耐温200℃水包油钻井液[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 104194747 A(43)申请公布日 2014.12.10

(21)申请号 201410389887.8(22)申请日 2014.08.11

(71)申请人东北石油大学

地址163318 黑龙江省大庆市高新技术开发

区发展路199号(72)发明人范振忠 刘庆旺 王继刚 娄燕敏

万家瑰 范炜昊(74)专利代理机构大庆知文知识产权代理有限

公司 23115

代理人张海霞(51)Int.Cl.

C09K 8/28(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页权利要求书1页 说明书3页

(54)发明名称

耐温200℃水包油钻井液(57)摘要

本发明公开了一种耐温200℃水包油钻井液，由母液及添加剂组成，其中母液包括水及柴油，二者按照4:6的质量比混合；所述添加剂由主乳化剂、辅乳化剂、稳定剂及页岩抑制剂组成，其中主乳化剂、辅乳化剂、稳定剂的加量分别按照母液质量的2.0%计算，页岩抑制剂的加量则按照母液质量的1.0%计算；所述的主乳化剂是一种铵盐或季铵盐型阳离子含氟表面活性剂，辅乳化剂为正丁醇，稳定剂为磺化沥青，页岩抑制剂为氯化钾。本

仍能保持其各发明钻井液在200℃环境条件下，

项性能良好，从而保证施工的顺利进行。

CN 104194747 A CN 104194747 A

权 利 要 求 书

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1.一种耐温200℃水包油钻井液，由母液及添加剂组成，其中母液由水及柴油两组分组成，二者按照4:6的质量比混合；所述添加剂由主乳化剂、辅乳化剂、稳定剂及页岩抑制剂组成，其中主乳化剂、辅乳化剂、稳定剂的加量分别按照母液质量的2.0%计算，页岩抑制剂的加量则按照母液质量的1.0%计算；所述的主乳化剂是一种铵盐或季铵盐型阳离子含氟表面活性剂，辅乳化剂为正丁醇，稳定剂为磺化沥青，页岩抑制剂为氯化钾。

2.根据权利要求1所述的耐温200℃水包油钻井液，其特征在于：上述铵盐或季铵盐型阳离子型含氟表面活性剂，由甲基丙烯酸三氟乙酯、二甲基二烯丙基氯化铵、三甲胺为主要原料制成。

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CN 104194747 A

说 明 书耐温200℃水包油钻井液

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技术领域

[0001]

本发明涉及一种水包油钻井液。

背景技术

[0002]

在一些油层压力系数低、井漏严重的储层中，水包油钻井液由于其密度低，保护油气层，得到了很好的应用。但从应用的效果来看，存在两个主要问题：一是高温后的钻井液稳定性差，必须选择耐高温的乳化剂和各种助剂；二是高温处理后水包油钻井液的沉降稳定性差，在高温的条件下，水包油钻井液容易破乳而导致油水分层，失去稳定性。目前报道的抗高温水包油钻井液抗温性只能达到160℃。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种可耐温200℃的水包油钻井液，以解决现有钻井液高温后稳定性差等问题。

[0004] 为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种耐温200℃水包油钻井液，由母液及添加剂组成，其中母液包括水及柴油两种组分，二者按照4:6的质量比混合；所述添加剂由主乳化剂、辅乳化剂、稳定剂及页岩抑制剂组成，其中主乳化剂、辅乳化剂、稳定剂的加量分别按照母液质量的2.0%计算，页岩抑制剂的加量则按照母液质量的1.0%计算；所述的主乳化剂是一种铵盐或季铵盐型阳离子含氟表面活性剂，辅乳化剂为正丁醇，稳定剂为磺化沥青，页岩抑制剂为氯化钾。

[0005] 优选上述铵盐或季铵盐型阳离子型含氟表面活性剂，由甲基丙烯酸三氟乙酯、二甲基二烯丙基氯化铵、三甲胺为主要原料制成。

[0006] 上述耐温200℃水包油钻井液的制备方法：

按照配方比例，先往搅拌机里加入水，然后加入主、辅乳化剂，再加入柴油，充分搅拌至乳白色后，加入稳定剂和页岩抑制剂，搅拌均匀即成。[0007] 发明效果：本发明水包油钻井液在200℃条件下静止养护4天，析出油仅有3.6mL；200℃热滚16小时后，表观粘度大于30mPa·s，塑性粘度大于25 mPa·s，失水量小于5mL，与常温测定的水包油钻井液性能相比较变化不大；当盐的加量小于5.0%时，对水包油钻井液粘度、切力、滤失量影响不大；水包油钻井液对钻屑的膨胀率小于2%，远低于蒸馏水的膨胀率。综合上述性能可以看出，本发明钻井液在200℃环境条件下，仍能保持其各项性能良好，保证施工要求。具体实施方式

[0008] 下面结合具体的实施例来验证本发明钻井液在高温情况下的各项性能：

实施例1：耐温200℃水包油钻井液稳定性评价

按照发明内容部分给出方法制备耐温200℃水包油钻井液。其中的主乳化剂购自杭州仁杉科技有限公司，该主乳化剂主要由甲基丙烯酸三氟乙酯、二甲基二烯丙基氯化铵、三甲

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说 明 书

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胺为主要原料制成。

[0009] 常温静止实验方法：取配制好的水包油钻井液100 mL倒入量筒中，静止观察4天；

高温静止实验方法：取350 mL水包油钻井液倒入高温老化罐中，放入加热炉中，在200℃条件下养护，取出后冷却，测定析油量。实验结果见表1。[0010] 表1 水包油钻井液的稳定性

由表1可见，常温时水包油乳状液稳定效果好，静置后的析油量少；高温养护后，析出油仅有3.6mL，具有良好的高温稳定性

（2）实施例2：耐温200℃水包油钻井液流变性评价取实施例1配制好的耐温200℃水包油钻井液，分别测定水包油钻井液的常温性能和200℃热滚16小时后的性能。实验数据见表2。

[0011] 表2 水包油钻井液常温及200℃热滚16小时性能

表中：AV为表观粘度；PV为塑性粘度；YP为切力；G1/G10为初/终切力；FL为常温常压滤失量；HTHP为高温高压滤失量。[0012] 由表2可见，本发明水包油钻井液有很好的流变性及乳化稳定性，200℃高温后油水不分层，同时具有很好的切力，失水量小。说明本发明的水包油钻井液体系具有良好的抗高温性。

[0013] 实施例3：盐对本发明水包油钻井液性能的影响

在欠平衡钻井过程中，当钻遇到岩盐层时，盐会侵入到钻井液中，室内对水包油钻井液进行了抗盐侵的性能评价实验，实验用盐为NaCl，实验结果见表3。[0014] 表3 水包油钻井液抗盐侵实验数据

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说 明 书

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由表3可见，随着含盐量增大，钻井液粘度、切力、滤失量上升，当盐的加量小于5.0%时，水包油钻井液的性能变化不大，水包油钻井液体系具有良好的抗盐侵能力。[0015] 实施例4：钻屑膨胀率评价

称取大庆油田徐深1井不同深度的过100目的钻屑粉各15g，在15 MPa下压置15 min，制成岩心，然后进行膨胀率的测定。实验结果见表4。[0016] 表4 耐温200℃水包油钻井液钻屑膨胀率实验

由表4可见，水包油钻井液的膨胀率低于蒸馏水的膨胀率，水包油钻井液可以有效抑制页岩水化、分散，避免页岩地层发生井壁失稳。

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