本發(fā)明涉及的是石油與天然氣鉆井技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種抗高溫環(huán)保型油基鉆井液降濾失劑。
背景技術(shù)：
油基鉆井液性能穩(wěn)定，具有抗高溫、潤(rùn)滑性好、抑制性強(qiáng)、腐蝕性小、抗污染能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，使其具有穩(wěn)定井壁和保護(hù)油氣層等作用，在高溫復(fù)雜地層的石油與天然氣鉆井中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。濾失造壁性作為油基鉆井液的基本性能，主要依靠降濾失劑來(lái)調(diào)控。通常應(yīng)用較多的油基鉆井液降濾失劑是瀝青類(lèi)產(chǎn)品，其主要化學(xué)組分為稠環(huán)芳烴，化學(xué)穩(wěn)定性高。雖然該類(lèi)產(chǎn)品具有較好的濾失造壁性，但由于稠環(huán)芳烴在自然環(huán)境中難以降解，對(duì)環(huán)境造成一定程度的污染；同時(shí)稠環(huán)芳烴是發(fā)射熒光的主體物質(zhì)(生熒團(tuán))，嚴(yán)重干擾巖屑熒光錄井。因此，瀝青類(lèi)產(chǎn)品作為油基鉆井液降濾失劑的應(yīng)用越來(lái)越受到制約。
隨著石油與天然氣鉆探的深度越來(lái)越深，地層溫度越來(lái)越高，這就對(duì)油基鉆井液降濾失劑耐溫性能提出了更高的要求；同時(shí)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格，要求油氣鉆探工作液的低毒環(huán)保性能要高。目前，環(huán)保性能較好的降濾失劑往往抗溫性能不高，對(duì)井壁微裂縫和孔隙的封堵性能不強(qiáng)，如疏水改性淀粉類(lèi)降濾失劑，抗溫不超過(guò)130℃；油溶性聚合物或預(yù)交聯(lián)聚合物降濾失劑最高耐溫150～180℃，改性褐煤類(lèi)降濾失劑耐溫也難于超過(guò)220℃。雖然改性瀝青類(lèi)和改性橡膠類(lèi)封堵降濾失劑耐溫可以達(dá)到240℃，封堵性能也較強(qiáng)，但兩者化學(xué)穩(wěn)定性較高，毒性較大，難以在環(huán)境條件下降解，對(duì)環(huán)境容易造成較大的污染。因此，研制一種耐溫240℃，同時(shí)環(huán)保性能良好、封堵性較強(qiáng)的油基鉆井液降濾失劑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
室內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，貝殼、海螺殼、海蠣子外殼等硬度高、脆性大，容易研磨粉碎至一定粒度，同時(shí)其化學(xué)成分主要是易溶于鹽酸的碳酸鹽，非常適合用作地層裂縫和孔隙的酸溶性橋堵材料；超細(xì)碳酸鈣、尤其是納米碳酸鈣粉末，鹽酸酸溶率接近100％，適合封堵泥頁(yè)巖納米級(jí)縫隙。只要將兩者進(jìn)行適當(dāng)表面改性，就可以用作油基鉆井液剛性橋堵降濾失劑材料。另外、海泡石、凹凸棒石、坡縷縞石等抗鹽土屬于可溶于土酸的礦物纖維，對(duì)地層裂縫的封堵作用較強(qiáng)，適合用作地層縫隙的可變形封堵材料；如果再配合具有環(huán)保性較好、耐溫性能較高的經(jīng)油溶改性的腐殖酸類(lèi)材料，可望制備出一種抗高溫、環(huán)保性能和封堵造壁性能良好的油基鉆井液降濾失劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供了一種抗高溫環(huán)保型油基鉆井液降濾失劑。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種抗高溫環(huán)保型油基鉆井液降濾失劑，由以下質(zhì)量份數(shù)的材料組成：海洋貝殼、螺殼類(lèi)材料10～30份、超細(xì)碳酸鈣10～20份、抗鹽土材料15～25份、紙纖維材料20～30份、有機(jī)褐煤材料30～60份。
進(jìn)一步，所述海洋貝殼、螺殼類(lèi)材料包括各種貝類(lèi)外殼、海螺殼、海蠣子外殼。
進(jìn)一步，所述海洋貝殼、螺殼類(lèi)材料研磨粉碎粒度為400～1000目范圍。
進(jìn)一步，所述海洋貝殼、螺殼類(lèi)材料，在30℃溫度下用15％wt鹽酸浸泡24h酸溶率大于80％wt。
進(jìn)一步，所述超細(xì)碳酸鈣粒度在800～1200目范圍。
進(jìn)一步，所述超細(xì)碳酸鈣材料，在30℃溫度下用15％wt鹽酸浸泡24h酸溶率大于95％wt。
進(jìn)一步，所述海洋貝殼、螺殼類(lèi)粉末和超細(xì)碳酸鈣粉末均需要進(jìn)行表面改性處理，具體方法是：首先配制陽(yáng)離子季銨鹽表面活性劑溶液，質(zhì)量百分比濃度為1％～2％，按照固液質(zhì)量比為1:(5～10)混合，攪拌均勻，靜置浸泡12～24h，除去上部液體后留下下部固體材料再進(jìn)行干燥、粉碎至過(guò)80目篩。
進(jìn)一步，所述抗鹽土材料為海泡石、凹凸棒石、坡縷縞石商用抗鹽土成品。
進(jìn)一步，所述抗鹽土材料，在30℃溫度下用標(biāo)準(zhǔn)土酸浸泡24h酸溶率大于80％wt。
進(jìn)一步，所述紙纖維材料為廢舊紙箱粉碎后的纖維顆粒，其粒徑范圍為0.38-0.83mm。
進(jìn)一步，所述抗鹽土材料和紙纖維材料均需要進(jìn)行表面改性處理，具體方法是：按照液固質(zhì)量比1:(100～200)用生物柴油均勻噴灑到抗鹽土材料和紙纖維材料中。
進(jìn)一步，所述有機(jī)褐煤是通過(guò)有機(jī)胺對(duì)褐煤進(jìn)行化學(xué)改性制備而成的產(chǎn)物，經(jīng)干燥、粉碎、過(guò)80目篩。
進(jìn)一步，所述有機(jī)胺可以是烷基醇胺、多乙烯多胺，如二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺、七乙烯八胺；也可以是長(zhǎng)鏈脂肪胺，如十二胺、十四胺、十六胺、十八胺。
進(jìn)一步，所述褐煤，腐殖酸干基含量不低于80％wt，其中黑腐殖酸占總腐殖酸的比例不低于60％wt。
本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明針對(duì)油基鉆井液，提供了一種抗高溫環(huán)保型降濾失劑，該降濾失劑抗溫達(dá)到240℃，環(huán)保性能好，封堵降濾失效果較高，有利于提高井壁的承壓能力，可以酸化解堵，有利于保護(hù)油氣層。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實(shí)施例1：
取海洋貝殼、螺殼類(lèi)材料10kg、超細(xì)碳酸鈣15kg、抗鹽土材料25kg、紙纖維材料20kg、有機(jī)褐煤材料50kg，機(jī)械混合均勻即為成品。
實(shí)施例2：
取海洋貝殼、螺殼類(lèi)材料15kg、超細(xì)碳酸鈣10kg、抗鹽土材料20kg、紙纖維材料25kg、有機(jī)褐煤材料60kg，機(jī)械混合均勻即為成品。
實(shí)施例3：
取海洋貝殼、螺殼類(lèi)材料20kg、超細(xì)碳酸鈣20kg、抗鹽土材料15kg、紙纖維材料30kg、有機(jī)褐煤材料40kg，機(jī)械混合均勻即為成品。
實(shí)施例4：
取海洋貝殼、螺殼類(lèi)材料30kg、超細(xì)碳酸鈣15kg、抗鹽土材料25kg、紙纖維材料20kg、有機(jī)褐煤材料30kg，機(jī)械混合均勻即為成品。
實(shí)施例的產(chǎn)品評(píng)價(jià)：
鉆井液配方：基液[用5#白油按照油水體積比80:20的比例與25％CaCl2水溶液混合]+3％有機(jī)土+6％主乳化劑+4％助乳化劑+1.5％潤(rùn)濕劑+2％堿度調(diào)節(jié)劑+加重劑+4％降濾失劑樣品或?qū)Ρ葮悠?瀝青降濾失劑)，配制成密度為1.8g/cm3的油包水乳化鉆井液。分別在180℃、200℃、220℃、240℃溫度下熱滾16h，然后在150℃、3.5MPa條件下測(cè)高溫高壓濾失量，測(cè)試結(jié)果列于表1中。
表1樣品高溫高壓濾失量測(cè)試結(jié)果(單位：mL)
表中空白樣品為沒(méi)有加入降濾失劑的鉆井液體系。從表中數(shù)據(jù)可以看出，隨著老化溫度升高，高溫高壓濾失量也隨之增大。與瀝青降濾失劑相比，實(shí)施例樣品具有明顯的降濾失效果，老化溫度高達(dá)240℃，仍然能控制鉆井液高溫高壓濾失量低于15mL。由此可見(jiàn)，本發(fā)明產(chǎn)品耐溫240℃，可以用于高溫深井油基鉆井液中。由于本發(fā)明產(chǎn)品組分皆為無(wú)毒或低毒、環(huán)保材料，不含有瀝青、橡膠等難以在環(huán)境中降解的組分，因此，可以作為抗高溫環(huán)保型油基鉆井液降濾失劑使用。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。