低密度全油基鉆井液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種低密度全油基鉆井液及其制備方法，適用于非常規(guī)的低壓低滲、 水敏性且水相活度差異大W及易造成固相損害地層油氣藏的鉆完井工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著石油儲量的不斷減少且開采困難，世界各國紛紛加大了對復(fù)雜地層油氣資源 勘探開發(fā)的投入，開發(fā)新的油藏已經(jīng)成為當今各大石油公司發(fā)展的迫切要求。目前國內(nèi)外 的油田，尤其是國內(nèi)大油田相繼進入了開發(fā)后期，逐漸開始動用一些低壓低滲油藏、水敏性 且水相活度差異大W及固相損害嚴重的地層油氣藏的勘探開發(fā)。運些油氣藏的開采難度 大，對鉆井液密度要求高。為了防止鉆井液漏失W及保護油氣層，經(jīng)常需要鉆井液的密度低 于1.0g/cm3。目前滿足運一需要的體系都是W氣體、油相為密度減輕劑。充氣鉆井液或泡 沫鉆井液由于其存在諸多不足，并具有可壓縮性，脈沖信號衰減嚴重，鉆水平井、大位移井 需要使用MWD時限制了其使用。在低壓低滲儲層中，常規(guī)油基鉆井液中或多或少含乳化水， 乳化水滴的存在會導(dǎo)致儲層發(fā)生較為嚴重的水鎖。
[0003] 油基鉆井液具有較強的防塌抑制性、潤滑性和良好的儲層保護性能，尤其可滿足 強水敏及高溫、超高溫地層，或者需要鉆大位移特殊井及海上水平井等特殊轉(zhuǎn)鉆井需要。常 規(guī)的油基鉆井液一般為油包水乳化鉆井液，其中的水相常用氯化巧鹽水W平衡地層水活 度，防止水侵，油包水乳化鉆井液（水相含量為10%~40%)具有潤滑性能優(yōu)良、抑制性 強、井壁穩(wěn)定性和抗溫性能好等優(yōu)點，目前雖然得到廣泛應(yīng)用，但仍存在一定不足，例如鉆 井液含有大量乳化水滴，塑性黏度高，影響機械鉆速，并造成儲層乳化液滴堵塞；為保持油 包水乳液的穩(wěn)定性，使用了大量乳化劑，會導(dǎo)致巖石表面由親水變?yōu)橛H油，造成儲層損害； 鉆井液水相活度很難通過隨時調(diào)節(jié)W平衡不同易塌地層中水的活度，因此不能確保各種易 塌地層不引起水化而使井壁失穩(wěn)等。因此不適合非常規(guī)的低壓低滲、水敏性強且水相活度 差異大W及易造成固相損害地層油氣藏的鉆完井工藝。而低密度全油基鉆井液不含水，乳 化劑用量少，還無需考慮鉆井液水相活度與地層水活度的平衡問題，因而全油基鉆井液除 具有油包水乳化鉆井液的優(yōu)點外，還克服了上述不足。可用于易塌地層、鹽膏層，特別是水 相活度差異較大的地層，W及能量衰竭的低壓地層和海洋深水鉆井。
[0004] 目前針對運方面的研發(fā)，由于不能解決攜巖的問題，大多是含粘±的全油基鉆井 液，如CN101215461報道了一種全油合成基鉆井液，使用的乳化劑為長碳鏈脂肪酸酷胺、長 碳鏈烷基苯橫酸巧、聚締控簇酸醋中的一種或多種的混合物，盡管具有低毒、環(huán)保、對儲層 傷害小等優(yōu)點，但其含有有機±，易造成固相損害，并且制備成本高，限制了其推廣使用。偶 見無粘±的全油基鉆井液的報道，但其體系的抗水侵和鹽侵的能力較差，也限制了其推廣 使用。隨著現(xiàn)有油田儲量日益下降，并且新探區(qū)的開采會遇到各種復(fù)雜地層及環(huán)境，急需進 行滿足低壓低滲油藏、水敏性強且水相活度差異大W及固相損害嚴重的地層油氣藏勘探開 發(fā)的無粘±全油基鉆井液體系，本發(fā)明所述的正是運種情況下，適合于此類地層的低密度 全油基鉆井液。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是現(xiàn)有技術(shù)中油基鉆井液中乳化液滴及有機± 顆粒造成非常規(guī)的低壓低滲、水敏性強且水相活度差異大W及易造成固相損害地層的損害 問題，提供一種低密度全油基鉆井液可解決此問題，滿足此類地層油氣藏常規(guī)鉆井、大位移 特殊井、海上水平井等特殊需要。
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種與解決技術(shù)問題之一相對應(yīng)的低密 度全油基鉆井液的制備方法。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題之一，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種低密度全油基鉆 井液，包括W下組分： 陽00引 （1) 100份的基油；
[0009] (2)包括主乳化劑和輔助乳化劑的復(fù)合乳化劑不少于0. 5份，W所含主乳化劑和 輔助乳化劑的質(zhì)量計；
[0010] (3)0. 1~5份的增粘劑；
[0011] (4)0. 5~5份的降濾失劑；
[0012] 巧)0~5份的堿性物質(zhì)；
[0013] 其中，所述主乳化劑選自通式（I)所示結(jié)構(gòu)中的至少一種，輔助乳化劑選自式 (II )所示結(jié)構(gòu)脂肪醇聚氧乙締聚氧丙締酸簇酸或簇酸鹽中的至少一種；W質(zhì)量計，所述主 乳化劑與輔助乳化劑的比例滿足0 <輔助乳化劑：主乳化劑《1 ;
[0014]
[0015]
[0016] 通式中，Ri為含C S~C 3。飽和或不飽和控基，R 2為氨或者R 3〔0, Rs為C S~C 3。飽和 或不飽和的控基，X = 1~10, y = 1~40，Z = 0~40 ;M為選自氨、巧、儀、領(lǐng)、鋒、侶、或 鐵中的任意一種離子，R'為Cs~C 3。的烷基，m = 1~10，n= 1~40,P取值范圍為1~3 中任意整數(shù)。
[0017] 上述技術(shù)方案中，所述復(fù)合乳化劑的加量，W所含主乳化劑和輔助乳化劑的質(zhì)量 計，優(yōu)選為0. 5~5份；Ri、Rs優(yōu)選為C U~C 23的飽和或不飽和控，或C U~C 23的飽和控和 不飽和控的混合控基，Ri、R3更優(yōu)選為碳原子數(shù)為^ -、十立、十五、十屯、十九、二^-的飽 和控或不飽和控基，或十一、十=、十五、十屯、十九、二十一的飽和控和不飽和控的混合控 基；X優(yōu)選為2~6,更優(yōu)選為2或3 ;y優(yōu)選為1~20,更優(yōu)選為1~10 ;z優(yōu)選為0~30， 更優(yōu)選為0~20。所述R'優(yōu)選為Cs~C 2。的烷基；M優(yōu)選為巧、儀、鋒或侶，更優(yōu)選方案為 選自巧或鋒；m優(yōu)選為m = 1~5, n優(yōu)選為n = 5~35, P優(yōu)選為1或2 ; W質(zhì)量計，所述主 乳化劑與輔助乳化劑的比例優(yōu)選為輔助乳化劑：主乳化劑=1: (3~20);基礎(chǔ)油優(yōu)選為白 油、合成油、液體石蠟中的一種或一種W上的混合物；增粘劑優(yōu)選為順下橡膠、下苯橡膠、乙 丙橡膠、聚甲基丙締酸烷基醋中的一種或一種W上的混合物；降濾失劑優(yōu)選為長鏈有機胺 改性的腐植酸，鏈長優(yōu)選為。2、Cw、Cis;堿性物質(zhì)優(yōu)選為氧化巧粉末。
[0018] 上述技術(shù)方案中，所述輔助乳化劑的制備方法可W是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的任 意一種，可W是此前文獻公開的公知的制備方法中的一種。例如但不限定制備方法如下：
[0019] (1)脂肪醇聚氧乙締聚氧丙締酸的制備：
[0020] 將脂肪醇和環(huán)氧乙燒、環(huán)氧丙烷按所需配比在反應(yīng)溫度為85~160。壓力小于 0. SOMPa表壓條件下，巧領(lǐng)復(fù)合化合物為催化劑，反應(yīng)得脂肪醇聚氧乙締聚氧丙締酸；其中 脂肪醇與環(huán)氧乙燒、環(huán)氧丙烷的摩爾比為1 : 1~15 : 1~50,催化劑用量為脂肪醇質(zhì)量 的 1. 0 ~8. 0% ;
[0021] (2)脂肪醇聚氧乙締聚氧丙締酸簇酸（X = 1)的制備：
[0022] 將步驟（1)所合成的脂肪醇聚氧乙締聚氧丙締酸按所需配比與氯乙酸鋼、氨氧 化鐘或氨氧化鋼和四下基漠化錠催化劑混合，W甲苯為溶劑，在反應(yīng)溫度60~120°C，反 應(yīng)3~15小時，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)后處理得脂肪醇聚氧乙締聚氧丙締酸簇酸。其中，脂肪醇聚 氧乙締聚氧丙締酸、氯乙酸鋼、氨氧化鐘或氨氧化鋼和四下基漠化錠的摩爾比=1 : 1~ 4 : 1 ~5 : 0.0 l ~0. 1 ;
[0023] (3)脂肪醇聚氧乙締聚氧丙締酸簇酸鹽（X = 2或3)的制備
[0024] 將步驟（2)所合成的脂肪醇聚氧乙