鉆井液用重晶石微粉及其濃縮液的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及鉆井液用重晶石微粉的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在鉆桿鉆進(jìn)地層時，鉆井液可平衡地層孔隙壓力防止地層坍塌。由于各油氣田的 地層孔隙壓力不同，因此用于調(diào)節(jié)地層孔隙壓力用的鉆井液的密度也需要不同。
[0003] 目前，在鉆井領(lǐng)域常采用重晶石作為加重劑來配置不同密度的鉆井液。
[0004] 在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：在窄安全密度 窗口下，即地層破裂壓力與地層孔隙壓力相關(guān)不大的情況下，為了有效控制當(dāng)量循環(huán)密度， 需要將鉆井液流變性調(diào)控到足夠低，因此需要大大減小鉆井液的粘度，鉆井液的粘度減小 易導(dǎo)致重晶石沉降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實施例提供了一種鉆井液用重晶石微粉及其濃 縮液的制備方法。所述技術(shù)方案如下：
[0006] -方面，提供了一種鉆井液用重晶石微粉的制備方法，所述方法包括：
[0007] 量取重晶石粉和表面改性材料，所述重晶石粉和所述表面改性材料的體積比為 100:0. 5 ~3. 5;
[0008] 將量取的所述重晶石粉和所述表面改性材料倒入球磨機中，并加入無水乙醇，攪 拌均勻，得混合物；
[0009] 將所述混合物在1000~1500轉(zhuǎn)/分鐘下，研磨4-6小時，得所述重晶石微粉。
[0010] 優(yōu)選，所述表面改性材料為硬脂酸。
[0011] 優(yōu)選，所述重晶石粉和所述表面改性材料的體積比為1〇〇: 2,所述重晶石粉和所述 無水乙醇的體積比為100:0. 8-2. 0。
[0012] 優(yōu)選，所述重晶石粉為API標(biāo)準(zhǔn)的重晶石粉。
[0013] 另一方面，一種鉆井液用重晶石微粉濃縮液的制備方法，所述方法包括：
[0014] 量取重晶石粉和表面改性材料，所述重晶石粉和所述表面改性材料的體積比為 100:0. 5 ~3. 5;
[0015] 將量取的所述重晶石粉和所述表面改性材料倒入球磨機中，加入液體介質(zhì)攪拌均 勻，得混合物；
[0016] 將所述混合物在1000~1500轉(zhuǎn)/分鐘下，研磨2-4小時，得所述重晶石微粉濃縮 液。
[0017] 優(yōu)選，所述表面改性材料為兩性離子聚合物降粘劑和/或磺化褐煤樹脂，所述液 體介質(zhì)為水。
[0018] 優(yōu)選，所述表面改性材料為硬脂酸、十二烷基二甲基芐基氯化銨和含錨基分散劑 中的至少一種，所述液體介質(zhì)為白油。
[0019] 優(yōu)選，所述重晶石粉和所述表面改性材料的體積比為100:2。
[0020] 優(yōu)選，所述重晶石粉為API標(biāo)準(zhǔn)的重晶石粉。
[0021] 優(yōu)選，加入的所述液體介質(zhì)的體積為所述重晶石粉體積的0.5~4. 5倍。
[0022] 本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：本發(fā)明實施例通過在重晶石 粉研磨過程中加入表面改性材料及無水乙醇，通過表面改性材料和無水乙醇的配合協(xié)同作 用，能夠?qū)⒅鼐鄯稚⒌馗泳鶆颍乐沽酥鼐墼谘心ミ^程中團(tuán)聚和沉降，從而制備 出粒徑小于10Um的重晶石微粉。重晶石微粉的粒徑越小，用于鉆井液時，懸浮在鉆井液中 所需要的剪切力就越小，即需要的鉆井液粘度越低，從而能更好的均勻分散在鉆井液中，降 低了鉆井液在動態(tài)或靜態(tài)時重晶石沉降的風(fēng)險。
【具體實施方式】
[0023] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面對本發(fā)明實施方式作進(jìn)一步 地詳細(xì)描述。
[0024] 1、本發(fā)明實施例中所用到的化學(xué)試劑及儀器：
[0025] 重晶石粉購買自廣州勝榮創(chuàng)新有限責(zé)任公司，為200目API標(biāo)準(zhǔn)重晶石粉；
[0026] 硬脂酸及兩性離子聚合物降粘劑購買自山東聚鑫化工有限公司，其中兩性離子聚 合物降粘劑為XY-27;
[0027] 磺化褐煤樹脂、十二烷基二甲基芐基氯化銨及白油購買自大港油田集團(tuán)油田化學(xué) 有限公司，其中磺化褐煤樹脂為SPNH，白油為5#白油；
[0028] 含錨基分散劑購自廣州凱奇實業(yè)有限公司。
[0029] 2、所用球磨機為WL-Ia型號，購買自天津日晟久源儀器設(shè)備有限公司。
[0030] 3、本發(fā)明實施例提供的制備方法介紹如下：
[0031] 方法1、一種鉆井液用重晶石微粉的制備方法，所述方法包括：
[0032] 步驟101:量取重晶石粉、表面改性材料和無水乙醇，所述重晶石粉和所述 表面改性材料的體積比為100:0. 5~3. 5,所述重晶石粉和所述無水乙醇的體積比為 100:0. 8-2. 0 ；
[0033] 無水乙醇會吸附到重晶石粉的表面，使其表面吉布斯自由能降低，進(jìn)而有效地抑 制晶體的生長，從而達(dá)到對重晶石粉體分散的效果。而且，由于無水乙醇具有較強的揮發(fā) 性，在球磨過程中，其會逐漸揮發(fā)至在重晶石粉內(nèi)的含量為〇,即起到了分散重晶石粉的效 果，又不會在重晶石粉內(nèi)引入不必要的物質(zhì)，且無需專門的工藝來去除，使得在其與表面改 性材料的協(xié)同作用下，重晶石粉得到高度分散，研磨成為粒徑小于10Um的粉體。例如，該 粒徑可為9ym、7ym_5ym之間。
[0034] 優(yōu)選，所述表面改性材料為硬脂酸；
[0035] 優(yōu)選，所述重晶石粉為API標(biāo)準(zhǔn)的重晶石粉，以保證硫酸鋇的純度大于95%。
[0036] 步驟102:將量取的所述重晶石粉和所述表面改性材料倒入球磨機中，攪拌均勻， 得混合物；
[0037] 步驟103:將所述混合物在1000~1500轉(zhuǎn)/分鐘下，研磨4-6小時，得所述重晶 石微粉。
[0038] 方法2、一種鉆井液用重晶石微粉濃縮液的制備方法，所述方法包括：
[0039] 步驟201:量取重晶石粉和表面改性材料，所述重晶石粉和所述表面改性材料的 體積比為100:0. 5~3. 5 ;
[0040] 步驟202:將量取的所述重晶石粉和所述表面改性材料倒入球磨機中，加入液體 介質(zhì)攪拌均勻，得混合物；
[0041] 優(yōu)選，所述液體介質(zhì)為水，所述表面改性材料為兩性離子聚合物降粘劑或磺化褐 煤樹脂；所述液體介質(zhì)為白油，所述表面改性材料為硬脂酸、十二烷基二甲基芐基氯化銨和 含錨基分散劑中的至少一種。其中，液體介質(zhì)可以根據(jù)鉆井液的性質(zhì)選擇，油基鉆井液選 擇白油，水基鉆井液選擇水，液體介質(zhì)的用量可以根據(jù)需要添加，為了增加研磨效率，加入 的所述液體介質(zhì)的體積為所述重晶石粉體積的0. 5~4. 5倍。
[0042] 優(yōu)選，所述重晶石粉為API標(biāo)準(zhǔn)的重晶石粉。步驟203:將所述混合物在1000~ 1500轉(zhuǎn)/分鐘下，研磨2-4小時，得所述重晶石微粉濃縮液。
[0043] 為了將重晶石微粉分散的更加均勻，在制備重晶石微粉濃縮液時，對步驟202中 的混合物進(jìn)行超聲分散能夠達(dá)到有效分散重晶石微粉的目的，利于制備得到粒徑更小的重 晶石微粉。
[0044] 4、本發(fā)明實施例提供的重晶石微粉及重晶石微粉濃縮液的使用方法：
[0045] ( 1)重晶石微粉的使用方法：與API重晶石加重方法一樣。
[0046] (2)重晶石微粉濃縮液的使用方法：以濃縮液直接配置鉆井液，在其中補充相關(guān)的 鉆井液處理劑即可，可以適當(dāng)減少增粘劑和提切劑的量。
[0047] 實施例1~3
[0048] 按上述方法1制備重晶石微粉，其中各工藝參數(shù)如表1所示。
[0049] 表1實施例1~3具體參數(shù)及所得重晶石微粉的粒徑
【主權(quán)項】
1. 一種鉆井液用重晶石微粉的制備方法，其特征在于，所述方法包括： 量取重晶石粉和表面改性材料，所述重晶石粉和所述表面改性材料的體積比為 100:0. 5 ~3. 5 ; 將量取的所述重晶石粉和所述表面改性材料倒入球磨機中，并加入無水乙醇，攪拌均 勻，得混合物； 將所述混合物在1000~1500轉(zhuǎn)/分鐘下，研磨4-6小時，得所述重晶石微粉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液用重晶石微粉的制備方法，其特征在于，所述表面改 性材料為硬脂酸和/或硬脂酸鈉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆井液用重晶石微粉的制備方法，其特征在于，所述重 晶石粉和所述表面改性材料的體積比為100:2,所述重晶石粉和所述無水乙醇的體積比為 100:0. 8-2. 0。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆井液用重晶石微粉的制備方法，其特征在于，所述重晶 石粉為API標(biāo)準(zhǔn)的重晶石粉。
5. -種鉆井液用重晶石微粉濃縮液的制備方法，其特征在于，所述方法包括： 量取重晶石粉和表面改性材料，所述重晶石粉和所述表面改性材料的體積比為 100:0. 5 ~3. 5 ; 將量取的所述重晶石粉和所述表面改性材料倒入球磨機中，加入液體介質(zhì)攪拌均勻， 得混合物； 將所述混合物在1000~1500轉(zhuǎn)/分鐘下，研磨2-4小時，得所述重晶石微粉濃縮液， 所述重晶石微粉濃縮液中的重晶石微粉的粒徑小于10微米。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的重晶石微粉濃縮液的制備方法，其特征在于，所述表面改性 材料為兩性離子聚合物降粘劑和/或磺化褐煤樹脂，所述液體介質(zhì)為水。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的重晶石微粉濃縮液的制備方法，其特征在于，所述表面改性 材料為硬脂酸、十二烷基二甲基芐基氯化銨和含錨基分散劑中的一種或二種，所述液體介 質(zhì)為白油。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項權(quán)利要求所述的重晶石微粉濃縮液的制備方法，其特征在 于，所述重晶石粉和所述表面改性材料的體積比為100:2。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的重晶石微粉濃縮液的制備方法，其特征在于，所述重晶石 粉為API標(biāo)準(zhǔn)的重晶石粉。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項權(quán)利要求所述的重晶石微粉濃縮液的制備方法，其特征 在于，加入的所述液體介質(zhì)的體積為所述重晶石粉體積的0. 5~4. 5倍。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉆井液用重晶石微粉及其濃縮液的制備方法，屬于鉆井技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括：量取重晶石粉和表面改性材料，所述重晶石粉和所述表面改性材料的體積比為100:0.5～3.5；將量取的所述重晶石粉和所述表面改性材料倒入球磨機中，并加入無水乙醇，攪拌均勻，得混合物；將所述混合物在1000～1500轉(zhuǎn)/分鐘下，研磨4-6小時，得所述重晶石微粉。本發(fā)明通過在重晶石粉研磨過程中加入表面改性材料，制備出粒徑小于10μm的重晶石微粉。重晶石微粉的粒徑越小，用于鉆井液時，懸浮在鉆井液中所需要的剪切力就越小，即需要的鉆井液粘度越低，從而能更好的均勻分散在鉆井液中，降低了鉆井液在動態(tài)或靜態(tài)時重晶石沉降的風(fēng)險。
【IPC分類】C09C1-02, C09C3-08, C09K8-16, C09C3-10, C09K8-03, C09C3-04
【公開號】CN104745153
【申請?zhí)枴緾N201310751628
【發(fā)明人】王建華, 楊海軍, 王立輝, 李爽, 孫明昊, 劉進(jìn)京, 馮杰
【申請人】中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月31日