基钻井液表现出摩阻大、井眼净化难、井壁失稳、高密度下流变性难控制等问题，油基钻井液能较好解决水基钻井液存在的弊端，但以柴油或白油等为基础油的常规油基钻井液存在高温破乳、重晶石沉淀、流变性差、污染环境以及难于降解等问题。

随着环境保护与高温深层复杂油气层勘探开发需求矛盾的日益突出，发展高密度环保型气制油合成基钻井液技术成为兼顾环境保护与保障复杂地层油气安全高效开发的重要技术保障之一。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种超高密度环保型气制油合成基钻井液及其制备方法，该气制油合成基钻井液在高温高压情况下具有良好的流变性能，满足深井和超深井对钻井液密度的需求，满足各区域的环保要求，以解决常规油基钻井液存在的环保性差以及高密度条件下流变性及滤失造壁性调控困难等问题。

为了实现上述的目的，本发明提供了一种超高密度环保型气制油合成基钻井液，包括如下各组分：气制油按质量体积计为57％-74％，20wt％-32wt％氯化盐水溶液按质量体积份数计为6.3％-37.8％，有机土按质量体积比计为1.5％-3％、乳化剂按质量体积比计为3％-6％、氧化钙按质量体积比计为2％-5％、第一降滤失剂按质量体积比计为2％-4％、第二降滤失剂按质量体积比计为1.5％-3.5％和重晶石按密度要求。

其中，所述“质量体积比”是指添加处理剂(包括有机土、乳化剂、氧化钙、第一降滤失剂、第二降滤失剂及重晶石)的质量与所述气制油和所述氯化盐水溶液的总体积的百分比值，其中当处理剂的质量以“g”作为单位时，相对应的体积单位为“mL”。

进一步地，其中气制油基于其特殊的组分构成，几乎不含硫和多环芳香烃，苯胺点高，生物降解性好，在环保性方面具有天然优势；同时气制油的运动粘度低，有助于降低钻井液的当量循环密度，购自MI公司；所述气制油作为基础油，在钻井液体系中作为一个非极性的连续相，其主要功用是防止钻井液与地层间发生的极性反应。

进一步地，其中所述氯化盐水溶液为氯化钙水溶液或氯化钠水溶液，其用于降低钻井液中水相活度，使得该钻井液在黏土中不易水化。

进一步地，其中所述有机土由水、膨润土、碳酸钠、十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐和三甲基十八烷基溴化铵组成；所述水、膨润土、碳酸钠、十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐和三甲基十八烷基溴化铵的质量比为100：10：(0.5-1.2)：(0.1-9)：(0.05-10)；所述有机土的含水率小于2％；其符合钻井液有机土Q/GWDC 0073-2017的技术要求，该有机土的作用是增加钻井液的粘度，并提高其动切力。

进一步地，其中所述膨润土为喀左膨润土，其蒙脱石含量为98％。

进一步地，其中所述有机土通过如下步骤制得：