一种油基钻井液降滤失封堵剂的制作方法

2021-02-02 18:02:14|

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本发明涉及油基钻井液降滤失封堵剂技术领域，具体为一种油基钻井液降滤失封堵剂。

背景技术：

一些地质复杂、压力异常、温度较高的气田等，在开采的过程中需要通过各种机械设备来获取能源，其中，需要通过钻井机械对地质施工，钻井设备在使用的过程中不便于安全钻进土地石块内部，因而在施工的过程中，需要使用油基钻井液降滤失封堵剂辅助施工，现有的油基钻井液降滤失封堵剂一般采用沥青为主材料。

随着油基钻井液降滤失封堵剂的不断使用，在使用过程中发现了下述问题：

现有的一些油基钻井液降滤失封堵剂使用时水分的滤失量较大，防堵的性能较差，且现有的一些油基钻井液将滤失封堵剂使用时的封堵抗压性能有限，封堵后的效果具有局限。

所以需要针对上述问题，急需在原有油基钻井液降滤失封堵剂上进行创新设计。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种油基钻井液降滤失封堵剂，以解决上述背景技术中提出现有的一些油基钻井液降滤失封堵剂使用时水分的滤失量较大，防堵的性能较差，且现有的一些油基钻井液将滤失封堵剂使用时的封堵抗压性能有限，封堵后的效果具有局限的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种油基钻井液降滤失封堵剂，所述该油基钻井液降滤失封堵剂制备原材料有：沥青、液态so3、氯磺酸、发烟硫酸，所述该该油基钻井液降滤失封堵剂制备设备有：反应釜、研磨机、筛网、磺化反应器，所述该油基钻井液降滤失封堵剂检测原材料有：cao、无水cacl2、白油基、有机土、油酸乙醇胺、硬脂酸盐、表面活性剂甜菜酸、重晶石粉，所述该油基钻井液降滤失封堵剂检测设备有：高速搅拌器、电子天平、恒温干燥箱、老化罐、高温高压滤失仪、标准筛。

优选的，所述油基钻井液降滤失封堵剂制备方法如下：

步骤一、沥青原材料氧化反应

将沥青原材料放入反应釜中，向反应釜中通入空气，将反应温度调节至150℃，控制反应时间为30min，沥青氧化后生成氧化沥青，沥青材料的沥青质增加，胶含量增加；

步骤二、氧化沥青材料磺化反应

将氧化沥青材料加入磺化反应器中，依次向装置内部加入液态so3、氯磺酸、发烟硫酸等酸性材料，控制反应温度为80℃，反应时间为5h，生成磺化沥青产物；

步骤三、研磨筛分

将加工的磺化沥青产物放入研磨机中加工，使得磺化沥青产物为小颗粒粉末状，再对研磨产物使用筛网加工处理，控制磺化沥青粉末颗粒直径在1-1.5mm；

步骤四、主原材料催化反应

将磺化沥青材料和苯酚材料加入反应釜中，高温高压条件下搅拌催化原材料混合反应，控制反应温度为200℃，搅拌转速为600r/min，反应时间为2h，生成油基钻井液降滤失封堵剂。

优选的，所述油基钻井液降滤失封堵剂滤失量检测方法如下：

第一步、获取原材料

提取cao、无水cacl2、白油基、有机土、油酸乙醇胺、硬脂酸盐、表面活性剂甜菜酸、重晶石和油基钻井液降滤失封堵剂样品；

第二步、制备试剂样品

使用电子天平取5g油基钻井液降滤失封堵剂，将样品放置恒温干燥箱中，控制干燥温度为50-85℃，对样品干燥2h，除去样品内部水分，干燥后将试剂取出，自然冷却20min；

第三步、准备基浆

先取20g有机土，使用标准筛对有机土进行筛分处理，筛分后的有机土置于高速搅拌器中，再将460ml白油基(密度为1.8g/cm³)、15gcao、22g油酸乙醇胺、27g硬脂酸盐、50ml无水cacl2、835g重晶石粉以及3.2g表面活性剂甜菜酸加入高速搅拌器内部，控制仪器转速为11000r/min，在室温18-25℃条件下高速搅拌15min，将基浆取出静置90min；

第四步、基浆老化处理

将制备的基浆置于老化罐内部，控制运行温度为150-185℃，对基浆老化处理24h，最终将老化后的基浆冷却至常温；

第五步、滤失量检测

将制备的基浆和试剂分别放入高温高压滤失仪中，控制设备的检测温度为120℃，转速为800-1200r/min，检测压差为3.2-3.5mpa，高温高压状态下搅拌30min，检测试剂的滤失量，滤失量小于8.0ml。

优选的，油基钻井液降滤失封堵剂封堵抗压性能检测如下：

(一)、提取试剂

提取6份5g油基钻井液降滤失封堵剂，放入不同的容器中备用；

(二)、选择测试钢制材料

选择裂缝大小为100μm、200μm、300μm、400μm钢制材料；

(三)、封堵抗压性能检测

在120℃条件下将试剂封堵在钢制材料的裂缝表面，对不同检测材料施加不同的压力，检测压力分别为3.5mpa、5mpa、10mpa、15mpa、20mpa；

(四)、检测结果

油基钻井液降滤失封堵剂能有效封堵和防止100-300μm的微裂缝漏失，承压达到20mpa，400μm的微裂缝需要采用堵漏技术。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明制备的油基钻井液降滤失封堵剂中的沥青原材料经过氧化和磺化反应处理，其材料的沥青质增加，胶含量增加，并且达到降滤失、润滑、防卡解卡的作用，主材料在催化反应后生成的试剂防堵防滤失性能更强；

本发明制备的油基钻井液降滤失封堵剂经检测后，其滤失量小于8.0ml，防滤失的性能较好，稳定井壁，预防裂缝开启，并且该试剂能有效封堵和防止100-300μm的微裂缝漏失，承压达到20mpa，试剂封堵抗压性能较好，增强油基钻井液性能稳定，微米级粒径有效封堵微米级裂缝，随钻堵漏效果好。

附图说明

图1为本发明滤失量检测数据示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种油基钻井液降滤失封堵剂，该油基钻井液降滤失封堵剂制备原材料有：沥青、液态so3、氯磺酸、发烟硫酸，该该油基钻井液降滤失封堵剂制备设备有：反应釜、研磨机、筛网、磺化反应器，该油基钻井液降滤失封堵剂检测原材料有：cao、无水cacl2、白油基、有机土、油酸乙醇胺、硬脂酸盐、表面活性剂甜菜酸、重晶石粉，该油基钻井液降滤失封堵剂检测设备有：高速搅拌器、电子天平、恒温干燥箱、老化罐、高温高压滤失仪、标准筛。

一种油基钻井液降滤失封堵剂制备方法如下：

实施例一：

步骤一、沥青原材料氧化反应

将沥青原材料放入反应釜中，向反应釜中通入空气，将反应温度调节至120℃，控制反应时间为20min，沥青氧化后生成氧化沥青，沥青材料的沥青质增加，胶含量增加；

步骤二、氧化沥青材料磺化反应

将氧化沥青材料加入磺化反应器中，依次向装置内部加入液态so3、氯磺酸、发烟硫酸等酸性材料，控制反应温度为60℃，反应时间为5h，生成磺化沥青产物；

步骤三、研磨筛分

将加工的磺化沥青产物放入研磨机中加工，使得磺化沥青产物为小颗粒粉末状，再对研磨产物使用筛网加工处理，控制磺化沥青粉末颗粒直径在1.1mm；

步骤四、主原材料催化反应

将磺化沥青材料和苯酚材料加入反应釜中，高温高压条件下搅拌催化原材料混合反应，控制反应温度为150℃，搅拌转速为400r/min，反应时间为2h，生成油基钻井液降滤失封堵剂。

实施例二：

步骤一、沥青原材料氧化反应