全油基鉆井液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種全油基鉆井液及其制備方法，適用于非常規(guī)的低壓低滲、水敏性 且水相活度差異大W及易造成固相損害地層油氣藏的鉆完井工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油儲(chǔ)量的不斷減少且開采困難，世界各國紛紛加大了對(duì)復(fù)雜地層油氣資源 勘探開發(fā)的投入，開發(fā)新的油藏已經(jīng)成為當(dāng)今各大石油公司發(fā)展的迫切要求。目前國內(nèi)外 的油田，尤其是國內(nèi)大油田相繼進(jìn)入了開發(fā)后期，逐漸開始動(dòng)用一些低壓低滲油藏、水敏性 且水相活度差異大W及固相損害嚴(yán)重的地層油氣藏的勘探開發(fā)。運(yùn)些油氣藏的開采難度 大，對(duì)鉆井液密度要求高。為了防止鉆井液漏失W及保護(hù)油氣層，經(jīng)常需要鉆井液的密度低 于1.0g/cm3。目前滿足運(yùn)一需要的體系都是W氣體、油相為密度減輕劑。充氣鉆井液或泡 沫鉆井液由于其存在諸多不足，并具有可壓縮性，脈沖信號(hào)衰減嚴(yán)重，鉆水平井、大位移井 需要使用MWD時(shí)限制了其使用。在低壓低滲儲(chǔ)層中，常規(guī)油基鉆井液中或多或少含乳化水， 乳化水滴的存在會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)層發(fā)生較為嚴(yán)重的水鎖。
[0003] 油基鉆井液具有較強(qiáng)的防塌抑制性、潤滑性和良好的儲(chǔ)層保護(hù)性能，尤其可滿足 強(qiáng)水敏及高溫、超高溫地層，或者需要鉆大位移特殊井及海上水平井等特殊轉(zhuǎn)鉆井需要。常 規(guī)的油基鉆井液一般為油包水乳化鉆井液，其中的水相常用氯化巧鹽水W平衡地層水活 度，防止水侵，油包水乳化鉆井液（水相含量為10%~40%)具有潤滑性能優(yōu)良、抑制性 強(qiáng)、井壁穩(wěn)定性和抗溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，目前雖然得到廣泛應(yīng)用，但仍存在一定不足，例如鉆 井液含有大量乳化水滴，塑性黏度高，影響機(jī)械鉆速，并造成儲(chǔ)層乳化液滴堵塞；為保持油 包水乳液的穩(wěn)定性，使用了大量乳化劑，會(huì)導(dǎo)致巖石表面由親水變?yōu)橛H油，造成儲(chǔ)層損害； 鉆井液水相活度很難通過隨時(shí)調(diào)節(jié)W平衡不同易塌地層中水的活度，因此不能確保各種易 塌地層不引起水化而使井壁失穩(wěn)等。因此不適合非常規(guī)的低壓低滲、水敏性強(qiáng)且水相活度 差異大W及易造成固相損害地層油氣藏的鉆完井工藝。而無水無粘±全油基鉆井液不含 水，乳化劑用量少，還無需考慮鉆井液水相活度與地層水活度的平衡問題，因而全油基鉆井 液除具有油包水乳化鉆井液的優(yōu)點(diǎn)外，還克服了上述不足。可用于易塌地層、鹽膏層，特別 是水相活度差異較大的地層，W及能量衰竭的低壓地層和海洋深水鉆井。
[0004] 目前針對(duì)運(yùn)方面的研發(fā)，由于不能解決攜巖的問題，大多是含粘±的全油基鉆井 液，如CN101215461報(bào)道了一種全油合成基鉆井液，使用的乳化劑為長(zhǎng)碳鏈脂肪酸酷胺、長(zhǎng) 碳鏈烷基苯橫酸巧、聚締控簇酸醋中的一種或多種的混合物，盡管具有低毒、環(huán)保、對(duì)儲(chǔ)層 傷害小等優(yōu)點(diǎn)，但其含有有機(jī)±，易造成固相損害，并且制備成本高，限制了其推廣使用。偶 見無粘±的全油基鉆井液的報(bào)道，但其體系的抗水侵和鹽侵的能力較差，也限制了其推廣 使用。隨著現(xiàn)有油田儲(chǔ)量日益下降，并且新探區(qū)的開采會(huì)遇到各種復(fù)雜地層及環(huán)境，急需進(jìn) 行滿足低壓低滲油藏、水敏性強(qiáng)且水相活度差異大W及固相損害嚴(yán)重的地層油氣藏勘探開 發(fā)的全油基鉆井液體系，本發(fā)明所述的正是運(yùn)種情況下，適合于此類地層的全油基鉆井液。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是現(xiàn)有技術(shù)中油基鉆井液中乳化液滴及有機(jī)± 顆粒造成非常規(guī)的低壓低滲、水敏性強(qiáng)且水相活度差異大W及易造成固相損害地層的損 害問題，提供一種全油基鉆井液可解決此問題，滿足此類地層油氣藏常規(guī)鉆井、大位移特殊 井、海上水平井等特殊需要。
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種與解決技術(shù)問題之一相對(duì)應(yīng)的全油 基鉆井液的制備方法。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種全油基鉆井液，包 括W下組分： 陽00引 （1) 100份的基油；
[0009] (2)包括主乳化劑和輔助乳化劑的復(fù)合乳化劑不少于0. 5份，W所含主乳化劑和 輔助乳化劑的質(zhì)量計(jì)；
[0010] (3)0. 1~5份的增粘劑；
[0011] (4) 0. 5~5份的降濾失劑；
[0012] 巧)0~5份的堿性物質(zhì)；
[0013] 其中，所述主乳化劑選自通式（I)所示結(jié)構(gòu)中的至少一種，輔助乳化劑選自通式 (II )所示結(jié)構(gòu)中的至少一種；W質(zhì)量計(jì)，所述主乳化劑與輔助乳化劑的比例滿足0 <輔助 乳化劑：主乳化劑《1;
[0014]
陽〇1引通式中，Ri為含C S~C 3。飽和或不飽和控基，R 2為氨或者R 3〔0, Rs為C S~C 3。飽和 或不飽和的控基，X = 1~10，y = 1~40，z = 0~40化為Cy~〇25脂肪控基，Rs和Re均 獨(dú)立選自H、Cz~C 4的徑烷基中的一種。
[0016] 上述技術(shù)方案中，所述復(fù)合乳化劑的加量，W所含主乳化劑和輔助乳化劑的質(zhì)量 計(jì)，優(yōu)選為0. 5~5份；Ri、Rs優(yōu)選為C 11~C 23的飽和或不飽和控，或C 11~C 23的飽和控和不 飽和控的混合控基，Ri、R3更優(yōu)選為碳原子數(shù)為^ -、十立、十五、十屯、十九、二^-的飽和 控或不飽和控基，或十一、十=、十五、十屯、十九、二十一的飽和控和不飽和控的混合控基； X優(yōu)選為2~6,更優(yōu)選為2或3巧優(yōu)選為1~20,更優(yōu)選為1~10 ;z優(yōu)選為0~30,更優(yōu) 選為0~20 ;所述Ra優(yōu)選為C U~C 23飽和控基或不飽和控基；R 5和R 6均獨(dú)立優(yōu)選為H、徑 乙基、徑丙基中的一種，進(jìn)一步優(yōu)選為Re和Re均獨(dú)立優(yōu)選為H、徑乙基中的一種，更優(yōu)選為 Rs和Re共同優(yōu)選為H、徑乙基中的一種。
[0017] 上述技術(shù)方案中，所述基礎(chǔ)油優(yōu)選為白油、合成油、液體石蠟中的一種或一種W上 的混合物；堿性物質(zhì)優(yōu)選為氧化巧粉末；增粘劑優(yōu)選為順下橡膠、下苯橡膠、乙丙橡膠、聚 甲基丙締酸烷基醋中的一種或一種W上的混合物；降濾失劑優(yōu)選為長(zhǎng)鏈有機(jī)胺改性的腐植 酸，鏈長(zhǎng)優(yōu)選為。2、Cie、Cis。
[0018] 上述技術(shù)方案中，所述主乳化劑可W進(jìn)一步優(yōu)選自（I)所示結(jié)構(gòu)中的兩種或兩種 W上的混合物。
[0019] 上述技術(shù)方案中，所述輔助乳化劑可W進(jìn)一步優(yōu)選自（II )所示結(jié)構(gòu)中的兩種或 兩種W上的混合物。
[0020] 上述技術(shù)方案中，W質(zhì)量計(jì)，所述主乳化劑與輔助乳化劑的比例最優(yōu)選為輔助乳 化劑：主乳化劑=1: (2~10)。
[0021] 上述技術(shù)方案中，所述輔助乳化劑可進(jìn)一步優(yōu)選自月桂酸酷胺、肉豆違酸酷胺、棟 桐酸酷胺、棟桐締酸酷胺、油酸酷胺、亞油酸酷胺、亞麻酸酷胺、硬脂酸酷胺、月桂酸單乙醇 酷胺、肉豆違酸單乙醇酷胺、棟桐酸單乙醇酷胺、棟桐締酸單乙醇酷胺、油酸單乙醇酷胺、亞 油酸單乙醇酷胺、亞麻酸單乙醇酷胺、硬脂酸單乙醇酷胺中的一種或二種W上的混合物；還 可W進(jìn)一步優(yōu)選為包含上述脂肪酸酷胺或脂肪酸單乙醇酷胺的混合物，例如但不限定由本 領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的植物油脂或生物柴油為原料與相應(yīng)的酷胺化試劑進(jìn)行酷胺化反應(yīng) 而得到的植物油酸酷胺、植物油酸單乙醇酷胺或植物油酸二乙醇酷胺。
[0022] 上述技術(shù)方案中，所述輔助乳化劑的制備方法可W是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的任 意一種，可W是此前文獻(xiàn)公開的公知的制備方法中的任意一種。
[0023] 本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵是乳化劑的選擇，所有聚合物例如下苯橡膠、乙丙橡膠、聚甲基 丙締酸烷基醋都是本領(lǐng)域常用的物質(zhì)，各種聚合物優(yōu)選為數(shù)均分子量1~1000萬，更優(yōu)選 為數(shù)均分子量1~100萬。聚甲基丙締酸烷基醋優(yōu)選聚甲基丙締酸~C IS烷基醋。
[0024] 本發(fā)明還可W包括本領(lǐng)域常用油基鉆井液助劑，例如潤濕劑、加重劑、殺菌劑等。
[0025] 上述技術(shù)方案中，所述全油基鉆井液更優(yōu)選不包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的油基 鉆井液常用組分有機(jī)±。
[00%] 上述技術(shù)方案中，所述主乳化劑可W進(jìn)一步優(yōu)選自（I)所示結(jié)構(gòu)中的兩種W上的 混合物，可起到較好的協(xié)同作用。
[0027] 上述技術(shù)方案中，所述輔助乳化劑可W進(jìn)一步優(yōu)選自（II )所示結(jié)構(gòu)中的兩種W 上的混合物，可起到較好的協(xié)同作用。
[0028] 上述技術(shù)方案中，所述全油基鉆井液，W所含油相和水相體積總體積計(jì)，更優(yōu)選包 括0-10 %的水。
[0029] 為解決上述技術(shù)問題之二，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0030] 一種全油基鉆井液的制備方法，包括W下步驟： 陽0川 （a) RiCONH(CHz) XNR2CH2CH2OH (即脂肪酷基徑乙基二胺）的制備 陽0巧在堿性催化劑存在下RiC00CH3(即脂肪酸甲醋）與畑2(CH2)x畑邸2邸2地（即徑乙基 二胺）在80~220°C的溫度下反應(yīng)2~24小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后優(yōu)選減壓蒸饋除去未反應(yīng)的原 料和生成的甲醇得到所述脂肪酷基徑乙基二胺。其中，脂肪酸甲醋與徑乙基二胺的摩爾比 為優(yōu)選1:0. 1~6。所述的堿性催化劑優(yōu)選氨氧化鐘、氨氧化鋼；所述催化劑用量?jī)?yōu)選占脂 肪酸甲醋質(zhì)量的0.0 l~10%。 陽〇3引 化)RiCONH(CHz)XNRz(CHzCHzO)Y-(C肥C肥H3〇)zH(即脂肪酷基二胺聚氧締酸）的制 備：
[0034] 在堿性催化劑存在下，步驟（a)所合成的脂肪酷基徑乙基二胺與所需的環(huán)氧乙燒 或環(huán)氧丙烷在反應(yīng)溫度為80~180°C，壓力小于0. SOMPa表壓條件下進(jìn)行反應(yīng)得到所述的 脂肪酷基二胺聚氧締酸。所述堿性催化劑優(yōu)選氨氧化巧、氧化巧中的至少一種。催化劑用 量?jī)?yōu)選為脂肪酷基徑乙基二胺質(zhì)量的0