一种钻井液添加剂的制备方法
【专利说明】
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技术领域
[0002] 本发明涉及一种钻井液添加剂的制备方法，属于钻井液技术领域。
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【背景技术】
[0004] 钻井液，是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。钻井液是钻井的血液，又称钻 孔冲洗液。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气 等。清水是使用最早的钻井液，无需处理，使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区。泥 浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不 稳定岩层。目前，钻井液被公认为至少有以下十种作用： (1)清洁井底，携带岩肩。保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率。
[0005] (2)冷却和润滑钻头及钻柱。降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿 命。
[0006] (3)平衡井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁。防止对油气层的污 染和井壁坍塌。
[0007] (4)平衡(控制）地层压力。防止井喷，井漏，防止地层流体对钻井液的污染。
[0008] (5)悬浮岩肩和加重剂。降低岩肩沉降速度，避免沉沙卡钻。
[0009] (6)在地面能沉除砂子和岩肩。
[0010] (7)有效传递水力功率。传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率。
[0011] (8)承受钻杆和套管的部分重力。钻井液对钻具和套管的浮力，可减小起下钻时 起升系统的载荷。
[0012] (9)提供所钻地层的大量资料。利用钻井液可进行电法测井，岩肩录井等获取井 下资料。
[0013] ( 10)水力破碎岩石。钻井液通过喷嘴所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎 岩石。
[0014] 钻井液根据基液和主要处理剂的不同，钻井液可以分为以下几类： (1) 气体配制成的：空气、氮气钻井液； (2) 水配制成的：充气-泡沫钻井液、硬胶黏土钻井液、聚合物钻井液； (3) 非水配制成的：油基或合成基钻井液、全油基钻井液和逆乳化钻井液。
[0015] 钻井液由分散介质、分散相和功能添加剂组成。其中添加剂对于不同类型和不同 性能的钻井液就显得尤为重要。
[0016] CN 1743404公开了一种钻井液润滑添加剂及其制备方法，特点是按植物油下脚料 20%~40%，三乙醇胺1%~2%，烧碱（NaOH) 4%~8%，壬基苯酚聚氧乙烯醚（0P-10) 0· 5%~ 0. 8%，其余是水，该润滑剂利用精炼食用植物油时的脚料替代石油类产品，经两步皂化形成 一种集阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂以及非离子表面活性剂于一体，具有良好的 润滑减阻效果，并且其抵抗盐、钙离子侵蚀的能力很强。由此可知，该添加剂主要以润滑性 能为主，而不具备其他性能。
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【发明内容】
[0018] 本发明所要解决的技术问题在于：水基钻井液流变性能不足，添加剂性能单一的 问题，通过对添加剂的制备工艺进行了改进克服上述缺陷。
[0019] 技术方案： 一种钻井液添加剂的制备方法，包括如下步骤： 第1步、改性膨润土的制备：按重量份计，取120~150目膨润土 10~20份，置于 12mol/L的硫酸溶液中水浴加热搅拌3~6h，抽滤去液，用去离子水将滤液洗至中性，150°C 干燥，与白炭黑2~5份、胶状石墨粉1~3份和碳酸钠1~3份，放入研磨机中研磨混合， 研磨2h后将混合粉体放入石英舟中，加热升温至400~435°C，保温，放冷后，取出，研磨至 120~150目，得到改性膨润土； 第2步、改性纤维素：取纤维素5~12份进行机械粉碎，制成纤维素粉末，然后放入研 磨机中，加入95%酒精研磨2h后，烘干，放入8wt%氢氧化钠溶液中浸渍3~5h，取出，烘干， 备用； 第3步、按重量份计，取去离子水30~50份放入反应器中，加入高碱值合成磺酸钙1~ 3份、磷酸三甲酚酯1~2份、聚甲基丙烯酸酯2~5份、蓖麻油聚氧乙烯醚1~2份、烷基 酚聚氧乙烯醚2~5份、氯化钠2~5份、改性膨润土、改性纤维素、加重剂2~4份和分散 剂1~3份，在75~KKTC温度下搅拌均勾，即可。
[0020] 所述的第1步中，硫酸溶液中水浴加热的温度为55~65°C。
[0021] 所述的第2步中，纤维素粉末的平均长度为0. 2~0. 8mm。
[0022] 所述的第3步中，加重剂为氧化铁或碳酸钙。
[0023] 所述的第3步中，分散剂为聚乙二醇200或聚乙二醇400。
[0024] 有益效果 本发明是通过对膨润土进行改性，并对纤维素进行改性，加入其他多种化学组分，形成 一种具备多种优良性能的水基钻井液添加剂，在配置钻井液时，只需按照所需加入一定量 的水分，即可直接作为钻井液使用，以此得到的钻井液在岩心回收率和流变性性能上，具有 车父大提尚。
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【具体实施方式】
[0026] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0027] 实施例1 一种钻井液添加剂的制备方法，包括如下步骤： 第1步、改性膨润土的制备：按重量份计，取120目膨润土 lKg，置于12mol/L的硫酸溶 液中60°C水浴加热搅拌5h，抽滤去液，用去离子水将滤液洗至中性，150°C干燥，与白炭黑 0.2Kg、胶状石墨粉0.1 Kg和碳酸钠0.1 Kg，放入研磨机中研磨混合，研磨2h后将混合粉体 放入石英舟中，加热升温至430°C，保温，放冷后，取出，研磨至120目，得到改性膨润土； 第2步、改性纤维素：取纤维素0. 8 Kg进行机械粉碎，制成纤维素粉末，纤维素粉末的 平均长度为〇. 5mm，然后放入研磨机中，加入95%酒精研磨2h后，烘干，放入8wt%氢氧化钠 溶液中浸渍4h，取出，烘干，备用； 第3步、按重量份计，取去离子水4. 5 Kg放入反应器中，加入高碱值合成磺酸钙0. 2 Kg、磷酸三甲酚酯0.12 Kg、聚甲基丙烯酸酯0.35 Kg、蓖麻油聚氧乙烯醚0.16 Kg、烷基酚 聚氧乙烯醚0.33 Kg、氯化钠0.36 Kg、改性膨润土、改性纤维素、碳酸钙0.3 Kg和聚乙二醇 200 0.22 Kg，在90°C温度下搅拌均匀，即可。
[0028] 实施例2 一种钻井液添加剂的制备方法，包括如下步骤： 第1步、改性膨润土的制备：按重量份计，取120目膨润土 2Kg，置于12mol/L的硫酸溶 液中65°C水浴加热搅拌5h，抽滤去液，用去离子水将滤液洗至中性，150°C干燥，与白炭黑 0. 5Kg、胶状石墨粉0. 3Kg和碳酸钠0. 3Kg，放入研磨机中研磨混合，研磨2h后将混合粉体放 入石英舟中，加热升温至430°C，保温，放冷后，取出，研磨至120目，得到改性膨润土； 第2步、改性纤维素：取纤维素0. 7 Kg进行机械粉碎，制成纤维素粉末，纤维素粉末的 平均长度为〇. 5mm，然后放入研磨机中，加入95%酒精研磨2h后，烘干，放入8wt%氢氧化钠 溶液中浸渍4h，取出，烘干，备用； 第3步、按重量份计，取去离子水4. 5 Kg放入反应器中，加入高碱值合成磺酸钙0. 2 Kg、磷酸三甲酚酯0.12 Kg、聚甲基丙烯酸酯0.35 Kg、蓖麻油聚氧乙烯醚0.16 Kg、烷基酚 聚氧乙烯醚0.32 Kg、氯化钠0.35 Kg、改性膨润土、改性纤维素、碳酸钙0.3 Kg和聚乙二醇 200 0.22 Kg，在90°C温度下搅拌均匀，即可。
[0029] 实施例3 一种钻井液添加剂的制备方法，包括如下步骤： 第1步、改性膨润土的制备：按重量份计，取150目膨润土 I. 6Kg，置于12mol/L的硫酸 溶液中65°C水浴加热搅拌5h，抽滤去液，用去离子水将滤液洗至中性，150°C干燥，与白炭 黑0. 3Kg、胶状石墨粉0. 25Kg和碳酸钠0. 2Kg，放入研磨机中研磨混合，研磨2h后将混合粉 体放入石英舟中，加热升温至430°C，保温，放冷后，取出，研磨至150目，得到改性膨润土； 第2步、改性纤维素：取纤维素0. 9Kg进行机械粉碎，制成纤维素粉末，纤维素粉末的平 均长度为〇. 5mm，然后放入研磨机中，加入95%酒精研磨2h后，烘干，放入8wt%氢氧化钠溶 液中浸渍4