高软化点钻井液用沥青及其制备方法和应用的制作方法

文档序号:3712259阅读:382来源:国知局
高软化点钻井液用沥青及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及油田开采钻井液【技术领域】,具体的说是涉及一种高软化点钻井液用沥青,按重量份数计包括以下成分:天然岩沥青50-65份;渣油30-40份;油浆6-10份;其中,天然岩沥青的软化点>190℃,渣油的胶质含量>20%,油浆的芳香烃含量>10%。通过本配方及本方法制得的钻井液用沥青其软化点高,为150-160℃,油溶率80%以上,含水率3%以下,感温性小,稳定性高,所以在3000米以上深井的高温高压的井内环境时,在油基钻井液中可以有效抵抗高温高压所带来的滤失增大压力,同时沥青的特殊性又能稳定井壁,抑制能力强,能有效抑制泥页岩水化和硬脆性地层的坍塌,抗渗堵漏,润滑钻头。
【专利说明】高软化点钻井液用沥青及其制备方法和应用

【技术领域】
[0001] 本发明涉及油田开采钻井液【技术领域】,具体的说是涉及一种高软化点钻井液用浙 青。

【背景技术】
[0002] 在石油钻井过程中,经常遇到破碎、水敏性地层、水溶性地层,在复杂地层钻井过 程中,会遇到井壁失稳,滤失过大等问题,在钻井作业中,加入钻井液来保护钻头,但是钻井 液在压力下会渗透到地层土壤中造成流失,造成失水,不仅会诱发井眼失稳,还会对油气层 产生损害。
[0003] 在钻井作业中,防塌,封堵,降滤失是最重要的三个点,这样可以最大程度的降低 钻井液对储层的伤害,保护油气层。现在通常采用加降滤失剂和防塌剂的方法来解决钻井 中对钻井液滤失量的要求。目前国内采用的降滤失剂分为水基钻井液降滤失剂和油基钻井 液降滤失剂,以CMC、磺化浙青粉、磺化褐煤为代表的水基钻井液降滤失剂在3000米以下的 油井钻井使用,经过长年的摸索和研究,效果不错,但是在3000米以上深井中,随着井深的 不断加大,井内的环境会发生很大改变,温度压力都会急剧升高,如果仍然用原来的水基钻 井液方案,会让滤失量加大,井壁不稳,造成钻井液失水,岩屑无法排出,卡钻等,这个时候 需要使用适用温度和压力更高的油基钻井液。
[0004] 随着各地炼厂汽柴油产量的日益增加,渣油的产量也是水涨船高,但在如何利用 渣油的问题上困难重重,没有找到一条行之有效的完全把渣油消化掉的方法,一方面造成 资源浪费,同时还污染环境。


【发明内容】

[0005] 根据上述不足之处,本发明的目的是提供一种适合高压力的高软化点钻井液用浙 青。
[0006] 为实现上述目的,本发明的技术方案是:一种高软化点钻井液用浙青,按重量份数 计包括以下成分:天然岩浙青50-65份;渣油30-40份;油浆6-10份;其中,天然岩浙青的 软化点> 190°C,渣油的胶质含量> 20%,油浆的芳香烃含量>10%。
[0007] 优选的是:天然岩浙青55-60份;渣油32-38份;油浆7-9份。
[0008] 本发明还提供一种高软化点钻井液用浙青的制备方法,其步骤如下:
[0009] (1)将天然岩浙青经过磨机粉碎成粉末,备用;
[0010] ⑵将渣油加热到140-150°c ;
[0011] ⑶加热后的渣油中加入油楽,开启搅拌,继续加热到180-2KTC ;
[0012] (4)在加热混匀后的渣油和油浆的混合物中加入粉碎好的天然岩浙青粉,机械搅 拌50-60分钟,冷却到室温以后,粉碎成10-200目的高软化点钻井液用浙青。
[0013] 优选的是:所述粉碎后的天然岩浙青粉末过200目的筛子,其通过率大于90%。
[0014] 优选的是:所述制得的高软化点钻井液用浙青其软化点为150_160°C,油溶率 80%以上,含水率3%以下。
[0015] 天然岩浙青作为一种自然资源,是石油类物质在长期地质环境变化条件下,经历 复杂物理化学变化后形成的产物。由于天然岩浙青产生于岩石裂隙中,所受的压力与温 度条件要比其他天然浙青高,故聚合程度很高,相对分子质量很大,软化点较高,一般高于 190°C,有些甚至高达300°C。天然岩浙青具有高含氮量,并且其中的氮元素以官能团形式存 在,这种存在使岩浙青具有很强的浸润性和对自由氧化基的高抵抗性,特别是与集料的粘 附性及抗剥离性得到明显的改善。另一方面,天然岩浙青具有很高的浙青烯含量和大分子 量,使溶液更加粘稠,使浙青粘度更好,更易于与聚合物结合,也具有更好的抗氧化性。
[0016] 当天然浙青溶于基质后,在高温及小分子包围作用下,造成天然岩浙青大胶束的 破裂,使其暴露出许多活性点,而这些活性点迅速与小分子结合形成半聚合作用,这也为它 与其他物质作为复合改性剂提供了极有价值的依据。
[0017] 天然岩浙青的抗微生物侵蚀作用很强,并具有在自由表面形成致密光亮保护膜的 特点。因此,由天然岩浙青作为高软化点钻井液用浙青的主要材料,是高软化点钻井液用浙 青防塌、封堵、降滤失的关键材料。
[0018] 原油经减压蒸馏所得的残余油。又称减压渣油。有时将从常压蒸馏塔底所得的重 油称为常压渣油。色黑粘稠,常温下呈半固体状。渣油主要是指从常减压装置底层出来的 重组分,其中常压装置出来叫做常压渣油,减压装置出来的叫做减压渣油。渣油含有较大量 的金属、硫和氮等杂质元素以及胶质、浙青质,渣油的加入可以一定程度上降低天然岩浙青 的软化点,这是由于3000米以上深度的油田钻井其能达到的高温状态一般为150-160°c, 软化点太高没有必要,软化点过低,到不到抗高温的要求。
[0019] 另一方面,由于天然岩浙青是高分子量聚合物,因此其粘度很大,加入油浆,可以 降低整个高软化点钻井液用浙青的粘度,使其易于利用。
[0020] 天然岩浙青应用的机理:将天然岩浙青中加入渣油和油浆,由于温度与渣油和油 浆的共同作用,使得天然岩浙青这些相对分子质量很大的胶束被破坏,而破坏的胶束上暴 露出的许多活性点立即被渣油和油浆所填充、饱和,形成一种全新的组合,最终形成以天然 岩浙青大胶束分子为中心,渣油和油浆填充、包围的新的方式。实质上是在天然岩浙青中加 入了大量的非自发核心物质,这个核心的相对分子质量较普通浙青相对分子质量小,对以 浙青质为核心的结构进行了改造,其改造程度的大小取决于加入渣油和油浆的相对分子质 量大小及氮、氧、硫侧链的数量多少。天然岩浙青与渣油和油浆之间形成合适的配比关系, 可以得到所要求的高软化点钻井液用浙青,形成的高软化点钻井液用浙青其性能就越优 越。
[0021] 本发明的有益效果在于:通过本配方及本方法制得的钻井液用浙青其软化点高, 为150-160°c,油溶率80%以上,含水率3%以下,感温性小,稳定性高,所以在3000米以上 深井的高温高压的井内环境时,在油基钻井液中可以有效抵抗高温高压所带来的滤失增大 压力,同时浙青的特殊性又能稳定井壁,抑制能力强,能有效抑制泥页岩水化和硬脆性地层 的坍塌,抗渗堵漏,润滑钻头。

【具体实施方式】
[0022] 下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
[0023] 实施例1
[0024] -种高软化点钻井液用浙青,按重量份数计包括以下成分:天然岩浙青50份,渣 油30份,油浆6份,其中,天然岩浙青的软化点195°C,渣油的胶质含量27%,油浆的芳香烃 含量16%。
[0025] 本发明还提供一种高软化点钻井液用浙青的制备方法,其步骤如下:(1)将天然 岩浙青经过磨机粉碎成粉末,备用;(2)将渣油加热到140°C ; (3)加热后的渣油中加入油 浆,开启搅拌,继续加热到180°C; (4)在加热混匀后的渣油和油浆的混合物中加入粉碎好的 天然岩浙青粉,机械搅拌50分钟,冷却到室温以后,粉碎成10目的高软化点钻井液用浙青。
[0026] 粉碎后的天然岩浙青粉末过200目的筛子,其通过率为93%。
[0027] 经测定,制得的高软化点钻井液用浙青其软化点为160°C,油溶率83%,含水率 2. 98%。
[0028] 本发明还提供一种高软化点钻井液用浙青的应用,其操作步骤如下:(1)配制油 基钻井液:矿物油与水的比例为90:10 ; (2)制备油基钻井液降滤失剂:将上述油基钻井液 中加入油基钻井液质量为2. 5%的有机土,3%的有机褐煤,2%的乳化剂,3%的高软化点钻 井液用浙青,搅拌混匀。
[0029] 实施例2
[0030] 一种高软化点钻井液用浙青,按重量份数计包括以下成分:天然岩浙青65份,渣 油40份,油浆10份,其中,天然岩浙青的软化点196°C,渣油的胶质含量30%,油浆的芳香 烃含量19%。
[0031] 本发明还提供一种高软化点钻井液用浙青的制备方法,其步骤如下:(1)将天然 岩浙青经过磨机粉碎成粉末,备用;(2)将渣油加热到150°C ; (3)加热后的渣油中加入油 浆,开启搅拌,继续加热到210°C ; (4)在加热混匀后的渣油和油浆的混合物中加入粉碎好 的天然岩浙青粉,机械搅拌60分钟,冷却到室温以后,粉碎成200目的高软化点钻井液用浙 青。
[0032] 粉碎后的天然岩浙青粉末过200目的筛子,其通过率为95%。
[0033] 经测定,制得的高软化点钻井液用浙青其软化点为160°C,油溶率87%,含水率 2. 1%。
[0034] 本发明还提供一种高软化点钻井液用浙青的应用,其操作步骤如下:(1)配制油 基钻井液:矿物油与水的比例为90:10 ; (2)制备油基钻井液降滤失剂:将上述油基钻井液 中加入油基钻井液质量为2. 5%的有机土,3%的有机褐煤,2%的乳化剂,3%的高软化点钻 井液用浙青,搅拌混匀。
[0035] 实施例3
[0036] -种高软化点钻井液用浙青,按重量份数计包括以下成分:天然岩浙青55份,渣 油32份,油浆7份,其中,天然岩浙青的软化点260°C,渣油的胶质含量45%,油浆的芳香烃 含量26%。
[0037] 本发明还提供一种高软化点钻井液用浙青的制备方法,其步骤如下:(1)将天然 岩浙青经过磨机粉碎成粉末,备用;(2)将渣油加热到145°C ; (3)加热后的渣油中加入油 浆,开启搅拌,继续加热到195°C ; (4)在加热混匀后的渣油和油浆的混合物中加入粉碎好 的天然岩浙青粉,机械搅拌55分钟,冷却到室温以后,粉碎成100目的高软化点钻井液用浙 青。
[0038] 粉碎后的天然岩浙青粉末过200目的筛子,其通过率为92%。
[0039] 经测定,制得的高软化点钻井液用浙青其软化点为159°C,油溶率90,含水率 1. 6%。
[0040] 本发明还提供一种高软化点钻井液用浙青的应用,其操作步骤如下:(1)配制油 基钻井液:矿物油与水的比例为90:10 ; (2)制备油基钻井液降滤失剂:将上述油基钻井液 中加入油基钻井液质量为2. 5%的有机土,3%的有机褐煤,2%的乳化剂,3%的高软化点钻 井液用浙青,搅拌混匀。
[0041] 实施例4
[0042] 一种高软化点钻井液用浙青,按重量份数计包括以下成分:天然岩浙青60份,渣 油38份,油浆9份,其中,天然岩浙青的软化点246°C,渣油的胶质含量31 %,油浆的芳香烃 含量18%。
[0043] 本发明还提供一种高软化点钻井液用浙青的制备方法,其步骤如下:(1)将天然 岩浙青经过磨机粉碎成粉末,备用;(2)将渣油加热到149°C ; (3)加热后的渣油中加入油 浆,开启搅拌,继续加热到200°C; (4)在加热混匀后的渣油和油浆的混合物中加入粉碎好的 天然岩浙青粉,机械搅拌60分钟,冷却到室温以后,粉碎成10-200目的高软化点钻井液用 浙青。
[0044] 粉碎后的天然岩浙青粉末过200目的筛子,其通过率91 %。
[0045] 经测定,制得的高软化点钻井液用浙青其软化点为153°C,油溶率82%,含水率 2. 9%。
[0046] 本发明还提供一种高软化点钻井液用浙青的应用,其操作步骤如下:(1)配制油 基钻井液:矿物油与水的比例为90:10 ; (2)制备油基钻井液降滤失剂:将上述油基钻井液 中加入油基钻井液质量为2. 5%的有机土,3%的有机褐煤,2%的乳化剂,3%的高软化点钻 井液用浙青,搅拌混匀。
[0047] 实施例5
[0048] 一种高软化点钻井液用浙青,按重量份数计包括以下成分:天然岩浙青57份,渣 油36份,油浆8份,其中,天然岩浙青的软化点220°C,渣油的胶质含量23%,油浆的芳香烃 含量>10%。
[0049] 本发明还提供一种高软化点钻井液用浙青的制备方法,其步骤如下:(1)将天然 岩浙青经过磨机粉碎成粉末,备用;(2)将渣油加热到148°C ; (3)加热后的渣油中加入油 浆,开启搅拌,继续加热到205°C ; (4)在加热混匀后的渣油和油浆的混合物中加入粉碎好 的天然岩浙青粉,机械搅拌50分钟,冷却到室温以后,粉碎成150目的高软化点钻井液用浙 青。
[0050] 粉碎后的天然岩浙青粉末过200目的筛子,其通过率为97%。
[0051] 经测定,制得的高软化点钻井液用浙青其软化点为157°c,油溶率93%,含水率 2. 5%。
[0052] 本发明还提供一种高软化点钻井液用浙青的应用,其操作步骤如下:(1)配制油 基钻井液:矿物油与水的比例为90:10 ; (2)制备油基钻井液降滤失剂:将上述油基钻井液 中加入油基钻井液质量为2. 5%的有机土,3%的有机褐煤,2%的乳化剂,3%的高软化点钻
【权利要求】
1. 一种高软化点钻井液用浙青,其特征在于:按重量份数计包括以下成分: 天然岩浙青50-65份 渣油 30-40份 油浆 6-10份 其中,天然岩浙青的软化点> 190°C,渣油的胶质含量> 20%,油浆的芳香烃含量 >10%。
2. 根据权利要求1所述的高软化点钻井液用浙青,其特征在于: 天然岩浙青55-60份 渣油 32-38份 油浆 7-9份。
3. 根据权利要求1所述的一种高软化点钻井液用浙青的制备方法,其特征在于:其步 骤如下: (1)将天然岩浙青经过磨机粉碎成粉末,备用; ⑵将渣油加热到140-150°C ; (3) 加热后的渣油中加入油浆,开启搅拌,继续加热到180-2KTC ; (4) 在加热混匀后的渣油和油浆的混合物中加入粉碎好的天然岩浙青粉,机械搅拌 50-60分钟,冷却到室温以后,粉碎成10-200目的高软化点钻井液用浙青。
4. 根据权利要求3所述的一种高软化点钻井液用浙青的制备方法,其特征在于:所述 粉碎后的天然岩浙青粉末过200目的筛子,其通过率大于90%。
5. 根据权利要求3所述的一种高软化点钻井液用浙青的制备方法,其特征在于:所述 制得的高软化点钻井液用浙青其软化点为150_160°C,油溶率80%以上,含水率3%以下。
6. 根据权利要求1所述的一种高软化点钻井液用浙青的应用,其特征在于:其操作步 骤如下: (1) 配制油基钻井液:矿物油与水的比例为90:10 ; (2) 制备油基钻井液降滤失剂:将上述油基钻井液中加入油基钻井液质量为2. 5 %的 有机土,3 %的有机褐煤,2 %的乳化剂,3 %的高软化点钻井液用浙青,搅拌混匀。
【文档编号】C09K8/035GK104119846SQ201410389680
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】黄德孝, 贾明 申请人:青岛卓能嘉创工贸集团有限公司
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