一种40︰60的超低油水比的油基乳化钻井液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种40 : 60的超低油水比的油基乳化钻井液，属石油钻井的油基钻 井液技术领域。
【背景技术】
[0002] 油基钻井液具有抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好及对油气层损害程 度较小等优点，目前已成为钻页岩气井、高温深井、水平井、大斜度定向井和各种复杂地层 井的重要手段。油基钻井液以柴油或白油作为连续相，水相作为分散相，通过乳化剂和亲油 胶体来维持乳化稳定性，通过润湿剂来提高体系对加重材料和岩肩的亲油性。目前油基乳 化钻井液的油水体积比通常为80 : 20~90 : 10。水相比例的增加，会破坏体系的乳化稳 定性，以及导致体系粘度、滤失量的大幅增加，从而导致整个钻井液体系的性能失控。
[0003] 油基乳化钻井液的油水比从80 : 20~90 : 10降低至40 : 60,是大幅降低油基 钻井液配制成本，降低生物毒性及钻肩含油量的重要途径。20世纪80年代开始，国外研究 者就致力于低油水比油基乳化钻井液的研究，Daynes等采用多种乳化剂协作并增加乳化剂 的加量研制成油水比50 : 50的油基乳化钻井液。MarkLuyster等采用自制新型乳化剂研 制成油水比50 : 50~20 : 80的油基乳化钻井液，但体系的稳定性欠佳。国内油水比在 70 : 30以下的油基乳化钻井液的少有研究，40 : 60油水比的油基钻井液尚未见报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于，提供一种由高效乳化剂和稳定剂组成，配以其他油基钻井液 的辅助材料，形成40 : 60的超低油水比的油基乳化钻井液体系，能大幅降低现有油基乳化 钻井液中的油相比例，以及油基乳化钻井液配制和石油天然气钻探的成本；以解决现有乳 化剂乳化能力性能不够，导致低油水比时乳化稳定性不足、粘度效应大、流变性差和滤失量 难以调控的问题；同时又解决目前大量使用有机土和亲油胶体，造成低密度固相含量高，弓丨 起钻速降低问题的40 : 60的超低油水比的油基乳化钻井液。
[0005] 本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的 一种40 : 60的超低油水比的油基乳化钻井液，其特征在于，它由下述重量份的原料制 成： 3#白油 40份， 30%氯化钙盐水 60份， 高效乳化剂 2~5份， 乳化稳定剂 1~3份， 降滤失剂 1~3. 0份， 石灰 1~5份， 重晶石 20~50份； 该40 : 60的超低油水比的油基乳化钻井液的制备方法为：将以上各组分按上述排列 的顺序，依次投入10000转/分的高速搅拌机中，每投一个组分原料搅拌5分钟，待所有组 分原料添加完并全部混合完毕后，在常温常压下再高速搅拌60分钟制作完毕。
[0006] 该40 : 60的超低油水比的油基乳化钻井液的最佳重量份原料的选择为： 3#白油 40份， 30%氯化钙盐水 60份， 高效乳化剂 3份， 乳化稳定剂 2份， 降滤失剂 2份， 石灰 2份， 重晶石 40份。
[0007] 所述的高效乳化剂由十六烷基三甲基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、月桂酰 胺丙基氧化胺、鲸蜡基聚乙二醇/聚丙二醇-10/1二甲基硅氧烷在80°c的温度、3000转/分 的搅拌速度下混合搅拌20分钟制得；十六烷基三甲基氯化铵：双十二烷基二甲基氯化铵： 月桂酰胺丙基氧化胺：鲸蜡基聚乙二醇/聚丙二醇-10/1二甲基硅氧烷的比例为〇. 5~2 : 0. 5 ~1. 5 : 2. 0 ~4. 0 : 3. 0 ~5. 0。
[0008] 所述的乳化稳定剂由聚苯乙烯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 AES、辛醇、乙二醇单丁 醚在80°C的温度、10000转/分的高速搅拌下混合搅拌60分钟制得；聚苯乙烯、脂肪醇聚 氧乙烯醚硫酸钠 AES、辛醇、乙二醇单丁醚的比例为0.5~1.0 : 1.0~2.0 : 8~10 : 15 ~20〇
[0009] 所述的降滤失剂由纳米蒙脱石和120°C软化点天然沥青混合后通过105°C温度烘 干，磨成200目的粉末制得；纳米蒙脱石与120°C软化点天然沥青的比例为2.0~3.0 : 8 ~10〇
[0010] 本发明与现有技术相比的有益效果在于 1、该40 : 60超低油水比的油基乳化钻井液比常规80 : 20油基乳化钻井液可节约 40%的油相成本，经济效益显著。
[0011] 2、40 : 60超低油水比形成的乳液比常规80 : 20油基乳液粘度高，不添加有机 土，有利于降低钻井液低密度固相含量，提高机械钻速。
[0012] 3、40 : 60超低油水比形成的乳液呈纳米级分布更有利于封堵泥页岩，提高井壁 稳定性能，同时可降低降滤失剂以及封堵材料的加量。
[0013] 4、40 : 60超低油水比的油基乳化钻井液的高效乳化剂具有润湿剂的功能，该钻 井液与常规油基钻井液相比可以不用添加润湿剂。
[0014] 5、40 : 60超低油水比的油基乳化钻井液适用范围广，其油水比可在40 : 60~ 70 : 30之间可调，在50°C~120°C都可以达到较好的应用效果。
[0015] 6、解决了现有油基钻井液低油水比时粘度效应大，流变性差和滤失量难以调控的 问题。
[0016] 7、减少了钻井过程中含油钻肩对环境的污染，降低了环境保护的要求，减少了施 工成本。
【具体实施方式】
[0017] 下面通过具体的实施方式对该40 :60超低油水比的油基乳化钻井液进行详细描 述： 实施例1 : 按制取要求先确定每份的重量，再按下述重量份称取原料。
[0018] 3# 白油 40 份， 30%氯化钙盐水60份， 高效乳化剂3份，由十六烷基三甲基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、月桂酰胺丙 基氧化胺、鲸蜡基聚乙二醇/聚丙二醇-10/1二甲基硅氧烷在80°C的温度、3000转/分的 搅拌速度下混合搅拌20分钟制得；十六烷基三甲基氯化铵：双十二烷基二甲基氯化铵：月 桂酰胺丙基氧化胺：鲸蜡基聚乙二醇/聚丙二醇-10/1二甲基硅氧烷的比例为1.5 : 1 : 3:4; 乳化稳定剂2份，由聚苯乙烯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠 AES、辛醇、乙二醇单丁醚在 80°C的温度、10000转/分的高速搅拌下混合搅拌60分钟制得；聚苯乙烯、脂肪醇聚氧乙烯 醚硫酸钠 AES、辛醇、乙二醇单丁醚的比例为0.8 : 1.5 : 9 : 18; 降滤失剂2份，由纳米蒙脱石和120°C软化点天然沥青混合后通过105°C温度烘干，磨 成200目的粉末制得，纳米蒙脱石与120°C软化点天然沥青的比例为2.5 : 9; 石灰2份， 重晶石40份， 将以上各组分按上述排列的顺序，依次投入10000转/分的高速搅拌机中，每投一个组 分原料搅拌5分钟，待所有组分原料添加完并全部混合完毕后，在常温常压下再高速搅拌 60分钟即得40 : 60的超低油水比的油基乳化钻井液。<