保護油氣層低毒油基微泡鉆井液的制作方法
【技術(shù)領域】：
[0001] 本發(fā)明涉及油田鉆井工程中的一種作業(yè)液，具體地說，是一種可用于低壓易漏地 層的、具有環(huán)保特性的保護油氣層低毒油基微泡鉆井液。
【背景技術(shù)】：
[0002] 對于低壓儲層的鉆探和開發(fā)，最理想的鉆井液為泡沫鉆井液。早在上世紀50年 代，國外就認識到泡沫密度小，具有較強的清除和攜帶巖屑能力，泡沫應用于鉆井過程可以 提高機械鉆速、減少卡鉆次數(shù)、降低鉆頭消耗和所需功率。目前常規(guī)的泡沫鉆井液都是以水 相為連續(xù)介質(zhì)，依靠發(fā)泡劑的作用，通過與空氣混合來降低密度形成的泡沫或微泡，如專利 CN200410021014. 8、CN200410013232. 7 以及CN200710113558. 0 等，但是水基泡沫存在著以 下不足：
[0003] (1)水基泡沫都是以水相為連續(xù)介質(zhì)，由于基液密度高，體系密度的降低程度受客 觀條件的限制，特別是在一些低壓深井地區(qū)，鉆井液穩(wěn)定性受到較大的影響，
[0004] ⑵水基泡沫的穩(wěn)定性受高礦化水破壞明顯，在水敏性強的低壓、高含鹽儲層，由 于泡沫破裂容易造成泥頁巖水化膨脹，限制了該技術(shù)的應用。
[0005] 油基微泡鉆井液技術(shù)是新興的鉆井技術(shù)，具有以下優(yōu)點：
[0006] (1)含水量較低，減少了體系中乳化水滴的濃度，可降低塑性粘度。
[0007] ⑵熱穩(wěn)定性好，易于維護。
[0008] (3)抗鹽能力較強。
[0009] (4)相比水基泡沫鉆井液，更有利于保護油氣層。
[0010] 油基泡沫鉆井是一種很有潛力的鉆井方法，可以解決常規(guī)水基泡沫鉆井遇到的由 于水化作用引發(fā)的井漏、井壁坍塌、卡鉆等復雜問題。
[0011] 油基微泡鉆井液的應用范圍：
[0012] (1)能量衰竭的低壓、超低壓地層。
[0013] (2)蒙脫石含量較高的水敏性地層。
[0014] (3)高含鹽地層。
[0015] (4)軟、硬脆性泥頁巖等易坍塌地層。
[0016] (5)地層溫度較高的深井鉆井。
[0017] 從現(xiàn)有的泡沫技術(shù)發(fā)展程度看，由于油具有較低的表面張力，本身對泡沫具有一 定消泡作用，因此泡沫的生成和穩(wěn)定是目前油基微泡鉆井液面臨的主要難題。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0018] 本發(fā)明的目的要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有泡沫技術(shù)的不足，提供一種可應用于 低壓碳酸鹽儲層、泥頁巖儲層及含鹽層等石油鉆井作業(yè)中的，具有低密度、強抑制性且泡沫 穩(wěn)定性好的保護油氣層低毒油基微泡鉆井液。
[0019] 本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：
[0020] 該保護油氣層低毒油基微泡鉆井液包括如下重量份配比的原料：
[0021]
[0022] 本發(fā)明的目的還可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：
[0023] 所述的基油由低毒的礦物油（如白油）、a-烯烴、氣質(zhì)油中的一種或一種以上以 任意配比組合而成。
[0024] 所述的水為蒸餾水或不高于10000mg/L礦化度的礦化水。
[0025] 所述的油基發(fā)泡劑是按照長鏈烷基脂肪鈣鹽或比長鏈烷基脂肪鈣鹽更高價離子 鹽：烷基硅油=1 :〇. 2~0. 5摩爾配比混合的混合物。
[0026] 所述的有機膨潤土是由蒙脫石類粘土礦物經(jīng)長碳鏈烷基季銨鹽改性而得；所述的 長碳鏈烷基季銨鹽中碳鏈的碳數(shù)為C12、C14、C16、C18中的一種或一種以上以任意配比組 合而成。
[0027] 所述的增粘劑是含有非磺化的熱塑性聚合物；所述的非磺化熱塑性聚合物是橡 膠、乙丙共聚物、聚氨酯預聚體、丁苯膠乳中的一種或一種以上以任意配比組合而成；所述 橡膠是順丁橡膠、氯丁橡膠、聚丁二烯橡膠中的一種或一種以上以任意配比組合而成。
[0028] 所述乳化劑是失水山梨醇脂肪酸酯、長碳鏈脂肪酸酰胺、聚烯烴羧酸酯中的一種 或一種以上以任意配比組合而成；所述長碳鏈脂肪酸酰胺是按照環(huán)烷酸、硬脂酸或油酸： 單乙醇胺或二乙醇胺=I:1. 1~1. 2摩爾配比，在反應溫度為170°C~180°C、反應時間為 6-8小時條件下的酰胺化產(chǎn)物。
[0029] 下面就各組分作詳細說明：
[0030] (1)基油
[0031] 基油在油基微泡鉆井液作為連續(xù)相，因為柴油的生物毒性高，隨著環(huán)境保護意識 的增強，使用低毒的礦物油（如白油）、合成基，如a-烯烴、氣質(zhì)油等的一種或一種以上組 成，該類基油芳烴含量低，對海洋生物低毒或無毒，能夠滿足現(xiàn)場環(huán)境以及安全使用要求；
[0032] (2)水
[0033] 少量的水在油基泡沫體系中作為分散相，起到調(diào)控鉆井液流變參數(shù)的作用，可增 加體系粘度，有利于提高泡沫的穩(wěn)定性。本發(fā)明的水為蒸餾水或不高于l〇〇〇〇〇mg/L礦化度 的礦化水。
[0034] (3)油基發(fā)泡劑
[0035] 油基發(fā)泡劑是長鏈的烷基脂肪鈣鹽或者是更高價離子鹽和烷基硅油以一定比例 混合的混合物，上述一定比例是指：長鏈的烷基脂肪I丐鹽或更1?價尚子鹽：烷基硅油=1 : 0. 2~0. 5摩爾。
[0036] (4)有機膨潤土
[0037] 在油基微泡鉆井液中，有機土主要用于提高粘度和切力，并起降濾失作用，還有利 于提高泡沫的穩(wěn)定性。有機膨潤土是由蒙脫石類粘土礦物經(jīng)長碳鏈烷基季銨鹽等表面活性 劑插層改性而得。上述長碳鏈的烷基季銨鹽中的碳鏈的碳數(shù)為C12、C14、C16、C18中的一 種或一種以上組成。
[0038] (5)增粘劑
[0039] 增粘劑用于提高鉆井液粘度和切力，同時可以降低鉆井液的濾失量，并可以提高 泡沫穩(wěn)定性。以往油基增粘劑常用浙青類產(chǎn)品作為增粘劑，容易引起油藏巖石潤濕反轉(zhuǎn)，由 于其加量高達5~10%以上，使得鉆井液塑性粘度高，導致機械鉆速較低，為了減少增粘劑 加量，提高機械鉆速，本發(fā)明的增粘劑是含有非磺化的熱塑性聚合物。該非磺化熱塑性聚合 物可含有一種或一種以上的下列聚合物：橡膠、乙丙共聚物、聚氨酯預聚體、丁苯膠乳等。其 中，橡膠可含有一種或一種以上的下列聚合物：順丁橡膠、氯丁橡膠、聚丁二烯橡膠。上述各 種橡膠的顆粒較大，在基油中的溶解速度較慢，為了提高其溶解速度，如有可能最好使用其 液態(tài)廣品。
[0040] (6)乳化劑
[0041] 為了使基油和少量的水充分乳化，形成穩(wěn)定的油包水乳化液，并且防止地層中的 水侵入鉆井液中，影響鉆井液的性能，油基微泡鉆井液中需要加入一定量的乳化劑。用于 本發(fā)明油基微泡鉆井液中的乳化劑是可由失水山梨醇脂肪酸酯、長碳鏈脂肪酸酰胺、聚烯 烴羧酸酯中的一種或一種以上組成。上述長碳鏈脂肪酸酰胺是由環(huán)烷酸、硬脂酸、油酸等和 單乙醇胺、二乙醇胺在一定條件下的酰胺化產(chǎn)物，該一定的條件是指酸和胺的摩爾比例為 1:1. 1~L2、反應溫度為170°C~180°C、反應時間6-8小時。
[0042] 保護油氣層低毒油基微泡鉆井液的配制方法：
[0043] 用于以下非限定性實施例的保護油氣層低毒油基微泡鉆井液按如下重量份配比 的原料和步驟制?。?br>[0044] a，70_95份低毒的礦物油（白油）、a-烯烴或者氣質(zhì)油中的一種；
[0045] b，5~30份蒸餾水或者不高于100000mg/L礦化度的礦化水；
[0046] c，1. 0~3. 0份的油基發(fā)泡劑（長鏈的烷基脂肪鈣鹽或更高價離子鹽：烷基硅油 =1 :0? 2 ~0? 5 摩爾）；
[0047] d，2-5份的蒙脫石季銨鹽改性的有機膨潤土；
[0048]e，0. 2~2. 0份的增粘劑（順丁橡膠、乙丙共聚物、聚氨酯預聚體、丁苯膠乳等非磺 化的熱塑性聚合物中的一種或一種以上組成）；
[0049] f，1. 0~3. 0份的乳化劑（失水山梨醇脂肪酸酯、長碳鏈脂肪酸酰胺、聚烯烴羧酸 酯中的一種或一種以上組成）；
[0050] 在攪拌杯中依次加入組分a、b、f和d，水浴加熱到50°C，500~700轉(zhuǎn)