CN104179466B - 钻探中降低泥浆失水量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钻探中降低泥浆失水量的方法，包括a)混合直链烷烃羧酸、烯烃羧酸和环烷烃羧酸，得到羧酸混合物；b)加热混合羧酸混合物和氢氧化钠溶液，得到混合羧酸盐；和c)按照泥浆质量分数的1~3%，向其中添加混合羧酸盐并搅拌均匀。钻探中降低泥浆失水量的方法，提高了泥皮中水化膜的质量，使原泥浆的失水量下降。
Description
技术领域
本发明涉及一种降低泥浆失水量的方法，尤其涉及一种用于地质钻探工程中，降低作为冲洗液泥浆的失水量的方法。
背景技术
在地质钻探工程中，通常使用泥浆作为钻头钻进工作面的冲洗液。泥浆作为钻进工作面的循环冲洗介质，是应对钻孔破碎、漏失等复杂地层钻进工况的重要手段。同时，泥浆还具有稳定钻孔孔壁，防止孔壁水化和坍塌的功能。因此泥浆的失水量是重要的性能参数。
泥浆的失水量是泥浆最重要的性能参数，失水量越大，泥浆的性能越差，钻孔越不稳定。然而，泥浆在循环使用中，由于钻井内压差增加、提钻压力波动、以及泥皮质量等原因，直接导致在循环过程中泥浆失水量的增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种钻探中降低泥浆失水量的方法，以减小泥浆在钻探过程中的失水量，保持钻孔的稳定。
本发明提供了一种钻探中降低泥浆失水量的方法，包括a)混合直链烷烃羧酸、烯烃羧酸和环烷烃羧酸，得到羧酸混合物；b)加热混合羧酸混合物和氢氧化钠溶液，得到混合羧酸盐；和c)按照泥浆质量分数的1~3%，向其中添加混合羧酸盐并搅拌均匀。
钻探中降低泥浆失水量的方法中，制得的混合羧酸盐结构中含有众多强亲水基和一定数量吸附基，这些基团可以使得泥浆颗粒稳定地分布在泥浆中。将混合羧酸盐添加到泥浆中并搅拌均匀后，增加了泥浆滤液的粘度，提高了泥皮中水化膜的质量，使原泥浆的失水量下降。
在钻探中降低泥浆失水量的方法的再一种示意性的实施方式中，羧酸混合物为碳原子数大于等于12的直链烷烃羧酸、烯烃羧酸和环烷烃羧酸的混合物。
在钻探中降低泥浆失水量的方法的另一种示意性的实施方式中，羧酸混合物由亚油酸和松香酸按照质量比1:2混合得到。
在钻探中降低泥浆失水量的方法的又一种示意性的实施方式中，氢氧化钠溶液的质量分数为25~35%，且羧酸混合物中氢氧化钠溶液的添加量为羧酸质量的10~20%。
在钻探中降低泥浆失水量的方法的又一种示意性的实施方式中，步骤a中，羧酸混合物和氢氧化钠溶液的加热温度为70~80℃，且混合时间为1~2小时。
下文将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施例，对钻探中降低泥浆失水量的方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
具体实施方式
为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现结合以下实施例说明本发明的具体实施方式。
实施例一。
原料：
氢氧化钠溶液，由市购的工业纯氢氧化钠粉末加入蒸馏水配制得到，且氢氧化钠溶液的浓度为25%（质量分数）；
亚油酸，市购，其中亚油酸的主要成分为碳链上碳原子数大于12的长直链烷烃羧酸和烯烃羧酸；
松香酸，市购，其中松香酸为碳链上碳原子数大于12的环烷烃羧酸。
制备过程：
a)将亚油酸和松香酸按1:2比例（质量比）混合，得到羧酸混合物；
b)在得到的羧酸混合物中加入氢氧化钠溶液，制备混合羧酸盐，其中氢氧化钠溶液的添加量为羧酸混合物的10%（质量分数），羧酸混合物与氢氧化钠溶液反应时，加热搅拌1小时，且加热温度为70℃；
c)将制备好的混合羧酸盐添加到作为冲洗剂的泥浆中并搅拌均匀，其中混合羧酸盐的添加量为泥浆的1%（质量分数）。
采用气压式失水仪进行泥浆失水量的测定。仪器最高压差为10MPa，泥浆相对滤器表面产生的流速梯度范围在0~500-1之间变换。将2.2升泥浆通过3~18cm长的岩心，可测得通过仪器端部滤孔的滤液量，由此得到泥浆的失水量。在某矿区的钻探中，采用本实施例的方法，泥浆的失水量从28ml/30min下降至18ml/30min，失水量下降约35.7%，维持了钻孔的稳定，保证了钻进的顺利进行。
钻探中降低泥浆失水量的方法中，制得的混合羧酸盐结构中含有众多强亲水基和一定数量吸附基，这些基团可以使得泥浆颗粒稳定地分布在泥浆中。将混合羧酸盐添加到泥浆中并搅拌均匀后，增加了泥浆滤液的粘度，提高了泥皮中水化膜的质量，使原泥浆的失水量下降。
实施例二。
原料：
氢氧化钠溶液，由市购的工业纯氢氧化钠粉末加入蒸馏水配制得到，且氢氧化钠溶液的浓度为25%（质量分数）；
亚油酸，市购，其中亚油酸的主要成分为碳链上碳原子数大于12的长直链烷烃羧酸和烯烃羧酸；
松香酸，市购，其中松香酸为碳链上碳原子数大于12的环烷烃羧酸。
制备过程：
a)将亚油酸和松香酸按1:2比例（质量比）混合，得到羧酸混合物；
b)在得到的羧酸混合物中加入氢氧化钠溶液，制备混合羧酸盐，其中氢氧化钠溶液的添加量为羧酸混合物的15%（质量分数），羧酸混合物与氢氧化钠溶液反应时，加热搅拌1小时，且加热温度为75℃；
c)将制备好的混合羧酸盐添加到作为冲洗剂的泥浆中并搅拌均匀，其中混合羧酸盐的添加量为泥浆的2%（质量分数）。
泥浆失水量测定
采用气压式失水仪进行泥浆失水量的测定。仪器最高压差为10MPa，泥浆相对滤器表面产生的流速梯度范围在0~500-1之间变换。将2.2升泥浆通过3~18cm长的岩心，可测得通过仪器端部滤孔的滤液量，由此得到泥浆的失水量。
在某矿区的钻探中，使泥浆的失水量从先前的失水量28ml/30min下降至17ml/30min，失水量下降约39.3%，维持了钻孔的稳定，保证了钻进的顺利进行。
实施例三。
原料：
氢氧化钠溶液，由市购的工业纯氢氧化钠粉末加入蒸馏水配制得到，且氢氧化钠溶液的浓度为25%（质量分数）；
亚油酸，市购，其中亚油酸的主要成分为碳链上碳原子数大于12的长直链烷烃羧酸和烯烃羧酸；
松香酸，市购，其中松香酸为碳链上碳原子数大于12的环烷烃羧酸。
制备过程
a)将亚油酸和松香酸按1:2比例（质量比）混合，得到羧酸混合物；
b)在得到的羧酸混合物中加入氢氧化钠溶液，制备混合羧酸盐，其中氢氧化钠溶液的添加量为羧酸混合物的20%（质量分数），羧酸混合物与氢氧化钠溶液反应时，加热搅拌2小时，且加热温度为80℃；
c)将制备好的混合羧酸盐添加到作为冲洗剂的泥浆中并搅拌均匀，其中混合羧酸盐的添加量为泥浆的3%（质量分数）。
泥浆失水量测定
采用气压式失水仪进行泥浆失水量的测定。仪器最高压差为10MPa，相对滤器表面产生的流速梯度范围在0~500-1之间变换。将2.2升泥浆通过3~18cm长的岩心，可测得通过仪器端部滤孔的滤液量，由此得到泥浆的失水量。
在某矿区的钻探中，使泥浆的失水量从先前的失水量28ml/30min下降至16ml/30min，失水量下降约42.9%，维持了钻孔的稳定，保证了钻进的顺利进行。
在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1. 钻探中降低泥浆失水量的方法，包括：
a) 由亚油酸和松香酸按照质量比1:2混合得到羧酸混合物；
b)加热混合羧酸混合物和氢氧化钠溶液，得到混合羧酸盐；和
c)按照所述泥浆质量分数的1~3%，向其中添加所述混合羧酸盐并搅拌均匀。
2. 如权利要求1所述的钻探中降低泥浆失水量的方法，其中所述氢氧化钠溶液的质量分数为25~35%，且所述氢氧化钠溶液的添加量为所述羧酸混合物质量的10~20%。
3. 如权利要求1所述的钻探中降低泥浆失水量的方法，其中在步骤b中，所述羧酸混合物和所述氢氧化钠溶液的加热温度为70~80℃，且混合时间为1~2小时。
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