[发明专利]抗高温白油基钻井液用有机土及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗高温白油基钻井液用有机土，属于石油资源勘探与开发技术领域。

背景技术

随着常规油气资源的不断减少，石油勘探开发逐渐向更深的地层钻进。在深井超深井的钻探中，由于地温梯度的存在，井眼越深井筒内的温度就会变得越高。我国西部油田超过7000m的超深井和东部油田超过5000m的深井井底温度就很可能超过200℃。在这种高温下，钻井就需要配合使用耐热的钻井液，油基钻井液也因此发展起来。油基钻井液体系具有热稳定性好，抗温达230℃以上，密度达2.2g/cm³以上；另外，油基钻井液对于钻复杂地层，如水敏性强的地层、深井高温高压地层、巨厚盐膏层方面，可以大幅降低井下复杂事故率，提高机械钻速。但是，随着社会对环保的日益重视，在一些环境敏感区域要求使用环保的白油基钻井液体系，然而传统的柴油基钻井液用有机土在白油基钻井液体系中性能大幅降低，造成白油基钻井液体系切力低、重晶石沉降、携岩能力差等问题。因此提升有机土在白油基钻井液体系中的凝胶性能成为改善白油基钻井液体系流变性能和携岩能力的关键。目前油基钻井液用有机土，多为一种或多种季铵盐阳离子表面活性剂对提纯钠基膨润土进行插层反应制得，此方法制备的有机土存在加量大、切力低，在环保型基础油(白油或气制油)中性能降低等问题。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种抗高温白油基钻井液用有机土及其制备方法，能够提高白油基钻井液的粘切力和高温稳定性能，解决钻探深井、超深井过程中由于钻井液体系粘切力低造成的重晶石沉降和携岩能力差等问题。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

一种抗高温白油基钻井液用有机土，以重量份计，包括如下原料：

上述的抗高温白油基钻井液用有机土中，采用单双、不同碳链长度的季铵盐：十六烷基三甲基氯化铵和双十八烷基三甲基氯化铵。利用此种组合方式制备的有机土具有更强的凝胶性和更大的粘切力。

上述的抗高温白油基钻井液用有机土中，优选的，所述提纯钠基膨润土的添加量为15-20重量份。

上述的抗高温白油基钻井液用有机土中，优选的，所述ZLSH-600功能化大分子为中科天启油气技术有限公司生产，分子量为15000-20000。

本发明还提供上述的抗高温白油基钻井液用有机土的制备方法，包括如下步骤：

一次插层反应：

将提纯钠基膨润土和水混合、搅拌，加入十六烷基三甲基氯化铵和双十八烷基三甲基氯化铵，在80℃-100℃搅拌反应1-3小时，得到有机土料液；

将有机土料液进行压滤、去除水分，得到一次插层料；

二次插层反应：

将一次插层料和ZLSH-600功能化大分子室温捏合反应30-120分钟，得到二次插层料；

后期处理：

将二次插层料在80℃-110℃干燥3-5小时，降至室温，粉碎、过200目筛，得到抗高温白油基钻井液用有机土。

上述的制备方法中，优选的，一次插层反应的反应温度为90℃-95℃，反应时间为2小时。

上述的制备方法中，一次插层反应中混合、搅拌操作所用的设备为具有加热、搅拌、冷却系统的不锈钢捏合机；压滤所用的设备为板框式压滤机。

上述的制备方法中，一次插层反应采用湿法加热捏合，二次插层反应采用干法捏合。

上述的制备方法中，二次插层反应采用功能化大分子ZLSH-600，能够增强有机土在气制油中的凝胶性能，提高粘切力。

本发明的突出效果为：

本发明所得的抗高温白油基钻井液用有机土，抗高温、具有良好的增粘提切作用，能够提高白油基钻井液的粘切力和高温稳定性能，从而解决钻探深井、超深井过程中由于钻井液粘切力低造成的重晶石沉降和携岩能力差等问题。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例

本实施例提供一种抗高温白油基钻井液用有机土，以重量份计，包括如下原料：

提纯钠基膨润土20重量份，十六烷基三甲基氯化铵3重量份，双十八烷基三甲基氯化铵6重量份，ZLSH-600功能化大分子2重量份，水100重量份。

本实施例的抗高温白油基钻井液用有机土是通过下列方法制备得到的：

一次插层反应：