一种环保型合成基钻井液及其制备方法与流程

本发明涉及一种钻井液，具体地说，是一种环保型合成基钻井液及其制备方法。

背景技术：

油基钻井液用于钻探油气资源已有几十年的历史，最初使用的基础油如原油、柴油有毒且生物降解性低，就环保和安全而言，显然是不让人满意的。尤其在海洋钻探，包裹着油基钻井液的钻屑在排入海底时必然会海洋生物带来不利的影响。目前使用较多的白油改善了毒性问题，较好地满足了海上钻井工程的需要，但运动粘度仍然很高，以白油为基础油配制的钻井液体系流变性能仍不稳定，尤其是在海底平均3.8℃情况下表观粘度急剧增大，易致使循环泵压力过大，影响钻井作业的正常运行。

20世纪90年代，随着对环保要求越来越严苛，在海洋钻井中，出现了一类新的钻井液—合成基钻井液。合成基钻井液解决了水基钻井液不能满足井下复杂情况的性能要求，解决了油基钻井液和白油基钻井液不能满足环境保护要求的问题，但是大部分海洋合成基钻井液仍不能实现海洋就地排放。

目前以Saraline 185V为基础油的合成基钻井液在马来西亚、越南、缅甸、孟加拉、墨西哥湾等海洋钻探中广泛应用。虽然气制油合成基钻井液在国外应用已经比较普遍，展现了良好的应用前景，但在国内还处于起步阶段。

江苏石油工程有限公司钻井液技术服务公司在泰国项目Chatturat-3井三开井段应用185V气制油合成基钻井液体系，该井机械钻速与相邻区块同井段相比提高16%，顺利完成该井段施工，经济效益显著。

中海油田服务股份有限公司配制以气制油钻井液体系在渤海湾BZ25-1油田A4井及印尼地区得到应用。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种环保型合成基钻井液及其制备方法。该钻井液既满足钻井性能需求，又不影响海洋生态环境实现就地排放，解决了海洋钻井施工难题，降低钻井作业的综合成本。

本发明的一种环保型合成基钻井液，包括如下各组分：体积分数为65～95%的合成基基础油；体积分数为5～35%的质量分数为25%氯化钙水溶液；质量分数为1～4%的为有机土；质量分数为2～8%的乳化剂；质量分数为1～4%的氢氧化钙；质量分数为1～5%的降滤失剂；质量分数为20～80%的加重剂。

一般地，所述合成基基础油型号为NHoil-1，有南化集团研究院生产，可以通过市场购得；有机土型号为NHY-1，有南化集团研究院生产，可以通过市场购得。

所述乳化剂由主乳化剂、辅乳化剂或多种乳化剂组成，主要包括天然脂肪酸、天然脂肪胺、天然妥尔油脂肪酸、烷基醚、或天然脂肪酸、天然脂肪胺、天然妥尔油脂肪酸、烷基醚的混合物。

所述降滤失剂为改性沥青类物质。

所述加重剂为重晶石粉。

本发明的环保型合成基钻井液最大的优点在于:体系中合成基基础油为自然界中存在的化合物，乳化剂等主要处理剂为天然物质的改性后处理产品，都是无毒可降解，整个体系的EC₅₀＞3.0×10⁵mg/L，根据Q/SY111-2007《油田化学剂及钻井液生物毒性分级》可以得出，毒性级别为无毒且可以在海洋就地排放。

本发明的环保型合成基钻井液一种典型的配制方法，包括：在高搅杯中量取合成基基础油，加入有机土，双叶高搅仪在12000转每分钟情况下高速搅拌10分钟；依次将主乳化剂、辅乳乳化剂加入到高搅杯中，然后将计算量的氯化钙水溶液加入高搅杯，搅拌15分钟；然后称取计算量降滤失剂加入，搅拌5分钟；然后加入计算量的加重剂将钻井液密度调至1.2g/cm³～2.0g/cm³，使用Sliverson高速剪切仪剪切3.5分钟；配浆结束后在66.5℃下测定钻井液性能；将配好的钻井液倒入老化罐，150℃老化16小时，继续滚动30分钟，取出冷却测定钻井液性能。

本发明的环保型合成基钻井液配制方法优点:(1)钻井液在双叶高搅仪12000转每分钟搅拌下，混合均匀剪切充分；(2)使用Sliverson高速剪切仪剪切后的体系性能稳定，接近现场钻井实际情况；(3)在66.5℃下测定钻井液性能符合国外海洋及合成基钻井液评价条件。

附图说明

图1为实例6#相对发光度与浓度拟合曲线。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的进一步说明，不对本发明内容进行限制。因此在本发明基本上的任何修改或同义词替换等，均在本发明的保护范围之内。

实例

表1 环保型合成基钻井液配方

实例评价方法

1、 流变性能评价

取实例配制好1#到6#的环保型合成基钻井液，按照GB/T16783.1-2006标准规定进行六速黏度、动切力、HTHP（150℃，3.5MP）失水及电稳定性测试。

表2 66.7度流变性能测试

表3 150℃热滚16小时后66.7度流变性能测试

2、 生物毒性检测

取实例6#按照Q/SY111-2007《油田化学剂、钻井液生物毒性分级及检测方法》进行发光细菌法生物毒性测试，如图1和表4。

表4 体系6#的相对发光度与浓度

根据拟合方程可以得出环保型合成基钻井液6#的EC₅₀分别为4.64×10⁵mg/L，根据Q/SY111-2007《油田化学剂及钻井液生物毒性分级》可以得出，毒性级别为无毒，且可以就地排放。