一種鉆井液以及咪唑類離子液體在其中的用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種鉆井液，具體而言，本發(fā)明涉及一種體系高溫流變性明顯改善的 鉆井液。
【背景技術(shù)】
[0002] 深部資源勘探的關(guān)鍵技術(shù)之一是配套的抗高溫鉆井液工藝技術(shù)?？垢邷劂@井液在 保障安全鉆井、穩(wěn)定井壁、提高機(jī)械鉆速、保護(hù)儲(chǔ)層等方面的作用日益突出。因此抗高溫鉆 井液技術(shù)的研究是該領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
[0003]從國(guó)內(nèi)外近幾十年的深部鉆探實(shí)踐來看，深部鉆井常用的鉆井液體系有水基鉆井 液和油基鉆井液。與水基鉆井液相比，油基鉆井液體系有著很好的熱穩(wěn)定性、良好的失水控 制性、井壁穩(wěn)定性、井眼潤(rùn)滑性、抗污染及無(wú)腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，能有效減少卡鉆等復(fù)雜事故，但 是油基鉆井液排放時(shí)對(duì)環(huán)境會(huì)造成不良影響，影響地質(zhì)錄井熒光檢測(cè)、循環(huán)漏失趨勢(shì)高且 單井成本高。因此，目前用于深部鉆探的鉆井液仍然傾向采用抗高溫水基鉆井液體系。
[0004] 流變性是鉆井液體系的重要工藝性能之一，具有攜帶巖肩，保證井眼和井底的清 潔，懸浮巖肩，提高機(jī)械轉(zhuǎn)速，保持井眼規(guī)則和保證井下安全等重要作用，對(duì)鉆井工程的成 敗有著重要的影響。
[0005] 隨著井深的增加，高溫對(duì)水基鉆井液流變性影響越來越大。當(dāng)溫度逐漸增加，鉆 井液會(huì)發(fā)生高溫增稠、減稠及固化等作用，黏土?xí)l(fā)生高溫分散、高溫聚結(jié)及高溫鈍化等作 用，處理劑會(huì)發(fā)生高溫降解、高溫交聯(lián)等作用，鉆井液膠體穩(wěn)定性被打破，流變性發(fā)生變化， 這種變化屬于不可逆變化，不易進(jìn)行調(diào)整和控制，對(duì)鉆井產(chǎn)生不利影響，如攜帶巖肩能力下 降、機(jī)械轉(zhuǎn)速降低等，嚴(yán)重時(shí)將使鉆井作業(yè)無(wú)法正常進(jìn)行。
[0006]文獻(xiàn)CN1156473A公開了一種熱穩(wěn)定的油基鉆井液，其含有一種非磺化的聚合物 和/或一種非親有機(jī)物質(zhì)的粘土的油基鉆井液，它在升高的溫度下保持所需的流變性質(zhì)。
[0007]文獻(xiàn)CN104178095A公開了一種鉆井液及其制備方法，鉆井液包括基液及鉆井液 處理劑，基液包括90-100重量份的水、0. 1-1重量份的堿、0. 1-0. 9重量份的碳酸鹽及1-10 重量份的氯化鹽；基液與鉆井液處理劑的質(zhì)量百分比為100 : (1-10)。該鉆井液具有優(yōu)異 的降失水性及流變性，其能保護(hù)低滲透、中滲透砂巖的油氣層，還能降低對(duì)高滲透砂巖油氣 層的損害，以更好地保護(hù)巖石儲(chǔ)層。
[0008]文獻(xiàn)CN104232034A公開了一種鉆井液和提高鉆井液降濾失性能的方法。該鉆井 液包括聚異丁烯丁二酰亞胺、乳化劑、有機(jī)土、堿度調(diào)節(jié)劑、無(wú)機(jī)鹽水和主要量的基液。其具 有優(yōu)良的降濾失性能、調(diào)節(jié)流變性能，潤(rùn)滑性能好，水解穩(wěn)定性好，具有良好的失水造壁性 能，不含芳烴，生物毒性低，降解性好，傾點(diǎn)低、閃點(diǎn)高，應(yīng)用范圍廣，安全性能好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明旨在提供一種含有咪唑類離子液體的鉆井液，其具有明顯改善鉆井液體系 的高溫流變性。
[0010] 具體地，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種鉆井液，其包含離子液體1-烷基-3-甲基咪 唑四氟硼酸鹽〇. 02-0. 08重量％、聚合物0. 1-0. 5重量％、膨潤(rùn)土 1-6重量％和余量的水溶 液，其中聚合物選自部分水解的聚丙烯酰胺、高粘度羧甲基纖維素鈉鹽和黃原膠中的一種 或多種，烷基的碳原子數(shù)為4-8。
[0011] 優(yōu)選地，其中離子液體的含量為0. 04-0. 06重量％，更優(yōu)選為0. 05重量％。
[0012] 優(yōu)選地，其中聚合物的含量為0. 2-0. 4重量％。
[0013] 優(yōu)選地，其中膨潤(rùn)土的含量為2-4%重量％。
[0014] 優(yōu)選地，膨潤(rùn)土為鈉基膨潤(rùn)土。
[0015] 本發(fā)明還提供了上述鉆井液的制備方法，具體為：先配置含一定膨潤(rùn)土量的鉆井 液，預(yù)水化24小時(shí)；同時(shí)將聚合物配成膠液，隨后加入預(yù)水化后的鉆井液，然后加入離子液 體。
[0016] 進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供了一種離子液體在上述鉆井液中的用途，其中離子液體 為1-烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽，其中烷基的碳原子數(shù)為4-8。
[0017]本發(fā)明的效果
[0018] 本發(fā)明人經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)研究以及大量的試驗(yàn)，以陽(yáng)離子為1-烷基-3-甲基咪唑 陽(yáng)離子，陰離子為四氟硼酸陰離子的離子液體加入到鉆井液中，比其他離子液體更明顯地 改善體系高溫流變性。特別地，當(dāng)其中的烷基為碳原子數(shù)目為4-8的烷基時(shí)，與其他烷基相 比，具有更加優(yōu)異的體系高溫流變性。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說明。
[0020] 實(shí)施例1
[0021] 包含離子液體的鉆井液，其包含下列成分：
[0022] 1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽0. 02重量％
[0023] 部分水解的聚丙烯酰胺0.2重量％
[0024] 鈉基膨潤(rùn)土 4重量％
[0025] 余量的水溶液。
[0026] 先配置4%膨潤(rùn)土的10L的鉆井液，預(yù)水化24小時(shí)；同時(shí)將聚合物配成一定濃度 2%的膠液，按上述比例加入預(yù)水化后的鉆井液；測(cè)定常溫（即老化前）流變性和160°C滾 動(dòng)16h后（即老化后）的流變性；按上述比例加入該離子液體，再次測(cè)定常溫（即老化前） 流變性和160°C滾動(dòng)16h后（即老化后）的流變性進(jìn)行對(duì)比，具體數(shù)據(jù)見表1。
[0027] 實(shí)施例2
[0028] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例1相同，除了將1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸 鹽的用量變?yōu)?.05重量％。
[0029] 實(shí)施例3
[0030] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例1相同，除了將1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸 鹽的用量變?yōu)?.08重量％。
[0031] 實(shí)施例4
[0032] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例1相同，除了將部分水解的聚丙烯酰胺的用量 變?yōu)?. 5重量％。
[0033] 實(shí)施例5
[0034] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例1相同，除了將膨潤(rùn)土的用量變?yōu)?重量％。
[0035] 實(shí)施例6
[0036] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例2相同，除了將1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸 鹽變?yōu)?-戊基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽。
[0037] 實(shí)施例7
[0038] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例2相同，除了將1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸 鹽變?yōu)?-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽。
[0039] 實(shí)施例8
[0040] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例2相同，除了將1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸 鹽變?yōu)?-庚基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽。
[0041] 實(shí)施例9
[0042] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例2相同，除了將1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸 鹽變?yōu)?-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽。
[0043] 實(shí)施例10
[0044] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例2相同，除了將部分水解的聚丙烯酰胺變?yōu)楦?粘度羧甲基纖維素鈉鹽。
[0045] 實(shí)施例11
[0046] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例2相同，除了將部分水解的聚丙烯酰胺變?yōu)辄S 原膠。
[0047] 對(duì)比例1
[0048] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例2相同，除了不加入1- 丁基-3-甲基咪唑四氟 硼酸鹽。
[0049] 對(duì)比例2
[0050] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例2相同，除了將0. 05重量％的1- 丁基-3-甲 基咪唑四氟硼酸鹽變?yōu)?%的聚胺。
[0051] 對(duì)比例3
[0052] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例2相同，除了將0. 05重量％的1- 丁基-3-甲 基咪唑四氟硼酸鹽變?yōu)?%的KC1。
[0053] 對(duì)比例4
[0054] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例2相同，除了將1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸 鹽變?yōu)?-甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽。
[0055] 對(duì)比例5
[0056] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例2相同，除了將1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸 鹽變?yōu)?-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽。
[0057] 對(duì)比例6
[0058] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例2相同，除了將1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸 鹽變?yōu)?-丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽。
[0059] 對(duì)比例7
[0060] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例2相同，除了將1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸 鹽變?yōu)?-壬基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽。
[0061] 對(duì)比例8
[0062] 鉆井液的組成和制備方法與實(shí)施例2相同，除了將1- 丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸 鹽變?yōu)?-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽。