本發(fā)明涉及鉆井液
技術領域：
，尤其涉及一種低乳化劑添加的油基鉆井液。
背景技術：
：鉆井液是指在油氣鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環(huán)流體的總稱，其主要是具有攜帶和懸浮巖屑、穩(wěn)定井壁、平衡地層壓力、冷卻和潤滑鉆具、傳遞水動力以及保護油氣層等作用，是鉆井工程技術的重要組成部分。油基鉆井液是相對于水基鉆井液而言的一種以油作為連續(xù)相的鉆井液。油基鉆井液與水基鉆井液相比，具有能抗高溫、抗鹽鈣侵、有利于井壁穩(wěn)定、潤滑性好和對油氣層傷害小等很多優(yōu)點。然而，傳統(tǒng)的油基鉆井液主要由基油、主乳化劑、輔乳化劑、潤濕劑、提切劑、有機土、石灰、降濾失劑、水相和加重材料等組成。為了保證油基鉆井液的基本性能，一般需要添加大量的且種類繁多的乳化劑，一般情況下均需要將主乳化劑和輔乳化劑配合使用。然而，現(xiàn)有的乳化劑的添加導致鉆井液的破乳電壓低。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種低乳化劑添加的油基鉆井液，在滿足油基鉆井液的基本性能的前提下能夠克服高乳化劑含量所引起的破乳電壓低的缺陷。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術方案：本發(fā)明提供了一種低乳化劑添加的油基鉆井液，包含油、乳化劑、堿度調(diào)節(jié)劑、有機膨潤土、降濾失劑、氯化鈣和水；所述乳化劑、堿度調(diào)節(jié)劑、有機膨潤土和降濾失劑的質(zhì)量比為(5～30):(10～20):(10～20):(10～30)；所述氯化鈣在水中的質(zhì)量濃度為20～35％；所述油和水的體積比為(70～90):(10～30)；所述油和水的總體積和與所述乳化劑的質(zhì)量之比為100m3:(5～30)kg。優(yōu)選的，所述乳化劑為長鏈脂肪酸酰胺和二聚酸的混合物。優(yōu)選的，所述長鏈脂肪酸酰胺和二聚酸的質(zhì)量比為(90～100):(30～50)。優(yōu)選的，所述堿度調(diào)節(jié)劑為氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈣和氫氧化鎂中的一種或幾種。優(yōu)選的，所述降濾失劑包括磺化瀝青、腐殖酸酰胺樹脂和改性苯乙酸丙烯。優(yōu)選的，所述磺化瀝青、腐殖酸酰胺樹脂和改性苯乙酸丙烯的質(zhì)量比為(20～40):(30～50):(10～30)。優(yōu)選的，所述油為白油、柴油和氣制油中的一種或幾種。優(yōu)選的，還包含加重劑。優(yōu)選的，所述加重劑為重晶石和/或石灰石。優(yōu)選的，所述乳化劑和加重劑的質(zhì)量比為[5～30]:(0～1500]。本發(fā)明提供了一種低乳化劑添加的油基鉆井液，包含以下組分：油、乳化劑、堿度調(diào)節(jié)劑、有機膨潤土、降濾失劑、氯化鈣和水。本發(fā)明提供的低乳化劑添加的油基鉆井液中乳化劑的含量雖然很低，但是能夠滿足油基鉆井液的基本性能要求。根據(jù)實施例的實驗結果可知，本發(fā)明得到的低乳化劑添加的油基鉆井液的密度為1.4～2.5g/cm3，老化溫度最高可達220℃，塑性粘度最低能夠達到20mpa·s，破乳電壓最高能夠達到1763v。此外，在經(jīng)鹽水和膨潤土入侵后，鉆井液的抗老化溫度、黏度、動切力、破乳電壓等性能幾乎不變，具有優(yōu)異的抗污染性能。具體實施方式本發(fā)明提供了一種低乳化劑添加的油基鉆井液，包含以下組分：油、乳化劑、堿度調(diào)節(jié)劑、有機膨潤土、降濾失劑、氯化鈣和水；其中，所述乳化劑、堿度調(diào)節(jié)劑、有機膨潤土和降濾失劑的質(zhì)量比為(5～30):(10～20):(10～20):(10～30)；所述氯化鈣在水中的質(zhì)量濃度為20～35％；所述油和水的體積比為(70～90):(10～30)；所述油和水的總體積和與所述乳化劑的質(zhì)量之比為100m3:(5～30)kg。在本發(fā)明中，制備所述低乳化劑添加的油基鉆井液的原料包含油。在本發(fā)明中，所述油優(yōu)選為白油、柴油和氣制油中的一種或幾種。本發(fā)明對所述油的來源沒有特殊限制，具體的采用市售上述油即可。在本發(fā)明中，所述油優(yōu)選為白油和柴油的混合物、白油和氣制油的混合物、柴油和氣制油的混合物或者白油、柴油和氣制油三者的混合物。在本發(fā)明中，當所述油包含白油、柴油和氣制油中的兩種時，兩種組分(eg.白油和柴油、白油和氣制油、柴油和氣制油)的質(zhì)量分配優(yōu)選為1:1、2:1、1:2、1:3或3:1。在本發(fā)明中，當所述油同時包含白油、柴油和氣制油時，白油、柴油和氣制油的質(zhì)量比例優(yōu)選為(1～5):(1～5):(1～5)，更優(yōu)選為(2～4):(2～3):(2～3)，最優(yōu)選為1:1:1。在本發(fā)明中，制備所述低乳化劑添加的油基鉆井液的原料包含氯化鈣和水。在本發(fā)明中，所述氯化鈣和水優(yōu)選以氯化鈣水溶液的形式進行添加。在本發(fā)明中，所述氯化鈣在水中的質(zhì)量濃度優(yōu)選為20～35％，更優(yōu)選為23～33％，最優(yōu)選為25～30％。在本發(fā)明中，所述油和水的體積比優(yōu)選為(70～90):(10～30)，更優(yōu)選為(75～85):(15～25)，最優(yōu)選為(78～83):(18～23)。在本發(fā)明中，制備所述低乳化劑添加的油基鉆井液的原料包含乳化劑。在本發(fā)明中，所述乳化劑優(yōu)選為長鏈脂肪酸酰胺和二聚酸的混合物。在本發(fā)明中，所述長鏈脂肪酸酰胺和二聚酸的質(zhì)量比優(yōu)選為(90～100):(30～50)，更優(yōu)選為(92～98):(33～47)，最優(yōu)選為(94～96):(37～42)。在本發(fā)明中，所述長鏈脂肪酸酰胺的制備方法優(yōu)選包括以下步驟：在真空條件下，將油酸、妥兒油脂肪酸、二乙醇胺和三乙醇胺進行熱混合，得到熱混合物；對熱混合物進行加熱處理，得到長鏈脂肪酸酰胺。本發(fā)明在真空條件下，將油酸、妥兒油脂肪酸、二乙醇胺和三乙醇胺進行熱混合，得到熱混合物。本發(fā)明優(yōu)選先將油酸和妥兒油脂肪酸混合，再與二乙醇胺和三乙醇胺進行混合。在本發(fā)明中，所述真空條件的真空度優(yōu)選的小于等于-0.1mpa，更優(yōu)選的小于等于-0.2mpa，最優(yōu)選的為-1～-0.3mpa。在本發(fā)明中，所述熱混合的溫度優(yōu)選為110～130℃，更優(yōu)選為115～125℃，最優(yōu)選為118～123℃；所述熱混合的時間優(yōu)選為2～8小時，更優(yōu)選為3～7小時，最優(yōu)選為4～6小時。在本發(fā)明中，所述油酸、妥兒油脂肪酸、二乙醇胺和三乙醇胺的質(zhì)量比優(yōu)選為(15～25):(20～30):(25～35):(20～30)，更優(yōu)選為(17～23):(22～28):(27～33):(22～28)，最優(yōu)選為(19～21):(24～26):(29～31):(24～26)。得到熱混合物后，本發(fā)明對所述熱混合物進行加熱處理，得到長鏈脂肪酸酰胺。在本發(fā)明中，所述加熱處理的溫度優(yōu)選為310～350℃，更優(yōu)選為315～345℃，最優(yōu)選為325～335℃；所述加熱處理的時間優(yōu)選為2～8小時，更優(yōu)選為3～7小時，最優(yōu)選為4～6小時。在本發(fā)明中，所述油和水的總體積和與所述乳化劑的質(zhì)量之比為100m3:(5～30)kg，優(yōu)選為100m3:(10～25)kg，更優(yōu)選為100m3:(15～20)kg。在本發(fā)明中，制備所述低乳化劑添加的油基鉆井液的原料包含堿度調(diào)節(jié)劑。在本發(fā)明中，所述堿度調(diào)節(jié)劑優(yōu)選為氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈣和氫氧化鎂中的一種或幾種。本發(fā)明對所述堿度調(diào)節(jié)劑的來源沒有特殊限制，具體的采用市售的上述物質(zhì)即可。在本發(fā)明中，當所述堿度調(diào)節(jié)劑為氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈣和氫氧化鎂中的兩種時，兩種組分(較大分子量組分:較小分子量組分)的質(zhì)量分配優(yōu)選為1:1、2:1、1:2、1:3或3:1。在本發(fā)明中，當所述堿度調(diào)節(jié)劑為氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈣和氫氧化鎂中的三種時，三種組分(較大分子量組分:較小分子量組分:最小分子量組分)的質(zhì)量比例優(yōu)選為(1～5):(1～5):(1～5)，更優(yōu)選為(2～4):(2～3):(2～3)，最優(yōu)選為1:1:1。在本發(fā)明中，當所述堿度調(diào)節(jié)劑堿度調(diào)節(jié)劑為氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈣和氫氧化鎂四種物質(zhì)的混合物時，氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈣和氫氧化鎂的質(zhì)量比例優(yōu)選為1:1:1:1。在本發(fā)明中，所述乳化劑和堿度調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量比為(5～30):(10～20)，優(yōu)選為(10～25):(12～18)，更優(yōu)選為(15～20):(14～16)。在本發(fā)明中，制備所述低乳化劑添加的油基鉆井液的原料包含降濾失劑。在本發(fā)明中，所述降濾失劑優(yōu)選為磺化瀝青、腐殖酸酰胺樹脂和改性苯乙酸丙烯的混合物。在本發(fā)明中，所述磺化瀝青、腐殖酸酰胺樹脂和改性苯乙酸丙烯的質(zhì)量比優(yōu)選為(20～40):(30～50):(10～30)，更優(yōu)選為(23～37):(33～47):(15～25)，最優(yōu)選為(28～33):(38～43):(18～22)。在本發(fā)明中，所述改性苯乙酸丙烯的制備方法優(yōu)選包括以下步驟：將丙烯酸和苯乙烯混合，進行一級加熱處理，得到一級產(chǎn)物；將所述一級產(chǎn)物和馬來酸酐混合，進行二級加熱處理，得到二級產(chǎn)物；將所述二級產(chǎn)物和三聚酸混合，進行三級加熱處理，得到改性苯乙酸丙烯。本發(fā)明將丙烯酸和苯乙烯混合，進行一級加熱處理，得到一級產(chǎn)物。在本發(fā)明中，所述丙烯酸和苯乙烯的質(zhì)量比優(yōu)選為(15～25):(25～35)，更優(yōu)選為(17～23):(27～33)，最優(yōu)選為(19～21):(29～30)。在本發(fā)明中，所述一級加熱處理的溫度優(yōu)選為80～100℃，更優(yōu)選為85～95℃，最優(yōu)選為88～93℃；所述一級加熱處理的時間優(yōu)選為1～3小時，具體的可以為1小時、2小時或3小時。得到所述一級產(chǎn)物后，本發(fā)明將所述一級產(chǎn)物和馬來酸酐混合，進行二級加熱處理，得到二級產(chǎn)物。本發(fā)明對所述馬來酸酐的來源沒有特殊限定，具體的材料市售的馬來酸酐即可。在本發(fā)明中，所述馬來酸酐和苯乙烯的質(zhì)量比優(yōu)選為(15～25):(25～35)，更優(yōu)選為(17～23):(27～33)，最優(yōu)選為(19～21):(29～30)。在本發(fā)明中，所述二級加熱處理的溫度優(yōu)選為150～170℃，更優(yōu)選為155～165℃，最優(yōu)選為158～163℃；所述二級加熱處理的時間優(yōu)選為1～3小時，具體的可以為1小時、2小時或3小時。得到所述二級產(chǎn)物后，本發(fā)明將所述二級產(chǎn)物和三聚酸混合，進行三級加熱處理，得到改性苯乙酸丙烯。本發(fā)明對所述三聚酸的來源沒有特殊限定，具體的材料市售的三聚酸即可，例如無錫市致遠化學品有限公司或福建省連城百新科技有限公司等公司所生產(chǎn)的三聚酸。在本發(fā)明中，所述丙烯酸和三聚酸的質(zhì)量比優(yōu)選為(15～25):(25～35)，更優(yōu)選為(17～23):(27～33)，最優(yōu)選為(19～21):(29～30)。在本發(fā)明中，所述三級加熱處理的溫度優(yōu)選為200～220℃，更優(yōu)選為205～215℃，最優(yōu)選為208～213℃；所述三級加熱處理的時間優(yōu)選為1～3小時，具體的可以為1小時、2小時或3小時。在本發(fā)明中，制備所述低乳化劑添加的油基鉆井液的原料包含有機膨潤土組分。本發(fā)明對所述有機膨潤土的來源沒有特殊要求，具體的可以為市售的有機膨潤土。在本發(fā)明中，所述堿度調(diào)節(jié)劑和有機膨潤土的質(zhì)量比為(10～20):(10～20)，優(yōu)選為(12～18):(12～18)，更優(yōu)選為(14～16):(14～16)。在本發(fā)明中，所述有機膨潤土和降濾失劑的質(zhì)量比為(10～20):(10～30)，優(yōu)選為(12～18):(15～25)，更優(yōu)選為(14～16):(18～23)。在本發(fā)明中，所述低乳化劑添加的油基鉆井液優(yōu)選還包含加重劑組分。在本發(fā)明中，所述加重劑優(yōu)選為重晶石和/或石灰石。在本發(fā)明中，所述乳化劑和加重劑的質(zhì)量比優(yōu)選為[5～30]:(0～1500]，更優(yōu)選為[10～25]:[300～1200]，最優(yōu)選為[15～20]:[500～1000]。本發(fā)明對所述低乳化劑添加的油基鉆井液的制備方法沒有特殊要求，直接將各組分混合后使用即可。下面結合實施例對本發(fā)明提供的低乳化劑添加的油基鉆井液進行詳細的說明，但是不能把它們理解為對本發(fā)明保護范圍的限定。實施例120份的油酸和25份的妥兒油脂肪酸加熱至120℃，密閉抽真空至真空度低于-0.1mpa吸入30份的二乙醇胺和20份的三乙醇胺。保溫反應2h后，再繼續(xù)升溫至330℃(加熱時間為2h)，保溫反應2h，冷卻至210℃，即得長鏈脂肪酸酰胺。將長鏈脂肪酸酰胺和二聚酸按照90:40的質(zhì)量比例進行混合，得到乳化劑。將20份的丙烯酸和30份的苯乙烯混合攪拌均勻后，加熱至90℃，反應2h后，加入20份的馬來酸酐后加熱至160℃，保溫反應2h，再繼續(xù)加入30份的三聚酸，加熱至210℃反應2h后，得改性苯乙烯丙烯酸樹脂。將磺化瀝青、腐殖酸酰胺樹脂和改性苯乙酸丙烯按照30:40:20的質(zhì)量比例進行混合，得到降濾失劑。鉆井液原料：320ml柴油、100ml26％的氯化鈣水溶液。以柴油和氯化鈣的總體積計，乳化劑0.8kg/100m3、氧化鈣1kg/100m3、有機膨潤土2kg/100m3、降濾失劑1.5kg/100m3、重晶石80kg/100m3。將上述原料物質(zhì)混合，得到低乳化劑添加的油基鉆井液，ρ＝1.40g/cm3。實施例220份的油酸和25份的妥兒油脂肪酸加熱至120℃，密閉抽真空至真空度低于-0.1mpa吸入30份的二乙醇胺和20份的三乙醇胺。保溫反應2h后，再繼續(xù)升溫至330℃(加熱時間為2h)，保溫反應2h，冷卻至210℃，即得長鏈脂肪酸酰胺。將長鏈脂肪酸酰胺和二聚酸按照90:35的質(zhì)量比例進行混合，得到乳化劑。將20份的丙烯酸和30份的苯乙烯混合攪拌均勻后，加熱至90℃，反應2h后，加入20份的馬來酸酐后加熱至160℃，保溫反應2h，再繼續(xù)加入30份的三聚酸，加熱至210℃反應2h后，得改性苯乙烯丙烯酸樹脂。將磺化瀝青、腐殖酸酰胺樹脂和改性苯乙酸丙烯按照30:40:20的質(zhì)量比例進行混合，得到降濾失劑。鉆井液原料：320ml白油、80ml26％的氯化鈣水溶液。以柴油和氯化鈣的總體積計，乳化劑1kg/100m3、氧化鎂1.5kg/100m3、有機膨潤土1kg/100m3、降濾失劑2kg/100m3、石灰石130kg/100m3。將上述原料物質(zhì)混合，得到低乳化劑添加的油基鉆井液，ρ＝1.80g/cm3。實施例320份的油酸和25份的妥兒油脂肪酸加熱至120℃，密閉抽真空至真空度低于-0.1mpa吸入30份的二乙醇胺和20份的三乙醇胺。保溫反應2h后，再繼續(xù)升溫至330℃(加熱時間為2h)，保溫反應2h，冷卻至210℃，即得長鏈脂肪酸酰胺。將長鏈脂肪酸酰胺和二聚酸按照95:40的質(zhì)量比例進行混合，得到乳化劑。將20份的丙烯酸和30份的苯乙烯混合攪拌均勻后，加熱至90℃，反應2h后，加入20份的馬來酸酐后加熱至160℃，保溫反應2h，再繼續(xù)加入30份的三聚酸，加熱至210℃反應2h后，得改性苯乙烯丙烯酸樹脂。將磺化瀝青、腐殖酸酰胺樹脂和改性苯乙酸丙烯按照30:40:20的質(zhì)量比例進行混合，得到降濾失劑。鉆井液原料：320ml氣制油、80ml26％的氯化鈣水溶液。以柴油和氯化鈣的總體積計，乳化劑1.2kg/100m3、氫氧化鈣1.5kg/100m3、有機膨潤土0.8kg/100m3、降濾失劑2.5kg/100m3、重晶石200kg/100m3。將上述原料物質(zhì)混合，得到低乳化劑添加的油基鉆井液，ρ＝2.20g/cm3。實施例420份的油酸和25份的妥兒油脂肪酸加熱至120℃，密閉抽真空至真空度低于-0.1mpa吸入30份的二乙醇胺和20份的三乙醇胺。保溫反應2h后，再繼續(xù)升溫至330℃(加熱時間為2h)，保溫反應2h，冷卻至210℃，即得長鏈脂肪酸酰胺。將長鏈脂肪酸酰胺和二聚酸按照90:40的質(zhì)量比例進行混合，得到乳化劑。將20份的丙烯酸和30份的苯乙烯混合攪拌均勻后，加熱至90℃，反應2h后，加入20份的馬來酸酐后加熱至160℃，保溫反應2h，再繼續(xù)加入30份的三聚酸，加熱至210℃反應2h后，得改性苯乙烯丙烯酸樹脂。將磺化瀝青、腐殖酸酰胺樹脂和改性苯乙酸丙烯按照30:40:20的質(zhì)量比例進行混合，得到降濾失劑。鉆井液原料：320ml柴油、60ml26％的氯化鈣水溶液。以柴油和氯化鈣的總體積計，乳化劑2.5kg/100m3、氫氧化鎂1.5kg/100m3、有機膨潤土0.5kg/100m3、降濾失劑2.5kg/100m3、石灰石260kg/100m3。將上述原料物質(zhì)混合，得到低乳化劑添加的油基鉆井液，ρ＝2.50g/cm3。本發(fā)明分別對實施例1～4得到的低乳化劑添加的油基鉆井液進行了性能檢測，結果如表1所示。表1實施例1～4得到的低乳化劑添加的油基鉆井液的性能指標鉆井液ρtpvypφ3hthpes實施例11.4120201091.4889實施例21.815031982.0936實施例32.222042882.81024實施例42.518062972.61763由表1可知，本發(fā)明實施例1～4得到的低乳化劑添加的油基鉆井液的密度為1.4～2.5g/cm3，老化溫度最高可達220℃，塑性粘度最低能夠達到20mpa·s，破乳電壓最高能夠達到1763v。本發(fā)明還對實施例1～4得到的低乳化劑添加的油基鉆井液的抗污染(飽和鹽水)性能進行了性能檢測，結果如表2和表3所示。表2實施例1～4得到的低乳化劑添加的油基鉆井液抗鹽水性能鉆井液ρt鹽水侵入pvypφ3hthpes實施例11.412015％25982.0653實施例21.815015％38972.4732實施例32.222015％47993.0816實施例42.518015％6911113.21016表3實施例1～4得到的低乳化劑添加的油基鉆井液膨潤土污染性能表2和表3中鹽水侵入和膨潤土侵入的含量分別為鹽水或膨潤土占鉆井液的體積分數(shù)。注，表1～3中：ρ：鉆井液密度，g/cm3；t：鉆井液老化溫度，℃；pv：鉆井液塑性粘度，mpa·s；yp：鉆井液動切力，pa；φ3：六速旋轉粘度計3轉讀數(shù)，無量綱；hthp：鉆井液高溫高壓失水(3.5mpa，t，30min)，ml；es：鉆井液破乳電壓，v。由表2和表3可知，本發(fā)明提供的鉆井液經(jīng)鹽水和膨潤土入侵后其抗老化溫度、黏度、動切力、破乳電壓等性能幾乎不變，具有優(yōu)異的抗污染性能。由以上實施例可知，本發(fā)明提供了一種低乳化劑添加的油基鉆井液，包含以下組分：油、乳化劑、堿度調(diào)節(jié)劑、有機膨潤土、降濾失劑、氯化鈣和水。本發(fā)明提供的低乳化劑添加的油基鉆井液中乳化劑的含量雖然很低，但是能夠滿足油基鉆井液的基本性能要求。根據(jù)實施例的實驗結果可知，本發(fā)明得到的低乳化劑添加的油基鉆井液的密度為1.4～2.5g/cm3，老化溫度最高可達220℃，塑性粘度最低能夠達到20mpa·s，破乳電壓最高能夠達到1763v。此外，在經(jīng)鹽水和膨潤土入侵后，鉆井液的抗老化溫度、黏度、動切力、破乳電壓等性能幾乎不變，具有優(yōu)異的抗污染性能。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本
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的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁12