专利名称：一种能够降低坍塌压力的防塌钻井液用组合物和防塌钻井液以及防塌的方法
技术领域：
本发明涉及一种防塌钻井液用组合物、一种防塌钻井液以及一种防塌的方法。
背景技术：
泥页岩地层易造成井壁不稳定，既影响了钻井速度和测井、固井质量，又会使得部分地区无法钻达目的层，从而影响了勘探开发目的的实现。井壁不稳定问题是由化学作用或者由化学与力学的耦合作用产生的力学问题。通常来说，水进入近井壁泥页岩是井壁失稳的先决条件，水的进入一方面使得近井壁地层岩石空隙压力增高，围岩有效应力减小，从而容易引起井眼周围岩石应力分布发生严重变化或恶化，另一方面，泥页岩岩石吸水后强度会降低，从而导致符合稳定规则的岩石发生失稳垮塌。因此，采用水基钻井时，必须首先采取一切技术手段阻止水进入地层。水进入地层岩石(主要指泥页岩)的途径主要包括:粘土矿物的晶层间距、岩石沉积的不整合面、岩石的孔隙、裂缝和裂隙。水进入井壁地层的推动力主要有:正压差产生的压力梯度、润湿界面毛细管吸力、温差产生的温度梯度和活度差产生的渗透压梯度。
在兼顾井壁稳定的同时提高钻井速度，重要的前提是降低坍塌压力。降低坍塌压力实质是降低岩石的水化应力，其主要方法之一是改变井壁岩石表面的润湿性，有效阻止或减少水进入地层，降低岩石的水化应力。因此，开发出一种能够防止地层坍塌的钻井液对于提高油气井勘探开发效益具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的防塌钻井液用组合物、一种防塌钻井液和一种采用上述防塌钻井液的防塌方法。本发明提供了一种防塌钻井液用组合物，该防塌钻井液含有膨润土、降滤失剂和降粘剂，其中，所述防塌钻井液还含有润湿反转剂和润湿反转剂辅剂，所述润湿反转剂为丙烯酸系单体与苯乙烯的共聚物，所述润湿反转剂辅剂含有脂肪胺和浙青。本发明还提供了一种防塌钻井液，其中，所述防塌钻井液含有上述防塌钻井液用组合物和水。此外，本发明还提供了一种防塌的方法，该方法包括将泥页岩岩心用上述防塌钻井液浸泡。从实施例的结果可以看出，采用本发明提供的含有所述润湿反转剂和润湿反转剂辅剂的防塌钻井液浸泡60s之后，泥页岩岩心强度可达到33MPa以上，起到了非常优异的防塌作用。推测其原因，可能是由于:丙烯酸系单体与苯乙烯的共聚物、脂肪胺以及浙青能够在岩石、钻屑表面以单分子层吸附并改变岩石表面润湿性，实现岩石的润湿性由强亲水向亲油的方向转变，从而有效阻止或减少水进入地层，降低岩石的水化应力，降低井壁岩石水化坍塌压力，有利于井壁的稳定。
从实施例的结果还可以看出，根据本发明的一种优选实施方式，当所述丙烯酸系单体为丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸的混合物，即，当所述润湿反转剂为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和苯乙烯的乳液共聚物时，得到的防塌钻井液能够使得岩心强度高达40.5MPa，即，具有更为优异的防塌性能。此外，从实施例的结果还可以看出，根据本发明的另一种优选实施方式，当所述脂肪胺与浙青的重量比为0.5-1.5:1时，得到的防塌钻井液能够使得岩心强度高达40MPa，防塌性能非常优异。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式
一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:图1为泥页岩岩心的强度随着浸泡时间延长的变化曲线图，其中，曲线为用防塌钻井液Fl浸泡时，岩心强度随着浸泡时间延长的变化曲线图；曲线■^为用钻井液基浆DFl浸泡时，岩心强度随着浸泡时间延长的变化曲线图。
具体实施例方式以下对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。本发明提供的防塌钻井液用组合物含有膨润土、降滤失剂和降粘剂，其中，所述防塌钻井液还含有润湿反转剂和润湿反转剂辅剂，所述润湿反转剂为丙烯酸系单体与苯乙烯的共聚物，所述润湿反转剂辅剂含有脂肪胺和浙青。本发明对防塌钻井液用组`合物的上述各组分的含量没有特别地限定，可以根据实际想要获得的防塌钻井液用组合物进行合理地选择，优选情况下，以3-5重量份的所述膨润土为基准，所述降滤失剂的含量为2-2.5重量份，所述降粘剂的含量为0.3-0.5重量份，所述润湿反转剂的含量为1-2重量份，所述润湿反转剂辅剂的含量为1-2重量份。根据本发明，如上所述，所述润湿反转剂为丙烯酸系单体与苯乙烯的共聚物，即，其可以为丙烯酸系单体与苯乙烯的乳液共聚物和/或溶液共聚物，优选为丙烯酸系单体与苯乙烯的乳液共聚物，这样能够使得到的钻井液具有更好的防塌性能。更优选的情况下，所述湿润反转剂的数均分子量为1000-5000。本发明中，所述丙烯酸系单体是指具有CH2=CR1COOR2结构的单体，其中，R1为H或甲基，R2为H或C1-C5的烷基。其中，所述C1-C5的烷基的具体实例可以包括但不限于:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、1-乙基丙基、2-甲基丁基、3-甲基丁基和2，2-二甲基丙基。具体地，所述丙烯酸系单体的实例可以包括但不限于:丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯和甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种。特别优选的情况下，所述丙烯酸系单体为丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸的混合物。相应地，所述丙烯酸系单体与苯乙烯的共聚物特别优选为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸与苯乙烯的共聚物，最优选为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸与苯乙烯的乳液共聚物。
本发明对所述丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸与苯乙烯的共聚物中的各结构单元的含量没有特别地限定，并可以通过制备过程中相应单体的用量进行合理地调整，例如，以所述共聚物的总重量为基准，丙烯酸丁酯结构单元的含量可以为30-50重量％，甲基丙烯酸结构单元的含量可以为20-40重量％，苯乙烯结构单元的含量可以为20-40重量％ ;优选情况下，以所述共聚物的总重量为基准，丙烯酸丁酯结构单元的含量为35-45重量％，甲基丙烯酸结构单元的含量为25-35重量％，苯乙烯结构单元的含量为25-35重量％。根据本发明，所述丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸与苯乙烯的乳液共聚物可以通过商购得到，也可以按照现有的各种方法制备得到。例如，所述制备方法通常可以为将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和苯乙烯加入乳化剂与分散介质水的混合物中，在30-40°C下乳化0.1-1.5小时，然后将温度升至80-95°C并加入引发剂反应2-6小时。所述乳化剂的种类为本领域技术人员公知，例如，可以为现有的各种阴离子型乳化剂、阳离子型乳化剂、两性型乳化剂和非离子型乳化剂。其中，所述阴离子型乳化剂的实例可以包括但不限于:十二烷基硫酸钠、十六烷基硫酸钠、十六醇硫酸钠、十八醇硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠和二己基琥珀酸酯磺酸钠。所述阳离子乳化剂通常为季铵盐类有机物。所述两性型乳化剂通常为氨基酸。所述非离子型乳化剂通常包括脱水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯和烷基酚基聚醚醇类有机物。所述引发剂可以现有的各种水溶性引发剂，例如，可以为无机过氧类引发齐U。所述无机过氧类引发剂的实例可以包括但不限于:过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵。
此外，所述丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、苯乙烯以及乳化剂和水的用量可以根据需要得到的共聚物的组成和分子量进行适当选择，对此本领域技术人员均能知悉，在此将不再赘述。本发明对所述脂肪胺与浙青的重量比没有特别地限定，但本发明的发明人无意中发现，当所述脂肪胺与浙青的重量比为0.5-1.5:1时，得到的防塌钻井液用组合物具有更为优异的防塌性能。根据本发明，所述脂肪胺可以为现有的各种碳链长度为8-22之间的有机胺化合物。具体地，所述有机胺的实例可以包括但不限于十二烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺、二辛胺和二癸胺中的一种或多种。此外，所述浙青的数均分子量可以为2000-6000。根据实际使用的需要，所述防塌钻井液用组合物还可以重晶石。所述重晶石的含量可以根据实际情况进行合理地调整，例如，以3-5重量份的所述膨润土为基准，所述重晶石的含量可以为0.1-500重量份，优选为300-400重量份。此外，综合考虑防塌钻井液用组合物使用时的密度和流变特性，所述重晶石的密度优选不小于4.2g/cm3，更优选为
4.2-4.3g/cm3。本发明的主要改进之处在于将丙烯酸系单体与苯乙烯的共聚物作为润湿反转剂，并将脂肪酸和浙青作为润湿反转剂辅剂，以提高所述钻井液用组合物的防塌性能，而所述膨润土、降滤失剂和降粘剂的种类均可以为本领域的常规选择。通常来说，所述膨润土是以蒙脱石为主的粘土矿，其可提高防塌钻井液的悬浮稳定性。所述膨润土的种类为本领域技术人员公知，可以为钠基膨润土和/或钙基膨润土，优选为钠基膨润土。根据本发明，所述降滤失剂可以为现有的各种能够降低钻井液的滤失量的物质，例如，可以为羧甲基纤维素、羧甲基淀粉等改性天然聚合物，也可以为磺化褐煤、磺甲基酚醛树脂、丙烯酰胺/丙烯酸共聚物等合成聚合物，优选为磺化褐煤。其中，所述磺化褐煤可以通过商购得到，例如，可以购自大港油田集团油田化学有限公司，牌号为SMC。所述降粘剂可以为现有的各种能够降低钻井液粘度的物质，例如，可以选自木质素磺酸盐、两性离子聚合物和丙烯酸低聚物中的一种或多种；其中，所述两性离子聚合物是指在聚合物分子主链上同时含有阴离子和阳离子侧基的聚合物，其种类为本领域技术人员公知，并可以通过商购得到，例如，可以为购自新乡市众合树脂有限公司的牌号为XY-27的两性离子聚合物，在此将不再赘述。本发明还提供了一种防塌钻井液，其中，所述防塌钻井液含有上述防塌钻井液用组合物和水。本发明对所述防塌钻井液用组合物和水的用量没有特别地限定，例如，以100重量份的水为基准，所述防塌钻井液用组合物的用量可以为5-300重量份。此外，本发明提供的防塌的方法包括将泥页岩岩心用上述防塌钻井液浸泡。本发明对所述浸泡的时间没有特别地限定，但本发明的发明人发现，当采用上述防塌钻井液浸泡60秒-24小时时，得到的岩心具有更高的强度。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。在以下制备例中，所述 共聚物的数均分子量采用购自日本岛津公司的型号为LC-10A的凝胶渗透色谱仪进行测定，其中，以窄分布聚苯乙烯为标样，测定温度为常温(25°0，流动相溶剂为1'册。制备例I该制备例用于说明本发明提供的润湿反转剂的制备。在装有电动搅拌器、回流冷凝管和温度计的四口烧瓶中加入0.0lg十二烷基磺酸钠和25mL水，并将温度控制在40°C下搅拌混合均匀，再缓慢加入已经混合均匀的3g苯乙烯、3.5g丙烯酸丁酯、3.5g甲基丙烯酸的混合物，乳化0.1小时后将温度升至80°C，再加入
0.0lg过硫酸钾并反应6小时，然后将得到含共聚物的乳液冷却至室温25°C并加入2g硫酸铵搅拌使共聚物凝聚、过滤，得到IOg共聚物(记为RFJ-1)，其中，共聚物的数均分子量为1000。制备例2该制备例用于说明本发明提供的润湿反转剂的制备。在装有电动搅拌器、回流冷凝管和温度计的四口烧瓶中加入0.5g十二烷基磺酸钠和25mL水，并将温度控制在30°C下搅拌混合均匀，再缓慢加入已经混合均匀的2.5g苯乙烯、4.5g丙烯酸丁酯、3g甲基丙烯酸的混合物，乳化0.5小时后将温度升至95°C，再加入
0.002g过硫酸钾并反应2小时，然后将得到含共聚物的乳液冷却至室温25°C并加入2g硫酸铵搅拌使共聚物凝聚、过滤，得到9.Sg共聚物(记为RFJ-2)，其中，共聚物的数均分子量为 5000。制备例3该制备例用于说明本发明提供的润湿反转剂的制备。在装有电动搅拌器、回流冷凝管和温度计的四口烧瓶中加入0.2g十二烷基磺酸钠和25mL 7jC,并将温度控制在35°C下搅拌混合均匀，再缓慢加入已经混合均匀的4g苯乙烯、2.5g丙烯酸丁酯、3.5g甲基丙烯酸的混合物，乳化0.5小时后将温度升至85°C，再加入
0.005g过硫酸钾并反应4小时，然后将得到含共聚物的乳液冷却至室温25°C并加入2g硫酸铵搅拌使共聚物凝聚、过滤，得到9.9g共聚物(记为RFJ-3)，其中，共聚物的数均分子量为 2000。制备例4该制备例用于说明本发明提供的润湿反转剂的制备。按照制备例I的方法对润湿反转剂进行制备，不同的是，所述丙烯酸丁酯用相同重量份的甲基丙烯酸替代，得到IOg共聚物(记为RFJ-4)，其中，共聚物的数均分子量为1000。制备例5该制备例用于说明本发明提供的润湿反转剂的制备。在装有电动搅拌器、回流冷凝管和温度计的四口烧瓶中加入3g苯乙烯、3.5g丙烯酸丁酯、3.5g甲基丙烯酸和25mL甲苯，并将温度控制在40°C下搅拌混合均匀，再加入
0.0lg偶氮二异丁腈并搅拌均匀，然后将温度升至80°C反应6小时，将得到含共聚物的溶液中的甲苯去除后真空干燥，得到IOg共聚物(记为RFJ-5)，其中，该共聚物的数均分子量为1000。实施例1该实施例用于 说明本发明提供的防塌钻井液及其制备方法。将3重量份的钠基膨润土 (胜利油田博友泥浆技术有限责任公司产钻井液试验用钠基膨润土，下同)和100重量份水混合均匀得到钠基膨润土浆，并将该钠基膨润土浆老化24小时后，在搅拌下加入0.4重量份两性离子聚合物降粘剂XY-27 (购自厂家新乡市众合树脂有限公司，下同)、2.5重量份磺化褐煤降滤失剂(大港油田集团油田化学有限公司，牌号为SMC，工业品，下同)、2重量份的共聚物RFJ-1以及0.5重量份的十二烷基二甲基叔胺和I重量份的浙青(购自河北大成橡胶有限公司，数均分子量为3000)，搅拌混合均匀后加入349重量份重晶石(贵州凯里市龙腾矿业有限公司，密度为4.32g/cm3，下同)，继续搅拌20min，得到防塌钻井液F1。实施例2该实施例用于说明本发明提供的防塌钻井液及其制备方法。将5重量份的钠基膨润土和100重量份水混合均匀得到钠基膨润土浆，并将该钠基膨润土浆老化24小时后，在搅拌下加入0.3重量份两性离子聚合物降粘剂ΧΥ_27、2重量份磺化褐煤降滤失剂、I重量份的共聚物RFJ-2以及0.5重量份的二辛胺和0.5重量份的浙青(购自河北大成橡胶有限公司，数均分子量为2000)，搅拌混合均匀后加入400重量份重晶石，继续搅拌20min，得到防塌钻井液F2。实施例3该实施例用于说明本发明提供的防塌钻井液及其制备方法。将4重量份的钠基膨润土和100重量份水混合均匀得到钠基膨润土浆，并将该钠基膨润土浆老化24小时后，在搅拌下加入0.5重量份两性离子聚合物降粘剂ΧΥ_27、3重量份磺化褐煤降滤失剂、1.5重量份的共聚物RFJ-3以及1.2重量份的二癸胺和0.8重量份的浙青(购自河北大成橡胶有限公司，数均分子量为6000)，搅拌混合均匀后加入300重量份重晶石，继续搅拌20min，得到防塌钻井液F3。实施例4该实施例用于说明本发明提供的防塌钻井液及其制备方法。按照实施例1的方法对防塌钻井液进行制备，不同的是，所述共聚物RFJ-1用相同重量份的共聚物RFJ-4替代，得到防塌钻井液F4。实施例5该实施例用于说明本发明提供的防塌钻井液及其制备方法。按照实施例1的方法对防塌钻井液进行制备，不同的是，所述共聚物RFJ-1用相同重量份的共聚物RFJ-5替代，得到防塌钻井液F5。实施例6该实施例用于说明本发明提供的防塌钻井液及其制备方法。按照实施例1的方法对防塌钻井液进行制备，不同的是，十二烷基二甲基叔胺的用量为0.1重量份，浙青的用量为1.4重量份，得到防塌钻井液F6。对比例1该对比例用于说明参比钻井液基浆及其制备方法。
按照实施例1的方法制备钻井液基浆，不同的是，在制备过程中不加入共聚物RFJ-1，得到钻井液基浆DFl。测试例I该测试例用于说明本发明提供的防塌钻井液对泥页岩岩心的影响。采用单轴应力实验对在防塌钻井液Fl中浸泡不同时间后泥页岩岩芯(原始渗透率为5.12Χ10_3μπι2)强度的变化进行测试，其中，浸泡过程中防塌钻井液Fl的盛装高度为泥页岩岩心高度的1/2，测试过程中所用的应力测试仪购自斯伦贝谢TerraTeck公司、型号为4010-02。具体操作步骤如下:(1)岩样制备:将泥页岩岩心切割成lX2in大小，磨平两端面，并测量得到的岩样的长度、直径以及质量；(2)安装岩样:用热缩管包裹好岩样，装好位移传感器，放在基座上，接好传感器连线，提升岩样进入高压釜；(3)加轴压:控制轴压活塞以10E-5in/s的速率向下移动进行加载，直至岩样破坏。试验过程中记录轴向变形以及轴压变化。所得结果如图1所示。从图1可以看出，将泥页岩岩芯在防塌钻井液Fl中浸泡，泥页岩岩芯强度瞬间降低，浸泡30s之后，岩心强度达到最低值(27.5MPa)，但之后泥页岩岩心强度会出现 大幅度上升，并在60s后达到平衡(约为40MPa)。由此可以推测，所述防塌钻井液Fl改变了泥页岩岩心的表面润湿性，实现岩芯的润湿性由强亲水向亲油的方向转变，能够有效阻止或减少水的进入，降低泥页岩岩心的水化应力，从而降低井壁岩石水化坍塌压力，有利于井壁稳定。测试例2该测试例用于说明本发明提供的防塌钻井液对泥页岩岩心的影响。按照测试例I的方法测试防塌钻井液对泥页岩岩心的影响，不同的是，所述防塌钻井液Fl用防塌钻井液F2替代。结果表明，将泥页岩岩芯在防塌钻井液F2中浸泡，泥页岩岩芯强度瞬间降低，浸泡30s之后,岩心强度达到最低值(27.3MPa),但之后泥页岩岩心强度会出现大幅度上升，并在60s后达到平衡(约为39.5MPa)。由此可以推测，所述防塌钻井液F2改变了泥页岩岩心的表面润湿性，实现岩芯的润湿性由强亲水向亲油的方向转变，能够有效阻止或减少水的进入，降低泥页岩岩心的水化应力，从而降低井壁岩石水化坍塌压力，有利于井壁稳定。测试例3该测试例用于说明本发明提供的防塌钻井液对泥页岩岩心的影响。按 照测试例I的方法测试防塌钻井液对泥页岩岩心的影响，不同的是，所述防塌钻井液Fl用防塌钻井液F3替代。结果表明，将泥页岩岩芯在防塌钻井液F3中浸泡，泥页岩岩芯强度瞬间降低，浸泡30s之后,岩心强度达到最低值(27.6MPa),但之后泥页岩岩心强度会出现大幅度上升，并在60s后达到平衡(约为40.5MPa)。由此可以推测，所述防塌钻井液F3改变了泥页岩岩心的表面润湿性，实现岩芯的润湿性由强亲水向亲油的方向转变，能够有效阻止或减少水的进入，降低泥页岩岩心的水化应力，从而降低井壁岩石水化坍塌压力，有利于井壁稳定。测试例4该测试例用于说明本发明提供的防塌钻井液对泥页岩岩心的影响。按照测试例I的方法测试防塌钻井液对泥页岩岩心的影响，不同的是，所述防塌钻井液Fl用防塌钻井液F4替代。结果表明，将泥页岩岩芯在防塌钻井液F4中浸泡，泥页岩岩芯强度瞬间降低，浸泡30s之后,岩心强度达到最低值(25MPa),但之后泥页岩岩心强度会出现大幅度上升，并在60s后达到平衡(约为35MPa)。由此可以推测，所述防塌钻井液F4改变了泥页岩岩心的表面润湿性，实现岩芯的润湿性由强亲水向亲油的方向转变，能够有效阻止或减少水的进入，降低泥页岩岩心的水化应力，从而降低井壁岩石水化坍塌压力，有利于井壁稳定。测试例5该测试例用于说明本发明提供的防塌钻井液对泥页岩岩心的影响。按照测试例I的方法测试防塌钻井液对泥页岩岩心的影响，不同的是，所述防塌钻井液Fl用防塌钻井液F5替代。结果表明，将泥页岩岩芯在防塌钻井液F5中浸泡，泥页岩岩芯强度瞬间降低，浸泡30s之后,岩心强度达到最低值(26MPa),但之后泥页岩岩心强度会出现大幅度上升，并在60s后达到平衡(约为37MPa)。由此可以推测，所述防塌钻井液F5改变了泥页岩岩心的表面润湿性，实现岩芯的润湿性由强亲水向亲油的方向转变，能够有效阻止或减少水的进入，降低泥页岩岩心的水化应力，从而降低井壁岩石水化坍塌压力，有利于井壁稳定。测试例6该测试例用于说明本发明提供的防塌钻井液对泥页岩岩心的影响。按照测试例I的方法测试防塌钻井液对泥页岩岩心的影响，不同的是，所述防塌钻井液Fl用防塌钻井液F6替代。结果表明，将泥页岩岩芯在防塌钻井液F6中浸泡，泥页岩岩芯强度瞬间降低，浸泡30s之后，岩心强度达到最低值(24MPa)，但之后泥页岩岩心强度会出现大幅度上升，并在60s后达到平衡(约为33MPa)。由此可以推测，所述防塌钻井液F6改变了泥页岩岩心的表面润湿性，实现岩芯的润湿性由强亲水向亲油的方向转变，能够有效阻止或减少水的进入，降低泥页岩岩心的水化应力，从而降低井壁岩石水化坍塌压力，有利于井壁稳定。对比测试例I
该对比测试例用于说明参比防塌钻井液对泥页岩岩心的影响。按照测试例I的方法测试防塌钻井液对泥页岩岩心的影响，不同的是，所述防塌钻井液Fl用钻井液基浆DFl替代，所得结果如图1所示。从图1可以看出，泥页岩岩心在钻井液基浆DFl中浸泡之后，强度随着浸泡时间的延长而逐渐降低，浸泡24小时之后岩心强度降至27.5MPa。从实施例1与实施例4-5的对比可以看出，当所述润湿反转剂为丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸和苯乙烯的乳液共聚物时，得到的防塌钻井液的防塌性能非常优异。从实施例1与实施例6的对比可以看出，当所述脂肪胺与浙青的重量比为0.5-1.5:1时，得到的防塌钻井液具有更为优异的防塌性能。测试例7该测试例用于说明防塌钻井液对泥页岩岩心强度的影响。将三种不同渗透率的泥页岩岩心分别在防塌钻井液Fl和钻井液基浆DFl中浸泡12h (防塌钻井液Fl和钻井液基浆DFl的盛装高度均为泥页岩岩心高度的1/2)，然后利用单轴应力实验对岩心的强度进行测试，具体实验过程和应力测试仪与测试例4相同，所得结果如表I所不。表I
权利要求
1.一种防塌钻井液用组合物，该防塌钻井液含有膨润土、降滤失剂和降粘剂，其特征在于，所述防塌钻井液还含有润湿反转剂和润湿反转剂辅剂，所述润湿反转剂为丙烯酸系单体与苯乙烯的共聚物，所述润湿反转剂辅剂含有脂肪胺和浙青。
2.根据权利要求I所述的防塌钻井液用组合物，其中，以3-5重量份的所述膨润土为基准，所述降滤失剂的含量为2-2. 5重量份，所述降粘剂的含量为O. 3-0. 5重量份，所述润湿反转剂的含量为1-2重量份，所述润湿反转剂辅剂的含量为1-2重量份。
3.根据权利要求I或2所述的防塌钻井液用组合物，其中，所述润湿反转剂为丙烯酸系单体与苯乙烯的乳液共聚物，且所述湿润反转剂的数均分子量为1000-5000。
4.根据权利要求3所述的防塌钻井液用组合物，其中，所述丙烯酸系单体选自丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯和甲基丙烯酸丁酯中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的防塌钻井液用组合物，其中，所述丙烯酸系单体为丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸的混合物。
6.根据权利要求5所述的防塌钻井液用组合物，其中，以所述共聚物的总重量为基准，丙烯酸丁酯结构单元的含量为30-50重量％，甲基丙烯酸结构单元的含量为20-40重量％，苯乙烯结构单元的含量为20-40重量％。
7.根据权利要求4或5所述的防塌钻井液用组合物，其中，所述脂肪胺与浙青的重量比为 O. 5-1. 5 :1。
8.根据权利要求7所述的防塌钻井液用组合物，其中，所述脂肪胺选自十二烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺、二辛胺和二癸胺中的一种或多种，所述浙青的数均分子量为2000-6000。
9.根据权利要求I或2所述的防塌钻井液用组合物，其中，所述防塌钻井液还含有重晶石；以3-5重量份的所述膨润土为基准，所述重晶石的含量为O. 1-500重量份。
10.一种防塌钻井液，其特征在于，所述防塌钻井液含有权利要求1-9中任意一项所述的防塌钻井液用组合物和水。
11.一种防塌的方法，该方法包括将泥页岩岩心用权利要求10所述的防塌钻井液浸泡。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述浸泡的时间为60秒-24小时。
全文摘要
本发明提供了一种防塌钻井液用组合物、一种防塌钻井液以及一种防塌的方法。所述防塌钻井液用组合物含有膨润土、降滤失剂和降粘剂，其中，所述防塌钻井液还含有润湿反转剂和润湿反转剂辅剂，所述润湿反转剂为丙烯酸系单体与苯乙烯的共聚物，所述润湿反转剂辅剂含有脂肪胺和沥青。本发明提供的防塌钻井液具有非常优异的防塌性能。
文档编号C09K8/24GK103254879SQ201310175348
公开日2013年8月21日 申请日期2013年5月13日 优先权日2013年5月13日
发明者孙金生, 杨宇平, 张振华 申请人:中国石油集团钻井工程技术研究院