一種鉆井液添加劑的制備方法
【專利說明】
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技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種鉆井液添加劑的制備方法，屬于鉆井液技術(shù)領(lǐng)域。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 鉆井液，是鉆探過程中，孔內(nèi)使用的循環(huán)沖洗介質(zhì)。鉆井液是鉆井的血液，又稱鉆 孔沖洗液。鉆井液按組成成分可分為清水、泥漿、無粘土相沖洗液、乳狀液、泡沫和壓縮空氣 等。清水是使用最早的鉆井液，無需處理，使用方便，適用于完整巖層和水源充足的地區(qū)。泥 漿是廣泛使用的鉆井液，主要適用于松散、裂隙發(fā)育、易坍塌掉塊、遇水膨脹剝落等孔壁不 穩(wěn)定巖層。目前，鉆井液被公認為至少有以下十種作用： (1)清潔井底，攜帶巖肩。保持井底清潔，避免鉆頭重復(fù)切削，減少磨損，提高效率。
[0005] (2)冷卻和潤滑鉆頭及鉆柱。降低鉆頭溫度，減少鉆具磨損，提高鉆具的使用壽 命。
[0006] (3)平衡井壁巖石側(cè)壓力，在井壁形成濾餅，封閉和穩(wěn)定井壁。防止對油氣層的污 染和井壁坍塌。
[0007] (4)平衡(控制）地層壓力。防止井噴，井漏，防止地層流體對鉆井液的污染。
[0008] (5)懸浮巖肩和加重劑。降低巖肩沉降速度，避免沉沙卡鉆。
[0009] (6)在地面能沉除砂子和巖肩。
[0010] (7)有效傳遞水力功率。傳遞井下動力鉆具所需動力和鉆頭水力功率。
[0011] (8)承受鉆桿和套管的部分重力。鉆井液對鉆具和套管的浮力，可減小起下鉆時 起升系統(tǒng)的載荷。
[0012] (9)提供所鉆地層的大量資料。利用鉆井液可進行電法測井，巖肩錄井等獲取井 下資料。
[0013] ( 10)水力破碎巖石。鉆井液通過噴嘴所形成的高速射流能夠直接破碎或輔助破碎 巖石。
[0014] 鉆井液根據(jù)基液和主要處理劑的不同，鉆井液可以分為以下幾類： (1) 氣體配制成的：空氣、氮氣鉆井液； (2) 水配制成的：充氣-泡沫鉆井液、硬膠黏土鉆井液、聚合物鉆井液； (3) 非水配制成的：油基或合成基鉆井液、全油基鉆井液和逆乳化鉆井液。
[0015] 鉆井液由分散介質(zhì)、分散相和功能添加劑組成。其中添加劑對于不同類型和不同 性能的鉆井液就顯得尤為重要。
[0016] CN 1743404公開了一種鉆井液潤滑添加劑及其制備方法，特點是按植物油下腳料 20%~40%，三乙醇胺1%~2%，燒堿（NaOH) 4%~8%，壬基苯酚聚氧乙烯醚（0P-10) 0· 5%~ 0. 8%，其余是水，該潤滑劑利用精煉食用植物油時的腳料替代石油類產(chǎn)品，經(jīng)兩步皂化形成 一種集陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑以及非離子表面活性劑于一體，具有良好的 潤滑減阻效果，并且其抵抗鹽、鈣離子侵蝕的能力很強。由此可知，該添加劑主要以潤滑性 能為主，而不具備其他性能。
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于：水基鉆井液流變性能不足，添加劑性能單一的 問題，通過對添加劑的制備工藝進行了改進克服上述缺陷。
[0019] 技術(shù)方案： 一種鉆井液添加劑的制備方法，包括如下步驟： 第1步、改性膨潤土的制備：按重量份計，取120~150目膨潤土 10~20份，置于 12mol/L的硫酸溶液中水浴加熱攪拌3~6h，抽濾去液，用去離子水將濾液洗至中性，150°C 干燥，與白炭黑2~5份、膠狀石墨粉1~3份和碳酸鈉1~3份，放入研磨機中研磨混合， 研磨2h后將混合粉體放入石英舟中，加熱升溫至400~435°C，保溫，放冷后，取出，研磨至 120~150目，得到改性膨潤土； 第2步、改性纖維素：取纖維素5~12份進行機械粉碎，制成纖維素粉末，然后放入研 磨機中，加入95%酒精研磨2h后，烘干，放入8wt%氫氧化鈉溶液中浸漬3~5h，取出，烘干， 備用； 第3步、按重量份計，取去離子水30~50份放入反應(yīng)器中，加入高堿值合成磺酸鈣1~ 3份、磷酸三甲酚酯1~2份、聚甲基丙烯酸酯2~5份、蓖麻油聚氧乙烯醚1~2份、烷基 酚聚氧乙烯醚2~5份、氯化鈉2~5份、改性膨潤土、改性纖維素、加重劑2~4份和分散 劑1~3份，在75~KKTC溫度下攪拌均勾，即可。
[0020] 所述的第1步中，硫酸溶液中水浴加熱的溫度為55~65°C。
[0021] 所述的第2步中，纖維素粉末的平均長度為0. 2~0. 8mm。
[0022] 所述的第3步中，加重劑為氧化鐵或碳酸鈣。
[0023] 所述的第3步中，分散劑為聚乙二醇200或聚乙二醇400。
[0024] 有益效果 本發(fā)明是通過對膨潤土進行改性，并對纖維素進行改性，加入其他多種化學(xué)組分，形成 一種具備多種優(yōu)良性能的水基鉆井液添加劑，在配置鉆井液時，只需按照所需加入一定量 的水分，即可直接作為鉆井液使用，以此得到的鉆井液在巖心回收率和流變性性能上，具有 車父大提尚。
[0025]
【具體實施方式】
[0026] 為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是 應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。
[0027] 實施例1 一種鉆井液添加劑的制備方法，包括如下步驟： 第1步、改性膨潤土的制備：按重量份計，取120目膨潤土 lKg，置于12mol/L的硫酸溶 液中60°C水浴加熱攪拌5h，抽濾去液，用去離子水將濾液洗至中性，150°C干燥，與白炭黑 0.2Kg、膠狀石墨粉0.1 Kg和碳酸鈉0.1 Kg，放入研磨機中研磨混合，研磨2h后將混合粉體 放入石英舟中，加熱升溫至430°C，保溫，放冷后，取出，研磨至120目，得到改性膨潤土； 第2步、改性纖維素：取纖維素0. 8 Kg進行機械粉碎，制成纖維素粉末，纖維素粉末的 平均長度為〇. 5mm，然后放入研磨機中，加入95%酒精研磨2h后，烘干，放入8wt%氫氧化鈉 溶液中浸漬4h，取出，烘干，備用； 第3步、按重量份計，取去離子水4. 5 Kg放入反應(yīng)器中，加入高堿值合成磺酸鈣0. 2 Kg、磷酸三甲酚酯0.12 Kg、聚甲基丙烯酸酯0.35 Kg、蓖麻油聚氧乙烯醚0.16 Kg、烷基酚 聚氧乙烯醚0.33 Kg、氯化鈉0.36 Kg、改性膨潤土、改性纖維素、碳酸鈣0.3 Kg和聚乙二醇 200 0.22 Kg，在90°C溫度下攪拌均勻，即可。
[0028] 實施例2 一種鉆井液添加劑的制備方法，包括如下步驟： 第1步、改性膨潤土的制備：按重量份計，取120目膨潤土 2Kg，置于12mol/L的硫酸溶 液中65°C水浴加熱攪拌5h，抽濾去液，用去離子水將濾液洗至中性，150°C干燥，與白炭黑 0. 5Kg、膠狀石墨粉0. 3Kg和碳酸鈉0. 3Kg，放入研磨機中研磨混合，研磨2h后將混合粉體放 入石英舟中，加熱升溫至430°C，保溫，放冷后，取出，研磨至120目，得到改性膨潤土； 第2步、改性纖維素：取纖維素0. 7 Kg進行機械粉碎，制成纖維素粉末，纖維素粉末的 平均長度為〇. 5mm，然后放入研磨機中，加入95%酒精研磨2h后，烘干，放入8wt%氫氧化鈉 溶液中浸漬4h，取出，烘干，備用； 第3步、按重量份計，取去離子水4. 5 Kg放入反應(yīng)器中，加入高堿值合成磺酸鈣0. 2 Kg、磷酸三甲酚酯0.12 Kg、聚甲基丙烯酸酯0.35 Kg、蓖麻油聚氧乙烯醚0.16 Kg、烷基酚 聚氧乙烯醚0.32 Kg、氯化鈉0.35 Kg、改性膨潤土、改性纖維素、碳酸鈣0.3 Kg和聚乙二醇 200 0.22 Kg，在90°C溫度下攪拌均勻，即可。
[0029] 實施例3 一種鉆井液添加劑的制備方法，包括如下步驟： 第1步、改性膨潤土的制備：按重量份計，取150目膨潤土 I. 6Kg，置于12mol/L的硫酸 溶液中65°C水浴加熱攪拌5h，抽濾去液，用去離子水將濾液洗至中性，150°C干燥，與白炭 黑0. 3Kg、膠狀石墨粉0. 25Kg和碳酸鈉0. 2Kg，放入研磨機中研磨混合，研磨2h后將混合粉 體放入石英舟中，加熱升溫至430°C，保溫，放冷后，取出，研磨至150目，得到改性膨潤土； 第2步、改性纖維素：取纖維素0. 9Kg進行機械粉碎，制成纖維素粉末，纖維素粉末的平 均長度為〇. 5mm，然后放入研磨機中，加入95%酒精研磨2h后，烘干，放入8wt%氫氧化鈉溶 液中浸漬4