專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種低毒或無(wú)毒的多功能鉆井液處理劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于油氣田鉆井作業(yè)中的水基鉆井液，特別是聚合物鉆井液的低毒或無(wú)毒的多功能鉆井液處理劑。
背景技術(shù)：
：隨著鉆井工藝技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鉆井液的性質(zhì)和性能提出了越來(lái)越高的要求。隨著環(huán)境法規(guī)的日益嚴(yán)格，促使石油工業(yè)少用毒性極大的油基鉆井液和有毒的水基鉆井液。作為替代辦法的是用低毒或者無(wú)毒的水基鉆井液和假油基鉆井液(如合成基鉆井液)。由于合成基鉆井液的基液主要是合成烴類(lèi)，它們既可以通過(guò)好氧降解，在海灘上留存多年，緩慢地對(duì)環(huán)境造成影響；又可以通過(guò)厭氧降解，短期內(nèi)對(duì)環(huán)境造成劇烈的影響，最終能否為環(huán)保所接受，前景并不樂(lè)觀。而且，合成基鉆井液的成本，目前至少比油基鉆井液高出三倍，要在國(guó)內(nèi)推廣使用也相當(dāng)困難。比較安全和現(xiàn)實(shí)的辦法是使用無(wú)毒水基鉆井液，一開(kāi)始就避開(kāi)環(huán)保問(wèn)題。不過(guò)，在選擇鉆井液體系時(shí)，不僅要考慮環(huán)保的要求，而且還要滿足技術(shù)的要求。目前世界油井作業(yè)面臨著新的挑戰(zhàn)，即在降低成本的同時(shí)，如何生產(chǎn)更多的油氣？水平井、分枝井、多底井和小井眼鉆井技術(shù)的出現(xiàn)，為達(dá)到上述目的提供了有效的手段。它使一些用其他方法開(kāi)采很不經(jīng)濟(jì)的油田可以進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，從而大大提高投資回報(bào)率。但是，到目前為止，關(guān)于無(wú)毒、無(wú)污染甚至低毒的單劑就少見(jiàn)，即使有，也達(dá)不到環(huán)保要求。就目前水基鉆井液的使用情況來(lái)看，鉆井液及其濾液，或多或少均存在毒性問(wèn)題，常常遭致農(nóng)民的訓(xùn)斥和受到處罰，加之環(huán)境法規(guī)的嚴(yán)格監(jiān)控，鉆井液技術(shù)被迫向低(無(wú))毒性方向發(fā)展。從既能滿足目前鉆井液成本接受程度，鉆井液又能基本上達(dá)到排放要求，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)摩阻壓耗小，熱穩(wěn)定性好，水力特性?xún)?yōu)良，頁(yè)巖抑制性強(qiáng)，失水造壁性好，污染容限大，與處理劑配伍性好，保護(hù)油氣層等苛求要求的角度出發(fā)，同時(shí)又能更好地配合地質(zhì)錄井獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，首先研制出低毒或無(wú)毒的多功能鉆井液處理劑，是目前乃至將來(lái)迫切期望的大事。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是以(:12-(:18的直鏈烷烴一液體石蠟為主要原料，采用分散與聚集平衡原理，合成了低毒或無(wú)毒的多功能鉆井液處理劑MFA-2(全稱(chēng)為Multi-FunctionAdditive-2)，這種處理劑作為單劑本身無(wú)毒、無(wú)污染、環(huán)保型，能在很大程度上使鉆井完井液體系實(shí)現(xiàn)低(無(wú))毒、環(huán)保要求，同時(shí)不影響地質(zhì)錄井。低毒或無(wú)毒的多功能鉆井液處理劑MFA-2不同于有毒的可變形瀝青材料和低(無(wú))毒的聚合物類(lèi)降濾失劑，降濾失是它的主要功效，同時(shí)兼低(無(wú))熒光、低(無(wú))毒、環(huán)保型、惰性、封堵、潤(rùn)滑等多功能，是目前瀝青類(lèi)產(chǎn)品(包括磺化瀝青、氧化瀝青、油調(diào)瀝青、乳化瀝青等)的看好替代品。同時(shí)它的粒子在一定溫度和壓力下還可變形，與無(wú)毒的剛性超細(xì)碳酸鈣配伍使用，能實(shí)行有效暫堵，保護(hù)儲(chǔ)層，是目前瀝青類(lèi)和油溶性樹(shù)脂類(lèi)的看好替代品和保護(hù)儲(chǔ)層的首選添加劑。本發(fā)明的目的是為了使鉆井液處理劑對(duì)環(huán)境無(wú)污染、無(wú)毒、易清洗，同時(shí)具有防3塌、封堵作用、保護(hù)井壁和油氣層、降低失水、無(wú)熒光，特提供一種低毒或無(wú)毒的多功能鉆井液處理劑。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種低毒或無(wú)毒的多功能鉆井液處理劑，其特征是制備該鉆井液處理劑所用原料的組分及含量如下，其中含量的質(zhì)量單位為克。H20飲用水C12_C18直鏈烷烴羧甲基纖維素中粘丙烯酸與丙烯酰胺共聚物辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-io水液體石蠟分散劑護(hù)膠劑乳化劑消泡劑防腐劑代號(hào)MV-CMC代號(hào)JT888代號(hào)0P-10代號(hào)YHP-00810065-702-41.5-43-51.5-41_2甲醛>36%其制備方法是先將100g水放入反應(yīng)罐里，循環(huán)中緩慢加入分散劑MV-CMC2-4g和護(hù)膠劑JT8881.5-4g;待完全溶解后，一次性加入乳化劑0P-103-5g，循環(huán)10分鐘后，緩慢加入液體石蠟65-70g，加完后乳化30分鐘，取樣加入水中攪拌，直到液體石蠟?zāi)茉谒蟹稚橹?；然后一次性加入消泡劑YHP-0081.5-4g，再繼續(xù)循環(huán)5_10分鐘，取樣加入水中攪拌，直到樣品能在水中分散且不起泡為止；最后一次性加入36%的甲醛l-2g，再循環(huán)5分鐘，即制得本低毒或無(wú)毒的多功能鉆井液處理劑產(chǎn)品，代號(hào)MFA-2。上述制備方法所用液體石蠟為300#液體石蠟，(:12-(:18直鏈烷烴，沸程200-3001:、密度P0.833-0.855，芳烴含量《0.65%;所用乳化劑OP-10抗溫200°C、含量^98%。上述制備方法所用水溶性無(wú)熒光消泡劑YHP-008、分散劑MV-CMC、護(hù)膠劑JT,、防腐劑36%甲醛均為市面上銷(xiāo)售產(chǎn)品，購(gòu)置時(shí)嚴(yán)格按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企標(biāo)檢驗(yàn)，合格者才能使用。具體見(jiàn)表l。表1生產(chǎn)低毒或無(wú)毒的多功能鉆井液處理劑MFA-2基本原料明細(xì)表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有以下有益效果(l)本產(chǎn)品為鉆井液體系專(zhuān)用可變形軟微粒封堵、多功能鉆井液處理劑，抗溫達(dá)150°C，用于水基鉆井液特別是聚合物鉆井液，作填充粒子，改善粒子級(jí)配，從而有效地改善水基鉆井液泥餅質(zhì)量、降低濾失；(2)具有良好的防卡、潤(rùn)滑作用，對(duì)硬脆性頁(yè)巖、破碎性地層、微裂縫及微裂縫發(fā)育的地層，具有防塌、封堵作用，保護(hù)井壁；(3)產(chǎn)品低或無(wú)熒光，不影響地質(zhì)錄井，可用于一切生產(chǎn)井、探井；(4)產(chǎn)品對(duì)環(huán)境無(wú)污染、無(wú)毒、易清洗，可廣泛用于鉆井作業(yè)中。圖l為本發(fā)明鉆井液處理劑的生產(chǎn)流程圖。圖中1.反應(yīng)槽，2.多級(jí)泵，3.齒輪泵，4.裝料桶，5.進(jìn)泵管，6.出泵管，7.固定水泥板，8.陰影傾斜(3040°)，9.循環(huán)流動(dòng)方向，IO.閥門(mén)。具體實(shí)施例方式實(shí)例1:多功能鉆井液處理劑MFA-2的制作方法先將100g水放入反應(yīng)罐l里，啟動(dòng)多級(jí)泵2，打開(kāi)閥門(mén)10，水由進(jìn)泵管5，按循環(huán)流動(dòng)方向9，經(jīng)出泵管6進(jìn)入反應(yīng)罐1，循環(huán)中緩慢加入3g分散劑MV-CMC和2g護(hù)膠劑JT888;待完全溶解后，一次性加入3.75g乳化劑OP-IO，啟動(dòng)多級(jí)泵2循環(huán)10分鐘后緩慢加入68g液體石蠟，加完后乳化30分鐘，取樣加入水中攪拌，直到液體石蠟?zāi)茉谒蟹稚橹?；然后一次性加?g消泡劑YHP-008，再繼續(xù)循環(huán)5-10分鐘，取樣加入水中攪拌，直到樣品能在水中分散且不起泡為止；最后一次性加入lg36%的甲醛，再循環(huán)5分鐘，即制得本發(fā)明的低毒或無(wú)毒的多功能鉆井液處理劑產(chǎn)品MFA-2。隨后啟動(dòng)齒輪泵3，產(chǎn)品進(jìn)入裝料桶4，發(fā)貨出廠。生產(chǎn)時(shí)按上述原料用量加倍。實(shí)例2:MFA-2在鉆井液中的作用效果(見(jiàn)表2、表3)表2MFA-2鉆井液性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注l.潤(rùn)滑系數(shù)用極壓潤(rùn)滑儀測(cè)得；2.封堵能力用填砂法測(cè)得，條件為500Psi(600Psi).8(TC/30min，然后用清水在不同壓力下測(cè)定其滲透率Kw;3.回收率R幼選用6-10目四川紅層土，過(guò)40目結(jié)果。由表2、表3結(jié)果可以看出，MFA-2具有很好的降濾失效果，降低率可達(dá)50%左右(加量3%)。MFA-2作為微軟變形粒子加入原漿中，能將充填層有效封堵住，如原漿全濾失，清水滲透率為①，而加入3%MFA-2產(chǎn)品后，滲透率很低，可見(jiàn)，MFA-2具有強(qiáng)封堵能力，可有效實(shí)現(xiàn)封堵、防塌目的；在原漿中加入3%MFA-2后，能使四川紅層土回收率提高12倍，具有強(qiáng)的抑制能力。從粒度中值可以看出，MFA-2的粒度以lOym以?xún)?nèi)為主，其粒度中值高達(dá)63%，是鉆井液形成薄、韌、致密泥餅必備的最佳微粒子填充材料，因此，有利于井壁穩(wěn)定和保護(hù)油氣層。同時(shí)MFA-2還有優(yōu)良的潤(rùn)滑性，對(duì)鉆井液流變性影響較小。按中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5664-94(鉆井液用頁(yè)巖抑制劑磺化瀝青FT1)評(píng)價(jià)MFA-2，該產(chǎn)品高溫高壓降失水功能(150°C/30min)可達(dá)到磺化瀝青FT1的水平，抗溫達(dá)150°C。實(shí)例3:MFA-2的熒光級(jí)別、毒性稱(chēng)取0.5g樣品于潔凈的試管中，加入5ml氯仿，慢慢攪拌5min后，在熒光燈儀的照射下與標(biāo)準(zhǔn)比色管對(duì)比，確定了MFA-2的熒光級(jí)別，測(cè)定結(jié)果為1級(jí)，可見(jiàn)MFA-2的熒光級(jí)別很低，遠(yuǎn)小于3級(jí)，屬無(wú)熒光級(jí)別產(chǎn)品(用同樣方法檢測(cè)出磺化瀝青HL-II、SAS的熒光級(jí)別遠(yuǎn)大于10級(jí)，最高達(dá)14級(jí))，因此，MFA-2加在鉆井液中對(duì)地質(zhì)錄井無(wú)任何影響，可用于一切生產(chǎn)井和探井中。6采用GB/T13267-91《水質(zhì)物質(zhì)對(duì)淡水魚(yú)急性毒性測(cè)定方法》，就MFA-2對(duì)金魚(yú)的急性毒性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。本項(xiàng)研究由四川省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站完成，評(píng)價(jià)為靜水式試驗(yàn)，稀釋水采用放置24h的自來(lái)水，ra值為6.5，溶解氧為8.33mg/l。試驗(yàn)魚(yú)馴養(yǎng)7d，健康，活躍，體色有光澤。體長(zhǎng)4.0-4.5cm，體重l士0.lg，試驗(yàn)水載魚(yú)負(fù)荷為lg魚(yú)/升水。多功能鉆井液處理劑MFA-296h半致死濃度LC5。為2990mg/l，表明多功能鉆井液處理劑MFA-2為低(無(wú))毒、環(huán)保型產(chǎn)品。從上述實(shí)例及整體效能看，本發(fā)明產(chǎn)品MFA-2制作方法經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)捷、性狀穩(wěn)定，是鉆井液用最佳多功能產(chǎn)品，表現(xiàn)出極好的低毒或無(wú)毒、低(無(wú))熒光、環(huán)保型、可變形軟微粒惰性、封堵、改善泥餅質(zhì)量、降失水、保護(hù)井壁和油氣層等效果，可廣泛用于鉆井作業(yè)中。權(quán)利要求一種低毒或無(wú)毒的多功能鉆井液處理劑，其特征是制備該鉆井液處理劑所用原料的組分及含量如下，其中含量的質(zhì)量單位為克，水H2O飲用水100；液體石蠟C12-C18直鏈烷烴65-70；分散劑羧甲基纖維素中粘代號(hào)MV-CMC2-4；護(hù)膠劑丙烯酸與丙烯酰胺共聚物代號(hào)JT8881.5-4；乳化劑辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10代號(hào)OP-103-5；消泡劑聚醚類(lèi)代號(hào)YHP-0081.5-4；防腐劑甲醛≥36％1-2；其制備方法是先將100g水放入反應(yīng)罐里，循環(huán)中緩慢加入分散劑MV-CMC2-4g和護(hù)膠劑JT8881.5-4g；待完全溶解后，一次性加入乳化劑OP-103-5g，循環(huán)10分鐘后，緩慢加入液體石蠟65-70g，加完后乳化30分鐘，取樣加入水中攪拌，直到液體石蠟?zāi)茉谒蟹稚橹梗蝗缓笠淮涡约尤胂輨℡HP-0081.5-4g，再繼續(xù)循環(huán)5-10分鐘，取樣加入水中攪拌，直到樣品能在水中分散且不起泡為止；最后一次性加入36％的甲醛1-2g，再循環(huán)5分鐘，得產(chǎn)品低毒或無(wú)毒的多功能鉆井液處理劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能鉆井液處理劑，其特征是制備該鉆井液處理劑所用原料液體石蠟為30(f液體石蠟，沸程200-30(TC、密度P0.833-0.855，芳烴含量《0.65%;所用乳化劑OP-10抗溫200。C、含量^98%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能鉆井液處理劑，其特征是制備該鉆井液處理劑所用原料消泡劑YHP-008為水溶性無(wú)熒光試劑、分散劑MV-CMC、護(hù)膠劑JT,、防腐劑36%甲醛均為市面上銷(xiāo)售產(chǎn)品，購(gòu)置時(shí)嚴(yán)格按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企標(biāo)檢驗(yàn)，合格者才能使用。液體石蠟分散劑護(hù)膠劑乳化劑消泡劑防腐劑40飲用水C12_C18直鏈烷烴羧甲基纖維素中粘丙烯酸與丙烯酰胺共聚物辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-io聚醚類(lèi)甲醛>36%代號(hào)0P-10代號(hào)YHP-008代號(hào)MV-CMC代號(hào)JT888全文摘要本發(fā)明涉及一種用于油氣田鉆井作業(yè)的低毒或無(wú)毒的多功能鉆井液處理劑。它對(duì)環(huán)境無(wú)污染、無(wú)毒，具有防塌、封堵、降低失水、保護(hù)井壁、保護(hù)油氣層、無(wú)熒光等功能。其技術(shù)方案是先將水放入反應(yīng)罐里，循環(huán)中緩慢加入分散劑MV-CMC和護(hù)膠劑JT888，溶解后一次性加入乳化劑OP-10，循環(huán)10分鐘，緩慢加入液體石蠟，加完后乳化30分鐘；然后加入消泡劑YHP-008，再繼續(xù)循環(huán)5-10分鐘；最后加入36％的甲醛作防腐劑，再循環(huán)5分鐘，即得本發(fā)明產(chǎn)品低毒或無(wú)毒的多功能鉆井液處理劑。本處理劑用于水基鉆井液特別是聚合物鉆井液，能有效改善水基鉆井液泥餅質(zhì)量、降低失水，具有防卡、潤(rùn)滑、防塌、封堵等作用，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，可廣泛用于鉆井作業(yè)中。文檔編號(hào)C09K8/035GK101735776SQ200910216629公開(kāi)日2010年6月16日申請(qǐng)日期2009年12月3日優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日發(fā)明者張杰,王平全申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)