一种钻井液用润滑封堵剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油技术领域，特别涉及一种钻井液用润滑封堵剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国石油勘探开发步伐的加快，定向井、水平井的钻井数量、难度不断增加， 井眼深、地温高、地质条件复杂；致使地层会造成钻头脱压、连续钻进无进尺，而且还会引起 井下垮塌、卡钻等复杂事故，造成事故套事故，复杂套复杂的情况，严重时会造成填井或全 井报废。要解决这些问题，就必须选择性能优良的钻井液，钻井液在钻井作业和保护油气层 中起到的作用和各方面对钻井液的严格要求，促使钻井液技术取得了迅速的发展。经过多 年的科研开发和生产实践，钻井液已从仅满足钻头钻进发展到适应各方面需求的钻井液体 系。例如为快速钻井服务的低粘度、低摩擦、低固相的聚合物钻井液，防卡钻井液，针对岩石 特点的防塌钻井液，钻盐岩层的饱和盐水钻井液，保护油气层的低密度水包油钻井液，防堵 塞油气通道的油基钻井液和开发低压油气田的泡沫钻井液等。
[0003] 在我国油田开发中，泥页岩地层井壁不稳定是钻井工程中经常遇到的一个技术难 题。水敏性活性泥页岩、软泥岩极易水化膨胀，特别是钻进易垮塌泥页岩层、深部易塌地层、 盐膏泥复杂地层等极易出现剥落、掉块现象，造成阻卡，憋泵现象，给施工和后期完井工作 带来了较大的风险。
[0004] 目前，性能优良的钻井液是指高润滑性能的钻井液，其中，提高钻井液润滑性能的 主要方法有三种，一是在钻井液中混入原油、矿物油或植物油，同时加入大量的表面活性剂 和助表面活性剂来提高乳化稳定性，促进原油或矿物油在钻井液中充分的均匀分散；二是 在钻井液中加入有机聚合物润滑剂，如聚合醚润滑剂、聚合醇润滑剂等，这类钻井液有类似 油基钻井液的性能，同时具有表面活性剂的双亲特性；三是在钻井液中加入一些固体惰性 润滑材料，如塑料小球、玻璃小球、石墨等，这类润滑剂不与钻井液发生化学作用，通过改变 钻具与井壁的摩擦方式来降低摩阻。
[0005] 然而这些常用的钻井液用润滑剂多为固体，固体润滑剂存在一些缺点：1、固体 润滑剂的摩擦系数大，一般比润滑油润滑的摩擦系数大50~100倍，比润滑脂润滑时大 100~500倍；2、因热传导困难，摩擦部件的温度容易升高；3、会产生磨肩等污染摩擦表面； 4、有时会产生噪音和振动；5、固体润滑剂使用前期准备时间长，使用不方便；因此，我们需 要一种新型的钻井液用固体润滑剂。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种克服现有技术的不足，钻井液用润滑封堵剂及其制备 方法。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现： 一种钻井液用润滑封堵剂，由以下重量份数的原料配比而成：水20~40份，膨润土 3~8份，润滑剂20~30份，稳定剂1~3份，沥青20~40份，沥青改性剂1~5份，PH 值调节剂0. 1~1份，防冻剂2~4份，表面活性剂2~4份，消泡剂1~3份。
[0008] 所述的润滑剂为液体石蜡、工业白油、柴油或煤油其中一种。
[0009] 所述的稳定剂为羟乙基纤维素、黄原胶、氯化钙按3 :3 :1的重量比例进行复配的 混合物。
[0010] 所述的沥青为石油沥青、煤沥青或植物沥青其中一种。
[0011] 所述的沥青改性剂为热塑性丁苯橡胶、丁苯橡胶、丁苯胶乳、无规聚丙烯或聚丙烯 其中一种。
[0012] 所述的PH值调节剂为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠其中一种或几种的 混合物。
[0013] 所述的防冻剂为乙二醇或丙二醇。
[0014] 所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐、十二烷基硫酸钠或十二烷基苯 磺酸钠其中一种与聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚 其中一种按2:1的重量比例进行复配的混合物。
[0015] 所述的消泡剂为二甲基硅油、氟硅氧烷或聚氧丙烯甘油醚其中一种。
[0016] -种钻井液用润滑封堵剂的制备方法，按以下步骤完成： (1) 开启搅拌器，在水中加入PH值调节剂，加热至70~90°C，搅拌下加入膨润土、稳定 剂、润滑剂、防冻剂、表面活性剂，每加入一种处理剂要充分搅拌5~15分钟后再加入下一 种，加入最后一种处理剂后搅拌20~40分钟得到水溶液； (2) 将沥青加热至140~150°C，搅拌下加入沥青改性剂、消泡剂，搅拌2小时至改性剂、 消泡剂完全溶解，得到改性沥青； (3) 在3000rpm高速搅拌下向改性沥青中加入第一步得到的水溶液，定温95°C搅拌 50~70分钟，然后通过胶体磨进行研磨，研磨三次后得到本产品。
[0017] 与现有的技术相比，本发明的有益效果是： (1)本发明有效地提高钻井液体系中可变形微粒的含量，对岩层特别是易垮塌泥页岩 层、深部易塌地层、盐膏泥复杂地层等具有很好的封堵能力，对10Um的微裂纹同样具有良 好的封堵效果，没有再发生剥落、掉块和坍塌等现象。
[0018] (2)适用性良好，与多种钻井液处理剂相配伍，广泛用于淡水、海水和高浓度盐水 钻井液体系。
[0019] (3)润滑性良好，不仅比原有封堵剂润滑效果有显著提高，而且比液体润滑剂具有 更高的粘附系数降低率。
[0020] (4)具有降滤失作用，并且对流型影响不大，在聚合物浆中，具有稳定流型，降低失 水的作用。
[0021] (5)使用方便，准备周期短，具有一剂多效的作用，节省成本，降低劳动强度。
【具体实施方式】
[0022] 下面对本发明的【具体实施方式】进一步说明： 实施例一 一种钻井液用润滑封堵剂，由以下重量份数的原料配比而成：水40份，膨润土 5份，润 滑剂20份，稳定剂2份，沥青25份，沥青改性剂2份，PH值调节剂1份，防冻剂2份，表面 活性剂2份，消泡剂1份。
[0023] 此钻井液用润滑封堵剂的制备方法，按以下步骤完成： (1) 开启搅拌器，在40份水中加入1份PH值调节剂，加热至70~90°C，搅拌下加入5 份膨润土、2份稳定剂、20份润滑剂、2份防冻剂、2份表面活性剂，每加入一种处理剂要充分 搅拌5~15分钟后再加入下一种，加入最后一种处理剂后搅拌20~40分钟得到水溶液； (2) 将25份沥青加热至140~150°C，搅拌下加入1份消泡剂、2份沥青改性剂，搅拌2 小时至改性剂、消泡剂完全溶解，得到改性沥青； (3) 在3000rpm高速搅拌下向改性沥青中加入第一步得到的水溶液，定温95°C搅拌 50~70分钟，然后通过胶体磨进行研磨，研磨三次后得到本产品。
[0024] 上述的润滑剂为工业白油。
[0025] 上述的稳定剂为羟乙基纤维素、黄原胶、氯化钙按3 :3 :1的重量比例进行复配的 混合物。
[0026] 上述的沥青为石油沥青。
[0027] 上述的沥青改性剂为热塑性丁苯橡胶。
[0028] 上述的PH值调节剂为氢氧化钠。
[0029] 上述的防冻剂为乙二醇。
[0030] 上述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠与壬基酚聚氧乙烯醚按2:1的重量比例进 行复配的混合物。
[0031] 上述的消泡剂为二甲基硅油。
[0032] 按其制备方法而得到的产品的指标如下表：
土衆的制备：在1200ml水中加入0. 36g氢氧化钠，搅拌下加入36g膨润土粉，搅拌30 分钟，在室温下密闭预水化养护24小时得到土浆。
[0033] 量取土浆3份，每份400ml，一份添加任何制剂，一份加入12g本发明产品，一份加 入12g磺化沥青(粉末)，测量在120°C老化前后的性能(老化条件：120°CX16h)，结果见表 1〇
[0034]样品 1 :土衆 400ml 样品2 :土浆400ml+ 3%钻井液用润滑封堵剂 样品3 :土衆400ml+ 3%磺化沥青(粉末） 表1
由表1可知，本发明具有良好的封堵作用和一定的降滤失功能，较粉末状的封堵剂能 够快速的同钻井液混合使用。
[0035] 实施例二 一种钻井液用润滑封堵剂，由以下重量份数的原料配比而成：水30份，膨润土8份，润 滑剂30份，稳定剂3份，沥青40份，沥青改性剂5份，PH值调节剂0. 5份，防冻剂4份，表 面活性剂4份，消泡剂3份。
[0036] 此钻井液用润滑封堵剂的制备方法，按以下步骤完成： (1) 开启搅拌器，在30份水中加入0. 5份PH值调节剂，加热至70~90°C，搅拌下加入 8份膨润土、3份稳定剂、30份润滑剂、4份防冻剂、4份表面活性剂，每加入一种处理剂要充 分搅拌5~15分钟后再加入下一种，加入最后一种处理剂后搅拌20~40分钟得到水溶 液； (2)将40份沥青加热至140~150°C，搅拌下加入3份消泡剂、5份沥青改性剂，搅拌2小时至改性剂、消泡剂完全溶解，得到改性沥青； (3) 在3000rpm高速搅拌下向改性沥青中加入第一步得到的水溶液，定温95°C搅拌 50~7