本發(fā)明涉及鉆井勘探材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種抗240℃高溫的高密度復(fù)合有機(jī)鹽鉆井液及其制備方法。

背景技術(shù)：
隨著石油資源的匱乏和為滿足人們生產(chǎn)生活的需要，對(duì)深井和超深井的油氣開(kāi)發(fā)已經(jīng)成為必然。但由于開(kāi)采技術(shù)的限制，使得深部地層的油氣資源未能較好的服務(wù)于人類(lèi)。具體表現(xiàn)為：深井和超深井井下溫度和壓力高，地層結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，鉆井過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到高溫高壓油氣層和鹽水層。在這種情況下，存在著鉆井液性能不穩(wěn)定、粘度高、濾失量大以及固相含量高等技術(shù)難題，在鉆井作業(yè)過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生坍塌和卡鉆等井下復(fù)雜事故，給鉆井工作帶來(lái)了極大的不便。目前，可查閱到的資料中，鉆井液配方體系最高可抗溫220℃，因此研究可抗更高溫度高密度的鉆井液體系已成為一個(gè)急需解決的重要課題。有機(jī)鹽鉆井液比之普通鉆井液，因具有固相含量低、流變性好、抑制性強(qiáng)、濾失造壁好、抗溫能力強(qiáng)、保護(hù)油氣層效果好、對(duì)金屬無(wú)腐蝕、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等諸多優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越受到重視，然而，其在某些方面仍然存在一些不足，適用范圍有限。例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)(公開(kāi)號(hào)CN104650830A)公開(kāi)了一種抗高溫高密度有機(jī)鹽鉆井液，由水、鈉基膨潤(rùn)土、抗高溫磺化類(lèi)降濾失劑、磺化瀝青、潤(rùn)滑劑、有機(jī)鹽、pH調(diào)節(jié)劑、加重劑、交聯(lián)抑制劑、乳化劑和無(wú)機(jī)鹽組成，成分復(fù)雜且抗高溫極限只能達(dá)到180℃。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種耐高溫(240℃)、穩(wěn)定性好、粘度易控制、濾失量小、抗污染能力強(qiáng)的鉆井液。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供具有上述性能的鉆井液的制備方法，操作簡(jiǎn)便，所得產(chǎn)品性能穩(wěn)定。本發(fā)明提供了一種適用于240℃高溫的高密度復(fù)合有機(jī)鹽鉆井液，含有：本發(fā)明上述配方的鉆井液為無(wú)粘土相鉆井液，是一項(xiàng)鉆井液新技術(shù)，按照本領(lǐng)域常規(guī)計(jì)算方法，上述配方中各固體成分的濃度表示每1立方米水對(duì)應(yīng)添加的固體成分量，例如1立方米水，對(duì)應(yīng)添加純堿3kg、流型調(diào)節(jié)劑BZ-HXC10～20kg、抗高溫抗鹽降濾失劑BZ-KLS-Ⅲ45～60kg、抑制防塌劑BZ-YFT10～30kg、抑制潤(rùn)滑劑BZ-YRH10～30kg、復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅰ500～650kg、復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅱ600～800kg、惰性加重劑1800～4300kg。上述成分中，流型調(diào)節(jié)劑BZ-HXC、抗高溫抗鹽降濾失劑BZ-KLS-Ⅲ、抑制防塌劑BZ-YFT、抑制潤(rùn)滑劑BZ-YRH、復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅰ和復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅱ均為中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司泥漿技術(shù)服務(wù)分公司產(chǎn)品?？芍苯油ㄟ^(guò)商業(yè)渠道購(gòu)買(mǎi)。純堿通過(guò)離子交換和沉淀作用使鈣離子沉淀成碳酸鈣，防止遇到鈣侵時(shí)而降低其溶解性，保持鉆井液穩(wěn)定性和抗污染能力。流型調(diào)節(jié)劑BZ-HXC，在高溫下性能穩(wěn)定，切力低，鉆頭水眼粘度低，易于開(kāi)泵，易發(fā)揮流體噴射鉆井的作用，在環(huán)空內(nèi)與靜止時(shí)，切力較高，懸浮攜帶鉆屑的能力強(qiáng)。抗高溫抗鹽降濾失劑BZ-KLS-Ⅲ，乙烯磺酸鹽、丙烯磺酸鹽共聚物，其共聚物分子主鏈含有的還原性基團(tuán)密度較高，因此可以除去溶液中的溶解氧，使共聚物分子的主鏈不易發(fā)生高溫降解反應(yīng)，從而其抗溫性較強(qiáng)。側(cè)鏈引入了磺酸基團(tuán)，磺酸基團(tuán)增強(qiáng)了分子的極性，可使大分子間產(chǎn)生氫鍵，從而增強(qiáng)了聚合物的耐溫性能。并且磺酸基屬于強(qiáng)陰離子基團(tuán)，對(duì)二價(jià)陽(yáng)離子有很好的耐受力，不會(huì)與二價(jià)離子反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，增強(qiáng)了其抗鹽性。另外，此共聚物分子側(cè)鏈上的基團(tuán)為兩個(gè)吸附基團(tuán)，一個(gè)水化基團(tuán)。吸附基團(tuán)使降濾失劑分子有很好的降濾失效果；水化基團(tuán)則使降濾失劑分子的水溶性變好，尤其使降濾失劑分子能很好地溶解于高濃度的有機(jī)鹽溶液中。抑制防塌劑BZ-YFT，可以溶解與乳化進(jìn)入體系中的鉆屑，起封堵防塌，保護(hù)油氣層的作用。抑制潤(rùn)滑劑BZ-YRH，主要吸附于鉆屑及粘土顆粒表面，抑制其水化分散與膨脹，穩(wěn)定井壁，潤(rùn)滑、降低摩擦及扭矩，具有護(hù)膠穩(wěn)定性，抗污染能力。復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅰ和復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅱ溶液中含有大量的有機(jī)酸根陰離子，該陰離子含有較多的還原性基團(tuán)，可除掉鉆井液中大部分的溶解氧，使在常規(guī)水基鉆井液中可降解的處理劑不發(fā)生降解反應(yīng)，有效的保護(hù)了各種處理劑，使其可在高溫下穩(wěn)定地發(fā)揮作用。相較于復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅰ，復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅱ含有的有機(jī)酸根式量大，鉀離子、銨離子含量高，密度高且抑制性強(qiáng)，所以需要二者配合使用。加重劑用于提高鉆井液密度，以適應(yīng)高壓地層，穩(wěn)定井壁，惰性加重劑不與鉆井液中的其他成分發(fā)生相互作用，不會(huì)改變鉆井液穩(wěn)定性，是較為理想的加重劑。本發(fā)明的鉆井液配方，最大的特點(diǎn)在于適用溫度可達(dá)240℃。高溫環(huán)境通常伴隨復(fù)雜的地況，因此鉆井液的穩(wěn)定性就特別重要。配方中通過(guò)純堿、抑制潤(rùn)滑劑BZ-YRH以及兩種復(fù)合有機(jī)鹽的相互配合，改善抑制性及密度，共同作用提高了鉆井液體系抗污染能力和穩(wěn)定性；通過(guò)流型調(diào)節(jié)劑BZ-HXC、抗高溫抗鹽降濾失劑BZ-KLS-Ⅲ和抑制防塌劑BZ-YFT的適當(dāng)配比，調(diào)整鉆井液體系流變性和懸浮能力，提高攜帶鉆屑能力，降低濾失量，減少鉆井液進(jìn)入井壁的滲濾，穩(wěn)定井壁和改善防塌能力。優(yōu)選地，上述抗240℃高溫的高密度復(fù)合有機(jī)鹽鉆井液，所述惰性加重劑為重晶石、鐵礦粉和鉛礦粉中的任意一種或者多種。重晶石為含鋇硫酸鹽礦物，化學(xué)成分為65.7％BaO、34.3％SO3，密度大、硬度適中、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是較為廣泛使用的鉆井液加重劑。鐵礦粉具有一定的酸溶性，更適合需進(jìn)行酸化的產(chǎn)層。鉛礦粉密度高達(dá)7.4～7.7g/cm3，作為加重劑使用時(shí)可以配制超高密度鉆井液，適合異常高壓等復(fù)雜地層。優(yōu)選地，上述抗240℃高溫的高密度復(fù)合有機(jī)鹽鉆井液，組成成分為：這一配比的鉆井液，密度可達(dá)2.8g/cm3，特別適合深度9000米以上超深井復(fù)雜地況。本發(fā)明還提供了一種以上任意一種抗240℃高溫的高密度復(fù)合有機(jī)鹽鉆井液的制備方法，包括以下步驟：(1)測(cè)算配制鉆井液所需的水量，在11000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，在水中加入純堿，攪拌10分鐘，再加入流型調(diào)節(jié)劑BZ-HXC，攪拌1小時(shí)；(2)在前一步得到的液體中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，加入抗高溫抗鹽降濾失劑BZ-KLS-Ⅲ，攪拌1小時(shí)；(3)在前一步得到的液體中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下，加入抑制防塌劑BZ-YFT；再加入抑制潤(rùn)滑劑BZ-YRH，攪拌1小時(shí)；(4)在前一步得到的液體中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下，加入復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅰ和復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅱ，攪拌1小時(shí)；(5)在前一步得到的液體中，再加入惰性加重劑，攪拌均勻。以上方法僅是最優(yōu)的制備方法，并不對(duì)其他制備方法進(jìn)行限制，在本發(fā)明上述配方基礎(chǔ)上制備的鉆井液，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明的抗240℃高溫的高密度復(fù)合有機(jī)鹽鉆井液，體系密度為2.0～2.8g/cm3，其流變性能及濾失性能均很好，可滿足現(xiàn)場(chǎng)鉆井的需求?？朔烁呙芏茹@井液粘度不易控制、濾失量大、固相含量高以及抗污染性能差的問(wèn)題。制備方法適應(yīng)各成分特性，能夠有效調(diào)整各成分之間的相容性，使得產(chǎn)品均一穩(wěn)定。具體實(shí)施方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1鉆井液配方：3kg/m3純堿、20kg/m3流型調(diào)節(jié)劑BZ-HXC、45kg/m3抗高溫抗鹽降濾失劑BZ-KLS-Ⅲ、20kg/m3抑制防塌劑BZ-YFT、10kg/m3抑制潤(rùn)滑劑BZ-YRH、500kg/m3復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅰ型、600kg/m3復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅱ型和1800kg/m3惰性加重劑重晶石。按照上述鉆井液配方的組分，采取如下步驟制備：(1)測(cè)算配制鉆井液所需的水量，在11000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，在水中按3kg/m3的終濃度加入純堿，攪拌10分鐘，再按20kg/m3的終濃度加入流型調(diào)節(jié)劑BZ-HXC，攪拌1小時(shí)；(2)在前一步得到的液體中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，按45kg/m3的終濃度加入抗高溫抗鹽降濾失劑BZ-KLS-Ⅲ，攪拌1小時(shí)；(3)在前一步得到的液體中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下，按20kg/m3的終濃度加入抑制防塌劑BZ-YFT；按10kg/m3的終濃度加入抑制潤(rùn)滑劑BZ-YRH，攪拌1小時(shí)；(4)在前一步得到的液體中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下，按500kg/m3的終濃度加入復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅰ和按700kg/m3的終濃度加入復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅱ，攪拌1小時(shí)；(5)在前一步得到的液體中，再按鉆井液密度要求，經(jīng)測(cè)算加入惰性加重劑重晶石使得其終濃度為1800kg/m3，即可得到抗溫240℃、密度為2.0g/cm3的高密度復(fù)合有機(jī)鹽鉆井液。實(shí)施例2鉆井液配方組分：3kg/m3純堿、20kg/m3流型調(diào)節(jié)劑BZ-HXC、50kg/m3抗高溫抗鹽降濾失劑BZ-KLS-Ⅲ、20kg/m3抑制防塌劑BZ-YFT、20kg/m3抑制潤(rùn)滑劑BZ-YRH、600kg/m3復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅰ、700kg/m3復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅱ、2900kg/m3惰性加重劑重晶石和500kg/m3惰性加重劑鐵礦粉。按照上述鉆井液配方的組分，采取如下步驟制備：(1)測(cè)算配制鉆井液所需的水量，在11000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，在水中按3kg/m3的濃度加入純堿，攪拌10分鐘，再按20kg/m3的濃度加入流型調(diào)節(jié)劑HXC，攪拌1小時(shí)；(2)在前一步得到的液體中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，按50kg/m3的濃度加入抗高溫抗鹽降濾失劑BZ-KLS-Ⅲ，攪拌1小時(shí)；(3)在前一步得到的液體中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下，按20kg/m3的濃度加入抑制防塌劑BZ-YFT；按20kg/m3的濃度加入抑制潤(rùn)滑劑BZ-YRH，攪拌1小時(shí)；(4)在前一步得到的液體中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下，按600kg/m3的濃度加入復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅰ和按700kg/m3的濃度加入復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅱ，攪拌1小時(shí)；(5)在前一步得到的液體中，再按鉆井液密度要求，經(jīng)測(cè)算加入2900kg/m3的惰性加重劑重晶石和500kg/m3的惰性加重劑鐵礦粉，即可得到抗溫240℃、密度為2.4g/cm3的高密度復(fù)合有機(jī)鹽鉆井液。實(shí)施例3鉆井液配方組分：3kg/m3純堿、10kg/m3流型調(diào)節(jié)劑BZ-HXC、50kg/m3抗高溫抗鹽降濾失劑BZ-KLS-Ⅲ、30kg/m3抑制防塌劑BZ-YFT、20kg/m3抑制潤(rùn)滑劑BZ-YRH、650kg/m3復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅰ、700kg/m3復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅱ、1300kg/m3惰性加重劑重晶石和3000kg/m3惰性加重劑鐵礦粉。按照上述鉆井液配方的組分，采取如下步驟制備：(1)測(cè)算配制鉆井液所需的水量，在11000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，在水中按3kg/m3的濃度加入純堿，攪拌10分鐘，再按10kg/m3的濃度加入流型調(diào)節(jié)劑BZ-HXC，攪拌1小時(shí)；(2)在前一步得到的液體中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，按50kg/m3的濃度加入抗高溫抗鹽降濾失劑BZ-KLS-Ⅲ，攪拌1小時(shí)；(3)在前一步得到的液體中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下，按30kg/m3的濃度加入抑制防塌劑BZ-YFT；按20kg/m3的濃度加入抑制潤(rùn)滑劑BZ-YRH，攪拌1小時(shí)；(4)在前一步得到的液體中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下，按650kg/m3的濃度加入復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅰ和按700kg/m3的濃度加入復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅱ，攪拌1小時(shí)；(5)在前一步得到的液體中，再按鉆井液密度要求，經(jīng)測(cè)算加入1300kg/m3惰性加重劑重晶石和3000kg/m3惰性加重劑鐵礦粉，即可得到抗溫240℃、密度為2.6g/cm3的高密度復(fù)合有機(jī)鹽鉆井液。實(shí)施例4鉆井液配方組分：3kg/m3純堿、10kg/m3流型調(diào)節(jié)劑BZ-HXC、60kg/m3抗高溫抗鹽降濾失劑BZ-KLS-Ⅲ、30kg/m3抑制防塌劑BZ-YFT、20kg/m3抑制潤(rùn)滑劑BZ-YRH、400kg/m3復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅰ、600kg/m3復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅱ、3800kg/m3惰性加重劑方鉛礦粉。按照上述鉆井液配方的組分，采取如下步驟制備：(1)測(cè)算配制鉆井液所需的水量，在11000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，在水中按3kg/m3的濃度加入純堿，攪拌10分鐘，再按10kg/m3的濃度加入流型調(diào)節(jié)劑BZ-HXC，攪拌1小時(shí)；(2)在前一步得到的液體中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌速度下，按60kg/m3的濃度加入抗高溫抗鹽降濾失劑BZ-KLS-Ⅲ，攪拌1小時(shí)；(3)在前一步得到的液體中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下，按30kg/m3的濃度加入抑制防塌劑BZ-YFT；按20kg/m3的濃度加入抑制潤(rùn)滑劑BZ-YRH，攪拌1小時(shí)；(4)在前一步得到的液體中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘攪拌速度下，按400kg/m3的濃度加入復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅰ和按600kg/m3的濃度加入復(fù)合有機(jī)鹽BZ-YJZ-Ⅱ，攪拌1小時(shí)；(5)在前一步得到的液體中，再按鉆井液密度要求，經(jīng)測(cè)算加入3800kg/m3惰性加重劑方鉛礦粉，即可得到抗溫240℃、密度為2.8g/cm3高密度復(fù)合有機(jī)鹽鉆井液。上述四個(gè)實(shí)施例，經(jīng)試驗(yàn)，可得到抗溫240℃、高密度(2.0～2.8g/cm3)復(fù)合有機(jī)鹽鉆井液體系性能表。表1.抗溫240℃、高密度(2.0～2.8g/cm3)復(fù)合有機(jī)鹽鉆井液體系性能表備注:上述體系的流變性能為80℃測(cè)試結(jié)果上述表格中數(shù)據(jù)說(shuō)明，本發(fā)明的抗溫240℃、高密度的復(fù)合有機(jī)鹽鉆井液，可制得密度為2.0～2.8g/cm3的鉆井液體系，其流變性能及濾失性能均很好，可滿足現(xiàn)場(chǎng)鉆井的需求?？朔烁呙芏茹@井液粘度不易控制、濾失量大、固相含量高以及抗污染性能差的問(wèn)題。以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。