[发明专利]一种可控相态的乳化钻井液

说明书

技术领域

本发明涉及石油开发以及石油钻井化工原料技术领域，主要是提供一种可控相态的乳化钻井液。

背景技术

油基钻井液在钻井时具有灵活的密度控制、几乎完美的造壁性、良好的渗透率恢复能力、没有水化作用的污染、具有很好的润滑性和流变性，在优快钻井方面有着明显的优势，已成为钻探高温深井、海上钻井、大位移井及各种复杂井段的重要手段。虽然油基钻井液具有很好的钻井使用性能，但是其使用成本高、滤饼清除困难引起地层润湿性改变，同时会给环境带来污染，造成了油基钻井液在应用和研究上的制约。20世纪90年代以来，人们开始研究低毒的合成基钻井液以减少对环境的污染，但是体系的抗温性减弱、成本升高，同时固井质量也未见明显改善。因此，需要我们重新改变思路，找到一个双效的解决办法，即保留了油基钻井液的性能，又能保护油层和保护环境。

油基钻井液的质子化是指用质子酸与钻井液体系中的钻井液添加剂相互反应，以获得更好的乳化效果。乳液转向技术，是指采用物理、化学方法来实现乳液体系在水包油、油包水之间的相互转换。在钻井液上的应用国内外尚处于起步阶段。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的问题，提供了一种质子化的可控相态的乳化钻井液。该发明将乳液转向技术应用于质子化油基钻井液的控制上，通过温度和PH方法来对油基钻井液的相态进行控制，实现W/O和O/W的相互转化，使得该质子化的钻井液具有更好的使用性能。

其技术方案是，该钻井液是属于乳化钻井液，主要包含基础油、盐水溶液、聚乙二醇、有机土、质子酸、石灰、乳化剂、润湿剂，其中各组分的重量百分比为：

基础油：40-55％；

有机土：1--3％；

聚乙二醇：5-15%；

质子酸：0.5--2.5％；

石灰：0.5--1.5％

乳化剂：3--5％；

润湿剂：0.5--2％；

盐水溶液：余量。

在上述乳化钻井液中加入碱，调节pH大于7后，钻井液由水包油转换为油包水钻井液，加入质子酸调节pH小于7后，钻井液则由油包水转换为水包油钻井液。

所述的基础油为生物柴油或白油。

所述的质子酸为乳酸、醋酸、乙酸、柠檬酸、丁酸中的一种或其中任意两种的混合物。

所述的乳化剂为有机胺类的表面活性剂。

所述的润湿剂为十二烷基三甲基溴化铵。

所述的盐水溶液为氯化钾、氯化钠、氯化铯、氯化镁中的一种或其中任意两种的水溶液。

所述乳化钻井液在40-80℃时由水包油钻井液转换为油包水钻井液。

本发明所提供的一种可控乳化钻井液的配制方法为：在基础油中加入聚乙二醇，高速搅拌15-25分钟，再依次加入乳化剂、润湿剂，高速搅拌15-25分钟，在高速搅拌的情况下分别加入盐水和有机土搅拌15-25分钟，再加入石灰，高速搅拌15-25分钟；最后加入质子酸高速搅拌15-25分钟，将钻井液的PH调为7。使用时，再加入重晶石把钻井液密度调至所需值。

发明的效果：本发明所述的钻井液体系在地面环境下最初配制为PH=7时，是水包油体系，具有良好的水溶性，对环境无污染；当其被泵入井眼，到达深部地层，钻井液的温度升高，其中的聚乙二醇类在高温下显示油性，导致了体系的油相增多，在乳化剂的作用下，钻井液由水包油体系转换为油包水体系。当钻井液回到地面，温度下降，聚乙二醇类在低温下变为亲水，整个钻井液体系的油相减少使得该体系重新转为水包油。

另外，当地层温度不高，无法实现乳液转相时，可以通过适当加入一定量的氢氧化钠，使有机胺类的乳化剂的HLB值减小，促使形成油包水乳液。在钻井施工快要结束时，需要将钻井液体系变为水性时，则可再加入一定量的质子酸，降低PH，使得乳化剂的HLB值增大，形成水包油乳状液。

因此，本发明可以从温度、pH两个方面对钻井液性质进行双向调节。根据生产需要，在钻井过程中来对该钻井液进行控制，获得了最优的钻井性能，同时减少了油基钻井液在钻井时带来的地层堵塞、含油钻屑不易处理、以及环境影响等方面的问题。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明做进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：一种可控相态的乳化钻井液，其各组分的重量百分比为：

生物柴油：55％；聚乙二醇5%；有机土：1％；乳酸：0.5％；石灰：0.5％；乳化剂：5％；润湿剂：0.5％；盐水溶液：余量