钻井液制造技术

叙述一种主要含羧甲基维素钠、膨润土、水和至少一种选自２－巯基苯并咪唑化合物、２－巯基苯并噻唑化合物、２－巯基噻唑啉和２－硫代咪唑酮的钻井液。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油钻进或其它井在钻进时所用的钻井液。本专利技术特别涉及在高温条件下，能阻止失水量增加的改进型钻井液。在油气井钻探中，钻井液(也称为钻井泥浆)在保持所钻的井稳定，并安全快速的钻至要求的深度上，通常有重要的作用。因此，如不能适当地控制井层的泥浆，将发展成断裂、卡钻、井喷等事故的原因。直至目前，一般迄今广泛应用的钻井液主要由水-膨润土悬浮体组成，并加入分散剂、稠化剂、胶体保护剂、失水控制剂、可溶性盐、表面活性剂、润滑剂、加重料以及其它各种钻井泥浆添加剂，调节成适合井层特定用途的液体。已知羧甲基纤维素钠(CMC)倾向于用其长链分子复盖土粒，堵住井壁的孔隙，是性能优异的胶体保护剂和失水控制剂，因此，已广泛用于防止地层破裂的目的。上述主要目标的适用钻井液主要含水、膨润土、CMC，并加入各种泥浆料以满足特定的用途。表1给出典型的钻井液。但是，当井内温度升至约80℃以上时，上述钻井液很不稳定，其缺点是失水量增加。所以，已发现在高温下使用上述钻井液时，由于功效降低，已难于继续钻入地层，此外在一些情况下，发生地层壁的破裂。经过广泛的研究，专利技术了能克服上述问题的改进钻井液。本专利技术涉及一种主要含羧甲基纤维素钠、膨润土、水和至少一种选自2-巯基苯并咪唑化合物、2-巯基苯并噻唑化合物、2-巯基 噻唑啉和2-硫代咪唑酮的钻井液。以下的实例表明本专利技术的钻井液甚至在高温条件下也具有防止失水量增加的优异性能。本专利技术的钻井液含羧甲基纤维素钠、膨润土、水和至少一种选自2-巯基苯并咪唑化合物、2-巯基苯并噻唑化合物、2-巯基噻唑啉和2-硫代咪唑酮。本专利技术的钻井液所含的2-巯基苯并咪唑最好以式(Ⅰ)表示 式中每个R1、R2、R3和R4代表一个氢原子或一个低级烷基，如甲基或乙基，X代表一个氢原子、一个碱金属或铵。这类化合物中2-巯基苯并咪唑(R1至R4＝H，和X＝H)、甲基-2-巯基苯并咪唑(其中R1-R4中至少一个是甲基，和X＝H)、和其钠盐(X＝Na)特别合用。本专利技术优先选用的其它可含于完井清盐水和整理液中的2-巯基苯并噻唑化合物用式(Ⅱ)表示 式中每个R1、R2、R3和R4代表一个氢原子或低级烷基，如甲基或乙基，X代表一个氢原子，一个碱金属或铵。这些化合物中，2-巯基苯并噻唑(其中R1至R4＝H、X＝H)、甲基-2-巯基苯并噻唑(其中R1至R4中至少一个是甲基和X＝H)和其钠盐(X＝Na)特别合用。由2-巯基苯并咪唑化合物、2-巯基苯并噻唑化合物、2-巯基噻唑啉和2-硫代咪唑酮中选出的至少一种化合物，在本专利技术钻井液中的浓度占钻井液总重量的约0.001%至约0.2%(重量)为较好、约0.005至约0.1%则更好。除2-巯基苯并咪唑，2-巯基苯并噻唑、2-巯基噻唑啉和2-硫代咪唑酮等主要成分外，本专利技术的钻井液还含羧甲基纤维素钠、膨润土和水，以及其它钻井泥浆物料，使其适应特定的用途。它们的含量如下。羧甲基纤维素钠通常的取代度为0.5-1.5、聚合度为100-1500。它在本专利技术的钻井液中的含量由约0.1%至约1.5%(重量)。膨润土符合API(美国石油学会)标准，在本专利技术的钻井液中的含量由约1%至约15%(重量)。通常，河水、地层水、海水等可在钻井液中用做水的组分，它们在本专利技术的钻井液中的含量比率自约25%至约99%(重量)。如果需要，分散剂、增稠剂、胶体保护剂、失水控制剂、水溶性盐、表面活性剂、润滑剂、加重料、粘土等通常可用做钻井泥浆的加入组分。它们可根据使用目的而采用，在本专利技术钻井液中的总含量约占75%或以下。当本专利技术的钻井液曾在约80℃或更高的温度下，更好是在约80℃-约150℃下老化时它们优于迄今使用的其它钻井液，特别是其失水量很小。本专利技术用以下的实例评述。钻井液在高温下置于滚炉中，热后冷却至室温。在下面的实例中，测量并比较了本专利技术的钻井液和其它迄今使用的钻井液的失水量和其它性质。失水量(WL)按API(美国石油学会)的标建方法用压滤器测量，液体性质〔表观粘度(AV)、塑性粘度(PV)、屈服点(YP)和胶凝强度(GEL)〕用35型Fann VG计测量。在以下实例中，如无注明，所有的“份”都以重量计。实例1一种迄今使用的钻井液由100份淡水、2份膨润土、和0.25份取代度为0.8、在1%重量下粘度为1200厘泊(Brookfield粘度计，3号转子，30RPM，25℃)的羧甲基纤维素钠所组成。本专利技术的钻井液系将0.005份2-巯基苯并咪唑加入以上钻井液而得。每种钻井液都在80℃下在滚炉中老化16小时，然后冷至室温。测量了它们的失水量和液体性质。所得结果列于表2。表2AV PV YP GEL WL钻井液(厘泊)(厘泊)(磅/100英尺2)(磅/100英尺2)(毫升)迄今使用 11.5 9.5 3.5 1-2 16.4的钻井液本专利技术的 18 13 10 2-6 10.6钻井液实例2一种迄今使用的钻井液由100份海水、0.5份碳酸钠、0.3份氢氧化钠、8份膨润土、1份石棉和1份取代度为0.8，在1%重量下粘度为20厘泊(Brookfield粘度计，1号转子，60RPM，25℃)的羧甲基纤维素钠所组成。本专利技术的钻井液系将0.05份的2-巯基苯并咪唑的钠盐加入以上钻井液而得。每种钻井液都在140℃下在滚炉中老化16小时。测量了它们的失水量和液体性质。结果列于表3。表3AV PV YP GEL WL钻井液(厘泊)(厘泊)(磅/100英尺2)(磅/100英尺2)(毫升)迄今使用 7 4 6 3-4 23.3的钻井液本专利技术的 9 6 6 3-6 16.2钻井液实例3一种迄今使用的钻井液由100份海水、0.5份碳酸钠、0.3份氢氧化钠、8份膨润土、1份石棉和0.8份取代度为1.2，在1%重量下粘度为50厘泊(Brookfield粘度计，1号转子，60RPM，25℃)的羧甲基纤维素钠所组成。本专利技术的钻井液系将0.02份2-巯基苯并咪唑的钠盐加入以上钻井液而得。每种钻井液都在140℃下在滚炉中老化16小时然后冷却至室温。测量了它们的失水量和液体性质。所得结果列于表4。表4AV PV YP GEL WL钻井液(厘泊)(厘泊)(磅/100英尺2)(磅/100英尺2)(毫升)迄今使用 7 5.5 3 2-4 32.1的钻井液本专利技术的 8 6 3.5 2-5 15.8钻井液实例4一种迄今使用的钻井液由100份淡水、2份膨润土、0.25份和实例1中所用的相同的羧甲基纤维素钠所组成，本专利技术的钻井液系将0.005份2-巯基噻唑啉加入以上钻井液而得。每种钻井液都在80℃下在滚炉中老化16小时，冷却至室温。测量了它们的失水量和液体性质。所得结果列于表5。表5AV PV YP GEL WL钻井液(厘泊)(厘泊)(磅/100英尺2)(磅/100英尺2)(毫升)迄今使用 11.5 9.5 3.5 1-2 16.4的钻井液本专利技术的 16.5 12 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井液，其特征在于该钻井液主要含羧甲基纤维素钠，膨润土、水和至少一种选自２—巯基苯并咪唑化合物、２—巯基苯并噻唑化合物、２—巯基噻唑啉和２—硫代咪唑酮。

【技术特征摘要】
1.一种钻井液，其特征在于该钻井液主要含羧甲基纤维素钠，膨润土、水和至少一种选自2-巯基苯并咪唑化合物、2-巯基苯并噻唑化合物、2-巯基噻唑啉和2-硫代咪唑酮。2.根据权利要求1的一种钻井液，其中所述的2-巯基苯并咪唑化合物用式(Ⅰ)表示其中每个R1、R2、R3和R4代表一个氢原子或一个低级烷基、X代表一个氢原子、一个碱金属、或铵。3.根据权利要求2的一种钻井液，其中所述的每个R1、R2、R3、R4代表一个氢原子或一个甲基，而X代表一个氢原子或钠。4.根据权利要求1的一种钻井液，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳田诚，本幸彦，神田滕一，
申请(专利权)人：日东化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]