無粘土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)及一種無粘±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] 隨著石油儲量的不斷減少且開采困難，世界各國紛紛加大了對復(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，脈沖信號衰減嚴(yán)重，鉆水平井、大位移井 需要使用MWD時限制了其使用。在低壓低滲儲層中，常規(guī)油基鉆井液中或多或少含乳化水， 乳化水滴的存在會導(dǎo)致儲層發(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，會導(dǎo)致巖石表面由親水變?yōu)橛H油，造成儲層損害； 鉆井液水相活度很難通過隨時調(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?？捎糜谝姿貙?、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報道了一種全油合成基鉆井液，使用的乳化劑為長碳鏈脂肪酸酷胺、長 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、對儲層 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)有油田儲量日益下降，并且新探區(qū)的開采會遇到各種復(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)的無粘±全油基鉆井液體系，本發(fā)明所述的正是運(yùn)種情況下，適合于此類地層的無粘± 全油基鉆井液。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]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，提供一種無粘±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)問題之一相對應(yīng)的無粘 ±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：一種無粘±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；
[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，輔助乳化劑選自多元 醇型非離子表面活性劑中的至少一種；W質(zhì)量計，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（I)中Rl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。
[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，優(yōu)選為0. 5~5份；Ri、Rs優(yōu)選為C11~C 23的飽和或不飽和控，或C11~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 ;所述多元醇型非離子表面活性劑選自多徑基化合物與高碳脂肪酸或高碳脂肪 酸醋反應(yīng)形成的醋；所述多徑基化合物指的是徑基數(shù)量為兩個W上的多元醇，所述多徑基 化合物選自Cz~C 1。的多元醇或C 2~C 1。的多元醇酢，更優(yōu)選為乙二醇、丙二醇、丙S醇、下 二醇、下締二醇、、下=醇、下四醇、山梨醇、山梨醇酢中的至少一種；所述高碳脂肪酸優(yōu)選自 ~〇24的脂肪酸，更優(yōu)選為月桂酸、肉豆違酸、棟桐酸、棟桐締酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞 麻酸中的一種或兩種W上的混合物，所述高碳脂肪酸醋優(yōu)選自月桂酸甲醋、肉豆違酸甲醋、 棟桐酸甲醋、棟桐締酸甲醋、硬脂酸甲醋、油酸甲醋、亞油酸甲醋、亞麻酸甲醋中的一種或兩 種W上的混合物。輔助乳化劑可進(jìn)一步優(yōu)選自司盤-20、司盤-60、司盤-80、司盤-85、乙二 醇單脂肪酸醋、乙二醇二脂肪酸醋中的一種或二種W上的混合物；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；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)選為長鏈有機(jī)胺改性的腐 植酸，鏈長優(yōu)選為。2、Cie、Cis;堿性物質(zhì)優(yōu)選為氧化巧粉末。
[0017] 上述技術(shù)方案中，所述多元醇型非離子表面活性劑可W由本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知 的公知常識，由所述多徑基化合物與高碳脂肪酸通過醋化反應(yīng)得到，或者由所述多徑基化 合物與高碳脂肪酸醋通過醋交換反應(yīng)得到。
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 上述技術(shù)方案中，所述無粘±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)±。
[0021] 上述技術(shù)方案中，所述無粘±全油基鉆井液，W所含油相和水相體積總體積計，更 優(yōu)選包括0-10 %的水。
[0022] 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。
[0023] 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。
[0024] 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：
[00巧]一種無粘±全油基鉆井液的制備方法，包括W下步驟：
[0026] (a) RiCONH (邸2) XNR2CH2CH2OH (即脂肪酷基徑乙基二胺）的制備
[0027] 在堿性催化劑存在下RiCOOCHs (即脂肪酸甲醋）與畑2 (邸2),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，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；所述催化劑用量優(yōu)選占脂 肪酸甲醋質(zhì)量的0.01~10%。 陽0測 化)RiCONH(CHz)XNRz(CHzCHzO)Y-(CH2CHCH3〇)zH(即脂肪酷基二胺聚氧締酸）的制 備：
[0029] 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 量優(yōu)選為脂肪酷基徑乙基二胺質(zhì)量的0. 5~6. 0%。
[0030] (C)將步驟（a)得到的所述脂肪酷基徑乙基二胺和/或步驟化）得到的所述的脂 肪酷基二胺聚氧締酸與所述輔助乳化劑，按所述比例混合均勻，得到所述油基鉆井液用復(fù) 合乳化劑；
[0031] (d)無粘上全油基鉆井液的制備 陽0巧將步驟（C)得到的復(fù)合乳化劑與基礎(chǔ)油、所述的堿性物質(zhì)、增粘劑、降濾失劑混合 均勻，得到所述無粘±全油基鉆井液。
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