一種生物降解鉆井液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生物降解鉆井液【技術(shù)領(lǐng)域】。包括如下重量百分比的組成，百分比基準(zhǔn)為鉆井液體系總重：2%～6%膨潤(rùn)土、0.5%～1%頁(yè)巖抑制劑、0.1%～0.6%纖維素、1.5%～3%改性淀粉、0.1%～0.2%植物蛋白、0.1%～1%流型調(diào)節(jié)劑、0.1%～0.5%pH調(diào)節(jié)劑、0.1%～0.3%碳酸鈉、其余為水。鉆井完成后，在一定的條件下，可自動(dòng)生物降解，節(jié)約了鉆井液完井后環(huán)保處理成本，處理劑種類簡(jiǎn)單、加量少、成本低，適合中淺井、快速鉆進(jìn)的井及在環(huán)境脆弱區(qū)域施工的井。
【專利說(shuō)明】一種生物降解鉆井液

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油化工中鉆井液與完井液【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種生物降解鉆井液。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003] 隨著極端氣候的頻繁發(fā)生，人們對(duì)于環(huán)境保護(hù)的意識(shí)不斷加強(qiáng)，控制碳排放量，減 少固相廢物和廢液污染等各種措施都在逐步實(shí)施中，對(duì)于石油鉆井行業(yè)而言，大量的鉆井 液與完井液在鉆井完成后留在了鉆井現(xiàn)場(chǎng)或直接排放到海洋里，少數(shù)鉆井液廢漁廢液被回 收集中處理，即使這樣集中處理，也可能受成本的影響，難以普及，少量地區(qū)甚至以罰代管， 簡(jiǎn)單罰款了事。如何實(shí)現(xiàn)石油開采的同時(shí)防止環(huán)境污染，合理開發(fā)，綜合利用，是當(dāng)前石油 勘探開發(fā)必須面臨的問(wèn)題。如果能從鉆井液配方的處理劑篩選源頭入手，選擇可以生物降 解的天然物質(zhì)或其改性物質(zhì)配制鉆井液，在一定的條件下，就可以自動(dòng)生物降解，既能滿足 鉆井的需求，也能較好的解決環(huán)境污染，不增加綜合成本，是鉆井液與完井液當(dāng)前主要的研 究方向之一。
[0004] 文獻(xiàn)CN102851004A公布了一種鉆井液用生物降解潤(rùn)滑劑及其配制方法，按重量 份數(shù)含有原料油70份至90份、低碳醇8份至15份、催化劑0. 5份至3份、表面活性劑3份 至15份，原料油為植物油或動(dòng)物油或餐飲垃圾油。文獻(xiàn)CN103820087A公布了一種可降解 聚合物鉆井液，屬煤層氣鉆井水平井開采應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，其特征在于其組成為：水、降解型 稠化劑(植物瓜膠或田菁膠)、水基潤(rùn)滑劑(水溶性聚乙二醇PEG400)、防水鎖劑（壬基酚聚氧 乙烯醚0P-10)、堿度調(diào)節(jié)劑(工業(yè)純堿Na 2C03);其中各組分的重量百分比為以100%的水的 重量為基準(zhǔn)，各添加劑占水的重量的百分比為：降解型稠化劑1?1. 5%、水基潤(rùn)滑劑1? 3%、防水鎖劑0. 5?1. 0%、堿度調(diào)節(jié)劑0. 1?0. 2%。以上文獻(xiàn)公布的
【發(fā)明內(nèi)容】
也都是采用 了可生物降解的單體助劑組成的鉆井液，但與本發(fā)明配方和技術(shù)方案完全不同。
[0005] 文獻(xiàn)CN101942294A公布了一種海洋鉆井液體系，包括如下重量百分比的組分， 0· 5%?L 0%環(huán)保型包被劑coater-10、2. 0%?3. 0%弱凝膠增粘劑SDL-30、L 5%?2. 5%環(huán) 保型降濾失劑CMS-L、2. 0%?3. 0%環(huán)保型防塌劑SDE-1、2. 0%?4. 0%抗高溫防塌劑SDA-25、 余量為海水；SDL-30由黃原膠、0P-10、HV-CMC、甲酸鉀復(fù)配物、CMS-L為羧甲基纖維素 CMS、 SDE-1為乙二醇、聚乙二醇、三乙醇胺、KCL混合物、SDA-25由聚丙烯腈鉀鹽、磺化酚醛樹脂、 油溶性樹脂、超細(xì)碳酸鈣組成。該文獻(xiàn)公布的
【發(fā)明內(nèi)容】
與本發(fā)明主要存在以下區(qū)別：（1)該 體系在海水中配制，處理劑均要求抗海水污染，且無(wú)膨潤(rùn)土；（2)處理劑加量大，使用成本 高；（3)處理劑種類較多，各功能處理劑多為簡(jiǎn)單的復(fù)配，無(wú)實(shí)質(zhì)化學(xué)反應(yīng)，類同于多種處 理劑分別加入鉆井液體系，現(xiàn)場(chǎng)配制、維護(hù)較為復(fù)雜；（4)過(guò)多聚合物，易形成聚合物堵塞 油氣通道，不利于儲(chǔ)層保護(hù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種生物降解鉆井液，以植物蛋白、改性淀粉、聚醚多元醇、纖維素 等為主要有機(jī)處理劑，均為天然生物或其改性物質(zhì)，易生物降解，鉆井完成后，在一定的條 件下，可自動(dòng)生物降解，處理劑種類簡(jiǎn)單、加量少、成本低，適合中淺井、快速鉆進(jìn)的井及在 環(huán)境脆弱區(qū)域施工的井。節(jié)約了鉆井液完井后環(huán)保處理成本，同時(shí)該鉆井液具有強(qiáng)抑制性、 低API中壓濾失量、保護(hù)儲(chǔ)層等優(yōu)點(diǎn)。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為： 包括如下重量百分比的組成，百分比基準(zhǔn)為鉆井液體系總重： 2%?6%膨潤(rùn)土； 0. 5%?1%頁(yè)巖抑制劑； 0· 1%?0· 6%纖維素； 1. 5%?3%改性淀粉； 0. 1%?0. 2%植物蛋白 0. 1%?1%流型調(diào)節(jié)劑 0. 1%?0. 5%PH調(diào)節(jié)劑 0. 1%?0. 3%碳酸鈉 其余為水 其中，頁(yè)巖抑制劑為聚胺改性的聚醚多元醇類；纖維素為低粘羧甲基纖維素、中粘羧甲 基纖維素、低粘聚陰離子纖維素中的一種；流型調(diào)節(jié)劑為生物聚合物XC、羥乙基纖維素 HEC 中的一種，PH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種。
[0008] 該體系根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆井需要添加可溶性加重劑，可溶性加重劑為水溶性加重劑、酸 溶性加重劑一種或一種以上混合，水溶性加重劑為甲酸鉀、甲酸鈉、甲酸銫、甲酸溴中的一 種或一種以上混合，酸溶性加重劑為石灰石。
[0009] 該體系根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆井需要添加3%?9%KCL增強(qiáng)鉆井液的抑制性和防塌能力。
[0010] 該體系根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆井需要可添加亞硫酸鈉、硫脲中的一種延緩其高溫下的生物降 解速度。
[0011] 一種生物降解鉆井液的制備方法按如下步驟進(jìn)行，以重量百分比計(jì)算，百分比基 準(zhǔn)為鉆井液體系總重： (1)將0. 1%?0. 3%碳酸鈉加入水中，攪拌0. 5h至lh后，加入2%?6%膨潤(rùn)土，攪拌 16h 至 24h。
[0012] (2)將0· 1%?0· 5%PH調(diào)節(jié)劑加入第（1)所得懸浮液中，攪拌0· 5h至lh后，依次 加入0. 1%?0. 6%纖維素、1. 5%?3%改性淀粉、0. 1%?0. 2%植物蛋白，攪拌lh至a。
[0013] (3)將0. 5%?1%頁(yè)巖抑制劑配制成水溶液，加入第（2)所得懸浮液中，攪拌0. 5h 至lh，加入0. 1%?1%流型調(diào)節(jié)劑，即得一種生物降解鉆井液。
[0014] 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要，若需要添加 KCL或加重劑時(shí)，則在第（3)步加入流型調(diào)節(jié)劑后再加 入，攪拌0. 5h至lh即可。
[0015] 以上配制方法中攪拌轉(zhuǎn)速均為2000r/min至10000r/min。
[0016] 現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)過(guò)程匯總，以纖維素和改性淀粉調(diào)節(jié)鉆井液濾失量，以頁(yè)巖抑制劑調(diào)整 鉆井液的鉆屑抑制能力，以流型調(diào)節(jié)劑維護(hù)鉆井液的流變性，增強(qiáng)鉆井液的攜巖能力，以植 物蛋白調(diào)節(jié)鉆井液的潤(rùn)滑能力，減少鉆頭泥包幾率，提高機(jī)械鉆速。根據(jù)密度上限和儲(chǔ)層保 護(hù)需求，選擇加重劑種類。
[0017] 本發(fā)明的積極效果為： 1、室內(nèi)評(píng)價(jià)主要處理劑及鉆井液體系生物降解性好。
[0018] 、鉆井液抑制性、潤(rùn)滑性好，API濾失量低。
[0019] 、使用成本低，中淺井及快速鉆進(jìn)中效果更好。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來(lái)確定具體 的實(shí)施方式。本發(fā)明中所使用的水均為自來(lái)水，拌轉(zhuǎn)速均為2000r/min至10000r/min。
[0021] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述： 實(shí)施例1 : 取0. 8g碳酸鈉加入380ml水中，攪拌0. 5h至lh后，加入16. Og膨潤(rùn)土，攪拌16h至 24h，加入0. 8gPH調(diào)節(jié)劑，攪拌0. 5h至lh后，依次加入1. 2g纖維素、8. 0g改性淀粉、0. 6g 植物蛋白，攪拌lh至2h，加入2. 0g頁(yè)巖抑制劑溶于20ml水中配制成的膠液，攪拌0. 5h至 lh，加入2. 0g流型調(diào)節(jié)劑，攪拌0. 5h至lh即得一種生物降解鉆井液。
[0022] 實(shí)施例2 : 取0. 4g碳酸鈉加入380ml水中，攪拌0. 5h至lh后，加入8. 0g膨潤(rùn)土，攪拌16h至24h， 加入0. 4gPH調(diào)節(jié)劑，攪拌0. 5h至lh后，依次加入2. 4g纖維素、12. 0g改性淀粉、0. 4g植物 蛋白，攪拌lh至2h，加入2. 0g頁(yè)巖抑制劑溶于20ml水中配制成的膠液，攪拌0. 5h至lh, 加入4. 0g流型調(diào)節(jié)劑，攪拌0. 5h至lh即得一種生物降解鉆井液。
[0023] 實(shí)施例3 : 取0. 4g碳酸鈉加入380ml水中，攪拌0. 5h至lh后，加入8. 0g膨潤(rùn)土，攪拌16h至24h， 加入0. 4gPH調(diào)節(jié)劑，攪拌0. 5h至lh后，依次加入2. 4g纖維素、12. 0g改性淀粉、0. 4g植物 蛋白，攪拌lh至2h，加入2. 0g頁(yè)巖抑制劑溶于20ml水中配制成的膠液，攪拌0. 5h至lh, 加入2. 0g流型調(diào)節(jié)劑，攪拌0. 5h至lh即得一種生物降解鉆井液。
[0024] 實(shí)施例4 : 取0. 4g碳酸鈉加入380ml水中，攪拌0. 5h至lh后，加入8. 0g膨潤(rùn)土，攪拌16h至24h， 加入0. 4gPH調(diào)節(jié)劑，攪拌0. 5h至lh后，依次加入0. 4g纖維素、4. 0g改性淀粉、0. 4g植物 蛋白，攪拌lh至2h，加入2. 0g頁(yè)巖抑制劑溶于20ml水中配制成的膠液，攪拌0. 5h至lh, 加入2. 0g流型調(diào)節(jié)劑，攪拌0. 5h至lh即得一種生物降解鉆井液。
[0025] 實(shí)施例5 : 取0. 8g碳酸鈉加入380ml水中，攪拌0. 5h至lh后，加入24. 0g膨潤(rùn)土，攪拌16h至 24h，加入0. 8gPH調(diào)節(jié)劑，攪拌0. 5h至lh后，依次加入1. 2g纖維素、8. 0g改性淀粉、0. 6g 植物蛋白，攪拌lh至2h，加入2. 0g頁(yè)巖抑制劑溶于20ml水中配制成的膠液，攪拌0. 5h至 lh，加入2. 0g流型調(diào)節(jié)劑，攪拌0. 5h至lh即得一種生物降解鉆井液。
[0026] 實(shí)施例6 : 取0. 8g碳酸鈉加入380ml水中，攪拌0. 5h至lh后，加入24. 0g膨潤(rùn)土，攪拌16h至 24h，加入0. 8gPH調(diào)節(jié)劑，攪拌0. 5h至lh后，依次加入2. 4g纖維素、12. 0g改性淀粉、0. 6g 植物蛋白，攪拌lh至2h，加入2. 0g頁(yè)巖抑制劑溶于20ml水中配制成的膠液，攪拌0. 5h至 lh，加入2. 0g流型調(diào)節(jié)劑，攪拌0. 5h至lh即得一種生物降解鉆井液。
[0027] 實(shí)施例7 : 取0. 8g碳酸鈉加入380ml水中，攪拌0. 5h至lh后，加入24. 0g膨潤(rùn)土，攪拌16h至 24h，加入0. 8gPH調(diào)節(jié)劑，攪拌0. 5h至lh后，依次加入1. 2g纖維素、8. 0g改性淀粉、0. 6g 植物蛋白，攪拌lh至2h，加入2. 0g頁(yè)巖抑制劑溶于20ml水中配制成的膠液，攪拌0. 5h至 lh，加入2. 0g流型調(diào)節(jié)劑，加入12. OgKCL，攪拌0. 5h至lh即得一種生物降解鉆井液。
[0028] 實(shí)施例8 : 取0. 8g碳酸鈉加入380ml水中，攪拌0. 5h至lh后，加入24. 0g膨潤(rùn)土，攪拌16h至 24h，加入0. 8gPH調(diào)節(jié)劑，攪拌0. 5h至lh后，依次加入1. 2g纖維素、8. 0g改性淀粉、0. 6g 植物蛋白，攪拌lh至2h，加入2. 0g頁(yè)巖抑制劑溶于20ml水中配制成的膠液，攪拌0. 5h至 lh，加入2. 0g流型調(diào)節(jié)劑，加入36. OgKCL，攪拌0. 5h至lh即得一種生物降解鉆井液。
[0029] 對(duì)上述實(shí)施例產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試： 1、鉆井液的常規(guī)性能測(cè)試 在室溫下測(cè)量其性能，結(jié)果見表1 : 表1 :一種生物降解鉆井液常規(guī)性能測(cè)試

【權(quán)利要求】
1. 一種生物降解鉆井液，包括如下重量百分比的組成，百分比基準(zhǔn)為鉆井液體系總 重： 2%?6%膨潤(rùn)土； 0. 5%?1%頁(yè)巖抑制劑； 0· 1%?0· 6%纖維素； 1. 5%?3%改性淀粉； 0. 1%?0. 2%植物蛋白 0. 1%?1%流型調(diào)節(jié)劑 0. 1%?0. 5%PH調(diào)節(jié)劑 0. 1%?0. 3%碳酸鈉 其余為水 其中，頁(yè)巖抑制劑為聚胺改性的聚醚多元醇類；纖維素為低粘羧甲基纖維素、中粘羧甲 基纖維素、低粘聚陰離子纖維素中的一種；流型調(diào)節(jié)劑為生物聚合物XC、羥乙基纖維素 HEC 中的一種，PH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可生物降解的鉆井液，其特征在于該體系根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆井 需要添加可溶性加重劑，可溶性加重劑為水溶性加重劑、酸溶性加重劑一種或一種以上混 合，水溶性加重劑為甲酸鉀、甲酸鈉、甲酸銫、甲酸溴中的一種或一種以上混合，酸溶性加重 劑為石灰石。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可生物降解的鉆井液，其特征在于該體系根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆井 需要添加3%?9%KCL增強(qiáng)鉆井液的抑制性和防塌能力。
【文檔編號(hào)】C09K8/24GK104194746SQ201410428353
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】王茂仁, 馮建建, 王晨, 魏宏, 王軍, 肖達(dá)士, 張梁, 肖露 申請(qǐng)人:克拉瑪依市金鑫科技有限公司