一种钻井液基浆及高温钻井液制造技术

本发明专利技术提供了一种钻井液基浆及高温钻井液，属于钻井工程领域。该钻井液基浆的原料包括以下成分：有机锂皂石，黏土，水；其中有机锂皂石的质量分数为0.4％

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液基浆及高温钻井液


[0001]本专利技术属于钻井工程领域，具体涉及一种钻井液基浆及高温钻井液。

技术介绍

[0002]随着巴黎气候大会的成功召开和《巴黎协定》的正式生效实施，我国对当前能源结构优化的力度正逐步加大。地热能作为一种低碳可再生能源，具有储量大、稳定可靠等优点，大力开发地热能能够取代部分传统化石能源，对优化能源结构具有重要意义。地热资源的开采与利用已成为当代地球科学和能源工业的一大前沿研究课题，对于储层温度大于150℃的钻井一般定义为高温井，相比于常规钻井，高温井对钻井技术提出了更高的要求。
[0003]目前国内外常用的高温钻井液按其连续相的不同，主要分为油基和水基两种，油基钻井液对储层污染比较大，不宜用于干热岩型地热能勘探，因此大部分研究者更倾向于水基钻井液用于高温井勘探。但研究表明，高温环境能够很大程度上的影响水基钻井液的性能，而且随着温度的升高和井下静置时间的延长，水基钻井液性能恶化愈发显著。高温引起的钻井液性能变化主要由钻井液中的造浆黏土和处理剂无法抵抗高温导致的，高温下造浆黏土极易出现高温分散、聚结以及钝化现象，而大部分处理剂在高温下则会发生高温降解和交联作用，导致钻井液性能难以控制，严重时可能导致钻井液丧失其热稳定性，无法完成干热岩型地热能这种高温井的勘探。
[0004]为了改善钻井液的高温稳定性，国内外大部分研究者聚焦于研制抗高温处理剂，试图通过扩充高温处理剂的种类来改善钻井液高温性能不足问题。公开号为CN101942295A的中国专利申请公开了一种深地层钻探用抗高温累托石水基钻井液，该钻井液为助剂和水的混合物，所述助剂至少包括钠基累托石、主降滤失剂、辅助降滤失剂、包被剂、护壁剂、钻井液用润滑剂、消泡剂和NaOH，助剂中各组分与钻井液的质量体积比分别为：1～5％钠基累托石、0.2～12％主降滤失剂、0.1～3％辅助降滤失剂、0.1～2％包被剂、1～5％护壁剂、1～5％钻井液用润滑剂、0.1～0.3％消泡剂和0.1～0.5％NaOH，质量体积比的单位均为Kg/m3；其中所述主降滤失剂为聚合物降滤失剂COP
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LFL、磺化酚醛树脂SMP
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2、二元共聚物PAMS601或二元共聚物PAMS900中的任一种或者几种的混合物；所述辅助降滤失剂为PAM、LV
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CMC、HV
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CMC或 CMS中的任一种或者几种的混合物。虽然该钻井液能够在200℃保持良好的流变性能、携砂能力和抗滤失性能，但是，一方面，该钻井液中的助剂种类繁多，大大增加了勘探的成本；另一方面，该钻井液只能在200℃保持良好的流变性能、携砂能力和抗滤失性能，其对于钻探干热岩型地热能这种井深 3000m以上、井下温度超过200℃的高温井并不适用。
[0005]为了克服上述问题，亟需开发出一种组成更简单、抗高温能力更优异，能够适用于热岩型地热能勘探与开采的高温钻井液。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的在于提供一种高温特性明显提高的钻井液基浆。
[0007]本专利技术的另一个目的在于提供一种组成更简单、抗高温能力更优异(达到210℃)，
能够适用于热岩型地热能勘探与开采的高温钻井液。
[0008]本专利技术提供了一种钻井液基浆，它的原料包括以下成分：有机锂皂石，黏土，水；其中有机锂皂石的质量分数为0.4％
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1.6％，黏土的质量分数为 3％
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5％，所述有机锂皂石为经阳离子表面活性剂修饰的锂皂石。
[0009]“黏土”是一种重要的矿物原料，是含砂粒很少、有黏性的土壤。黏土一般由硅酸盐矿物在地球表面风化后形成，其成分主要为氧化硅与氧化铝。
[0010]“锂皂石”又称硅酸镁锂，是一种人工合成的三八面体层状胶体材料，在水体系中具极强的成胶性能，具有优异的触变性、分散性、悬浮性和增稠性。
[0011]进一步地，所述黏土为钠基膨润土、海泡石、坡缕石、钠基累托土中的一种或两种以上的混合物，优选为钠基累托土；
[0012]和/或，所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。
[0013]进一步地，所述有机锂皂石的制备方法包括以下步骤：将锂皂石加入水中分散均匀，得到分散液，然后加入阳离子表面活性剂，反应，得到有机锂皂石；
[0014]优选地，所述分散液中，锂皂石的质量分数为1％
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3％，优选为2％；锂皂石与阳离子表面活性剂的质量比为100:(20
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40)，优选为100:30；所述反应的温度为70
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90℃，优选为80℃，反应的时间为1
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3小时，优选为2h。
[0015]进一步地，所述有机锂皂石的质量分数为0.7％
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0.9％，黏土的质量分数为3.5％
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4.5％。
[0016]进一步地，所述有机锂皂石的质量分数为0.8％，黏土的质量分数为4％。
[0017]本专利技术还提供了一种高温钻井液，它的原料包括上述的钻井液基浆和高温处理剂。
[0018]进一步地，所述高温处理剂为高温降滤失剂、高温稳定剂、高温防塌抑制剂中的一种或两种以上的混合物。
[0019]进一步地，所述高温降滤失剂为聚合物高温降滤失剂，优选为X；
[0020]和/或，所述高温稳定剂为亚硫酸钠、粘土稳定剂的一种或两种的混合物，优选为粘土稳定剂；
[0021]和/或，所述高温防塌抑制剂为改性沥青，优选为磺化沥青。
[0022]进一步地，它的原料包括以下成分：有机锂皂石，黏土，高温降滤失剂，高温稳定剂，高温防塌抑制剂，水；其中，高温降滤失剂的质量分数为 0.4％
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1.0％，高温稳定剂的质量分数为0.3％
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0.9％，高温防塌抑制剂的质量分数为1.2％
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2.0％。
[0023]进一步地，所述高温降滤失剂的质量分数为0.5％
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0.7％，高温稳定剂的质量分数为0.6％
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0.8％，高温防塌抑制剂的质量分数为1.7％
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1.9％。
[0024]进一步地，所述高温降滤失剂的质量分数为0.6％，高温稳定剂的质量分数为0.7％，高温防塌抑制剂的质量分数为1.8％。
[0025]本专利技术还提供了一种制备上述高温钻井液的方法，所述方法包括以下步骤：将原料混合均匀，即得。
[0026]本专利技术还提供了上述高温钻井液用于高温钻井的用途。
[0027]与现有技术相比，本专利技术提供的高温钻井液具有以下有益效果：
[0028]1.本专利技术的高温钻井液中，基浆由有机锂皂石和黏土组成，有机锂皂石的加入能
够很好地提升黏土的高温特性，特别是当黏土为钠基累托土时，有机锂皂石对钠基累托土的高温特性调控效果最佳；
[0029]2.本专利技术的高温钻井液中，除了上述由有机锂皂石和黏土组成的基浆外，还可以包括高温处理剂(降滤失本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井液基浆，其特征在于：它的原料包括以下成分：有机锂皂石，黏土，水；其中有机锂皂石的质量分数为0.4％
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1.6％，黏土的质量分数为3％
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5％，所述有机锂皂石为经阳离子表面活性剂修饰的锂皂石。2.根据权利要求1所述的钻井液基浆，其特征在于：所述黏土为钠基膨润土、海泡石、坡缕石、钠基累托土中的一种或两种以上的混合物，优选为钠基累托土；和/或，所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。3.根据权利要求1或2所述的钻井液基浆，其特征在于：所述有机锂皂石的制备方法包括以下步骤：将锂皂石加入水中分散均匀，得到分散液，然后加入阳离子表面活性剂，反应，得到有机锂皂石；优选地，所述分散液中，锂皂石的质量分数为1％
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3％；锂皂石与阳离子表面活性剂的质量比为100:(20
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40)；所述反应的温度为70
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90℃，反应的时间为1
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3小时。4.根据权利要求1
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3任一项所述的钻井液基浆，其特征在于：所述有机锂皂石的质量分数为0.7％
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0.9％，黏土的质量分数为3.5％
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4.5％。5.一种高温钻井液，其特征在于：它的原料包括权利要求1
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4任一项所述的钻井液基浆和高...

【专利技术属性】
技术研发人员：王胜，谌强，陈礼仪，李之军，袁学武，袁进科，谭慧静，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：