一种以植物油为内相的水包油钻井液及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种以植物油为内相的水包油钻井液及其制备方法，属于石油勘探领 域。
【背景技术】
[0002] 钻井液是指钻井过程中使用的循环工作液。水包油钻井液体系是以水为连续相、 油为分散相的水包油乳状液，主要用于解决低孔低渗、缝洞发育易井漏、地层压力系数低的 储层保护问题和深井欠平衡技术难题。其油相主要采用高闪点、高燃点和高苯胺点的矿物 油，如柴油、白油、原油等，但矿物油的生物毒性较大，且很难生物降解，随着各国环保标准 越来越严苛，可直接排放的植物油基水包油体系的需求越来越迫切。
[0003] 植物油相对于其他矿物油而言有以下优点：①无毒，LC5tl值大于10 7,可实现直接 排放，环境保护性能好；②芳烃含量极少，对环境对身体伤害小，且对钻井设备的橡胶部件 腐蚀小；③闪点燃点高，运输使用安全；④含硫量低，二氧化硫等污染物少；⑤植物油属于 可再生资源，使用植物油作为基础油符合国家节能减排战略；⑥目前三到四级植物油的成 本在6000元左右，与矿物油相当，比气制油低得多；⑦植物油中含有天然乳化剂磷脂，比矿 物油更易乳化。
[0004] 因此，研发一种以植物油为内相的水包油钻井液成为本领域亟待解决的技术问题 之一D
【发明内容】
[0005] 为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种以植物油为内相的水包油钻井 液，该钻井液性能稳定、抗钻肩及粘土污染能力强、安全环保，可实现直接排放。
[0006] 本发明的目的还在于提供一种制备上述以植物油为内相的水包油钻井液的方法。
[0007] 为达到上述目的，本发明提供了一种以植物油为内相的水包油钻井液，该钻井液 包括植物油、水和处理剂，其中：
[0008] 所述植物油与水的体积比为40:60-60:40 ;
[0009] 所述处理剂包括主乳化剂、辅乳化剂、降滤失剂I、增粘剂、NaOH、提黏切剂、降滤 失剂II :以IOOmL植物油+水计，主乳化剂的含量为2-3. 5g、辅乳化剂的含量为1-2. 5g、降 滤失剂I的含量为1-3. 5g、增粘剂的含量为1-1. 5g、NaOH的含量为0. 25-0. 3g、提黏切剂的 含量为〇. 1-0. 2g、降滤失剂II的含量为I. 5-4g。上述处理剂的含量是以IOOmL的植物油与 水的混合物为基准计算的。
[0010] 在上述钻井液中，优选地，所述钻井液的密度为〇. 89-0. 99g/cm3。
[0011] 在上述钻井液中，优选地，所述主乳化剂包括烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化 铵、十六烷基三甲基氯化铵、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、烷基磷酸单酯盐中的一种；
[0012] 更优选地，所述烷基苯磺酸钠的通式为R-C6H4-SO 3Na,其中R为(^-(：13的烷基；
[0013] 所述烷基磷酸单酯盐的通式为RO(CH2CH2O) n-PO具，其中R为(：8工18的烷基，M为K、 Na或二乙醇胺，n = 1-10 (优选3-5)。
[0014] 上述主乳化剂能够在40:60-60:40大范围油水比和50°C _170°C温度范围内长期 使用，乳化稳定性和高温稳定性高。
[0015] 在上述钻井液中，优选地，所述辅乳化剂包括烷基醇酰胺、聚氧乙烯失水山 梨醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种；更优选地，所述烷基醇酰胺的通式为 RCON(CH 2CH2OH)2，其中 R = (：12-(：18的烷基。
[0016] 在上述钻井液中，优选地，所述降滤失剂I包括氧化沥青、天然沥青、腐殖酸酰胺 中的一种。
[0017] 在上述钻井液中，优选地，所述增粘剂包括羧甲基淀粉、羟乙基淀粉、羟乙基纤维 素中的一种。
[0018] 在上述钻井液中，优选地，所述提黏切剂包括黄原胶、膨润土中的一种。
[0019] 在上述钻井液中，优选地，所述降滤失剂II包括磺甲基酚醛树脂、磺化褐煤树脂、 磺化沥青中的一种。
[0020] 在上述钻井液中，优选地，所述植物油包括椰子油、棉籽油、蓖麻油、菜籽油、大豆 油中的一种或几种的组合；更优选为几种植物油的组合，各组分可以是以任意比混合的。
[0021] 在上述钻井液中，优选地，所述水为淡水。
[0022] 为达到上述目的，本发明还提供了一种制备上述以植物油为内相的水包油钻井液 的方法，其包括以下步骤：
[0023]先量取植物油，向其中依次加入主乳化剂、辅乳化剂、降滤失剂I，然后在 10000-1 lOOOr/min下搅拌20-30分钟，得到油相；
[0024] 再量取水，向其中依次加入增黏剂、NaOH、提黏切剂，在10000-11000r/min下搅拌 15-20分钟后，再加入降滤失剂II，在10000-11000r/min下搅拌15-20分钟，得到水相；
[0025] 最后将油相加入到水相中，继续搅拌至乳状液乳化完全，得到以植物油为内相的 水包油钻井液。
[0026] 本发明提供的以植物油为内相的水包油钻井液具有以下有益效果：
[0027]1、本发明以椰子、大豆等廉价植物油为基础油，代替柴油、白油等矿物油，研制出 了以植物油为内相的水包油钻井液，钻井液的密度范围为0. 89-0. 99g/cm3。该钻井液可 抗170°C高温，热滚16小时前后均能保持乳状液性能稳定，流变性能良好，高温高压滤失量 低；抗钻肩及粘土污染能力强，能保持10天不发酵腐败，渗透率恢复值高达90%，储层保护 效果突出。微观结构呈紧密排列大小不一的球型结构，界面膜厚乳状液稳定，常温及170°C 高温下乳状液中部粒径变化非常小，乳液整体稳定，未发现澄清层及破乳现象，TSI稳定系 数低。生物毒性实验结果表明，该钻井液没有毒性，安全环保，可实现直接排放。
[0028] 2、本发明选用的基础油为大自然生物链中的植物油，不仅自身可生物降解，而且 由于自身即为乳化剂，配套处理剂的用量少，且所用的处理剂均为环保型处理剂，所配置的 油基钻井液为环境友好、储层友好的双保型钻井液体系。
[0029] 3、本发明采用的基础油来源广，价格便宜，且配套处理剂加量少，能够有效降低油 基钻井液成本，且其含油钻肩可直接排放、废弃钻井液处理成本超低，综合成本低，经济效 益突出。
【附图说明】
[0030] 图1为实施例1的以植物油为内相的水包油钻井液的显微镜图。
[0031] 图2为普通水包油钻井液的显微镜图。
【具体实施方式】
[0032] 为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技 术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0033] 实施例1
[0034] 本实施例提供一种制备以植物油为内相的水包油钻井液的方法，具体