CN103305196A - 一种生物柴油基钻井液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物柴油基钻井液，属石油钻井工程化学剂技术领域，其特征在于各组分的重量百分比为：基油：63--82％；润滑剂：0.9--2.8％；降滤失剂：1.5--2.5％；主乳化剂：1.8--2.7％；辅乳化剂：0.5--1.8％；润湿剂：1.4--1.8％；盐水：余量；所述的基油为生物柴油，是以动植物油脂为原料，用甲醇或乙醇在催化剂作用下经酯交换生成的柴油，其特性为：20℃密度≤0.89kg/m3，闪点≥130℃，硫含量≤0.05％；无荧光、无芳香烃、易生物降解。本发明用生物柴油作为油基钻井液的基油，配制的钻井液完全能满足油包水型油基钻井液的性能指标，生物降解性高，具有优良的环保特性、安全性能好、价格便宜、经济实用的特点。
Description
技术领域：
本发明涉及一种生物柴油基钻井液，属石油钻井工程化学剂技术领域。
背景技术：
油包水油基钻井液是以油为连续相，盐水为分散相，通过添加乳化剂、有机土、降滤失剂、加重材料等配制出的一种钻井液体系；其中的分散介质为基油，根据基油的性质又可分为矿物油和合成油；矿物油有柴油、白油等；合成油有酯类、烯烃类、烷基苯等。
油包水型钻井液在深井、超深井、高难度井、高温高压井、深水钻井和页岩气钻井等中应用非常广泛，也是水基、油基和气基钻井液三大钻井液体系中比较重要的一类，其主要特点：通过水相活度控制有利于井壁稳定，具有很低的滤失量，能改善钻井液的性能，有效抑制页岩膨胀，减少油气层损害，与全油基钻井液相比不易着火，使用安全。
油包水型油基钻井液的主要不足之处是成本高、工作环境差、受环境制约比较严重。
生物柴油是以动植物油脂为原料，包括动、植物油脂，地沟油，潲水油，油脂产品下脚料等，用甲醇或乙醇在催化剂作用下经酯交换生成的柴油；其化学成分为脂肪酸甲酯或乙酯，具有无荧光、无芳香烃、易生物降解，其生物降解性高达98％，降解速率是柴油的2倍。
以生物柴油作为油包水油基钻井液的分散介质，即基油，不仅可以克服传统矿物油或合成油生物降解性差、成本过高的不足，还可以大大减少地沟油重新流回餐桌的可能性。
以生物柴油为基油的油包水型油基钻井液不仅具有良好的环保特性，而且较常规油包水型油基钻井液有明显的成本优势，在油气钻井领域具有广阔的应用前景。
发明内容：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种生物柴油基钻井液，用生物柴油作为油基钻井液的基油，配制的钻井液完全能满足油包水型油基钻井液的性能指标，生物降解性高，具有优良的环保特性、安全性能好、价格便宜、经济实用的的特点。
本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。
本发明所提供的一种生物柴油基钻井液，其组成为基油、润滑剂、降滤失剂、主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂、盐水；其中各组分的重量百分比为：
基油：63--82％；
润滑剂：0.9--2.8％；
降滤失剂：1.5--2.5％；
主乳化剂：1.8--2.7％；
辅乳化剂：0.5--1.8％；
润湿剂：1.4--1.8％；
盐水：余量；
所述的基油为生物柴油，是以动植物油脂为原料，用甲醇或乙醇在催化剂作用下经酯交换生成的柴油，化学成分为脂肪酸甲酯或乙酯，其特性为：20℃密度≤0.89kg/m3，闪点≥130℃，硫含量≤0.05％；无荧光、无芳香烃、易生物降解；
所述的润滑剂为有机膨润土；
所述的降滤失剂为氧化沥青；
所述的主乳化剂为油酸和油酸酰胺组成的混合液或松香酸和松香酸酰胺组成的混合液，其HLB值为2.5；
所述的辅乳化剂为十二烷基苯磺酸钠，其HLB值为10.75；
所述的润湿剂为磺基琥珀酸酯；
所述的盐水为浓度为20％的氯化钙水溶液。
本发明所提供的一种生物柴油基钻井液的配制方法为：在基油中加入主乳化剂搅拌均匀后加入辅乳化剂，高速搅拌20分钟，再分别加入润滑剂、降滤失剂、润湿剂，高速搅拌20分钟，在高速搅拌的情况下加入盐水，高速搅拌20分钟；使用时，再加入重晶石把钻井液密度调至所需值，高速搅拌30分钟，装入老化罐中，于120℃滚动老化16小时。
本发明与现有的技术相比具有如下有益效果：
1、具有优良的环保特性：硫含量低，基油的生物降解性高达98％，降解速率是柴油的2倍，可大大减轻意外泄漏时对环境的污染。
2、具有良好的安全性能：生物柴油的闪点高，运输、储存、使用安全。
3、变废为宝，价格便宜：基油为地沟油和甲醇或乙醇经过化学方法加工而成，价格较柴油或白油更加便宜，配制的钻井液完全能满足油包水型油基钻井液的性能指标。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
本发明所提供的一种生物柴油基钻井液，其中各组分的重量百分比为：基油：63.5％；润滑剂：0.9％；降滤失剂：1.8％；主乳化剂：2.7％；辅乳化剂：1.8％；润湿剂：1.8％；盐水：余量。
配制方法：在基油中加入主乳化剂搅拌均匀后加入辅乳化剂，高速搅拌20分钟，再分别加入润滑剂、降滤失剂、润湿剂，高速搅拌20分钟，在高速搅拌的情况下加入盐水，高速搅拌20分钟；使用时，再加入适量的重晶石把钻井液密度调至1.10，高速搅拌30分钟，装入老化罐中，于120℃滚动老化16小时。
实施例2：
本发明所提供的一种生物柴油基钻井液，其中各组分的重量百分比为：基油：74％；润滑剂：1.8％；降滤失剂：1.8％；主乳化剂：2.3％；辅乳化剂：0.9％；润湿剂：0.9％；盐水：余量。
配制方法：同实施例1。
实施例3：
本发明所提供的一种生物柴油基钻井液，其中各组分的重量百分比为：基油：82％；润滑剂：2.8％；降滤失剂：1.8％；主乳化剂：1.8％；辅乳化剂：0.5％；润湿剂：1.4％；盐水：余量。
配制方法：同实施例1。
对实施例1、实施例2、实施例3配制的油包水型油基钻井液用Fann公司23D型破乳电压测定仪在50±2℃进行电稳定性测定；按照《GB/T16782-1997油基钻井液现场测试程序》进行滤失性测定。
测定后的钻井液性能如表一所示(HTHP为120℃，3.5MPa下测定值)。
表一
Claims (8)
1.一种生物柴油基钻井液，其特征在于其组成为基油、润滑剂、降滤失剂、主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂、盐水；其中各组分的重量百分比为：
基油：63--82％；
润滑剂：0.9--2.8％；
降滤失剂：1.5--2.5％；
主乳化剂：1.8--2.7％；
辅乳化剂：0.5--1.8％；
润湿剂：1.4--1.8％；
盐水：余量。
2.根据权利要求1所述的一种生物柴油基钻井液，其特征在于所述的基油为生物柴油，是以动植物油脂为原料，用甲醇或乙醇在催化剂作用下经酯交换生成的柴油，化学成分为脂肪酸甲酯或乙酯，其特性为：20℃密度≤0.89kg/m3，闪点≥130℃，硫含量≤0.05％；无荧光、无芳香烃、易生物降解。
3.根据权利要求1所述的一种生物柴油基钻井液，其特征在于所述的润滑剂为有机膨润土。
4.根据权利要求1所述的一种生物柴油基钻井液，其特征在于所述的降滤失剂为氧化沥青。
5.根据权利要求1所述的一种生物柴油基钻井液，其特征在于所述的主乳化剂为油酸和油酸酰胺组成的混合液或松香酸和松香酸酰胺组成的混合液，其HLB值为2.5。
6.根据权利要求1所述的一种生物柴油基钻井液，其特征在于所述的辅乳化剂为十二烷基苯磺酸钠，其HLB值为10.75。
7.根据权利要求1所述的一种生物柴油基钻井液，其特征在于所述的润湿剂为磺基琥珀酸酯。
8.根据权利要求1所述的一种生物柴油基钻井液，其特征在于所述的盐水为浓度为20％的氯化钙水溶液。
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