CN117143576A - 一种aqua-ecg低碳醇多功能钻井液、制备工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油钻井工程油田化学技术领域，尤其涉及一种AQUA‑ECG低碳醇多功能钻井液，所述AQUA‑ECG低碳醇多功能钻井液体系以低碳醇ECG、胺基抑制剂AI‑1为基液加配多功能处理剂精制而成。本发明通过研制出一套高抗水敏、强抑制性钻井液体系AQUA‑ECG低碳醇多功能钻井液，实现了近似油基钻井液的页岩回收率，凭借低碳醇溶液超强的防膨能力，提高了体系对泥质岩屑固相容限量，实现了钻井液的整体高效抑制，同时AQUA‑ECG低碳醇多功能钻井液可重复利用，钻废无害化处理工艺简单，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻井工程油田化学技术领域，尤其涉及一种AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液、制备工艺及装置。
背景技术
目前大庆页岩油水平井裂缝性泥页岩储层钻探主要使用油基钻井液体系，在抑制性、封堵性、润滑性方面均有突出优势，但存在钻井液方成本高，钻废处理难度大、费用高，环境污染风险高，毒性强，闪点低易燃引发火灾等固有弊端难以克服，页岩油钻探更需要环境友好、性价比高的钻井液体系。
中国专利公开号：CN108329897A，公开了一种油基钻井液，该油基钻井液含有基油、增黏剂、乳化剂和提切剂，其特征在于，所述增黏剂由包括以下步骤的方法制备：(1)在溶剂和催化剂的存在下，环糊精与甲基丙烯酸缩水甘油酯接触进行改性反应，得到改性环糊精；(2)在引发剂和交联剂的存在下，将所述改性环糊精、亲油性单体、橡胶和致孔剂的混合物滴加到含有分散剂的水溶液中进行聚合反应，得到增黏剂。由此可见，所述油基钻井液存在以下问题：钻井液环境污染风险高。
发明内容
为此，本发明提供一种AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液、制备工艺及装置，用以克服现有技术中钻井液环境污染风险高的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液，所述AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液体系以低碳醇ECG、胺基抑制剂AI-1为基液加配多功能处理剂精制而成。
进一步地，所述多功能处理剂包括氯化钾、自研改性聚合物、无荧光封堵剂、携岩纤维、固体润滑剂、提切剂和重晶石粉。
进一步地，所述AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的配方为：30％低碳醇ECG、1％胺基抑制剂AI-1、3％KCL、2％自研改性聚合物、2％无荧光封堵剂、2％携岩纤维、2％固体润滑剂、0.5％提切剂、1.70sg重晶石粉。
进一步地，多功能处理剂还包括土粉；
所述AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的配方为：25％低碳醇ECG、0.8％胺基抑制剂AI-1、3％KCL、1.5％自研改性聚合物、2％无荧光封堵剂、1％携岩纤维、3％固体润滑剂、0.3％提切剂、2.0sg重晶石粉、2～3％土粉。
本发明还提供一种用于AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的制备工艺，包括以下步骤，
步骤S1，检查制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的装置各零件状态，补充缺少的原料；
步骤S2，确定使用的钻井液配方，根据配方成分打开输入开关阀，再打开清水仓的开关阀加水；
步骤S3，按照配方比例打开膨润土仓的开关阀，使膨润土经过流入至混合仓；
步骤S4，打开纯碱仓的开关阀，将混合仓内混合物搅拌至pH至装置内的设定值，此时基浆配制完成，再打开大功率搅拌装置搅拌24h；
步骤S5，按照配方比例，逐一缓慢加入其他原料仓内的原料至配方量，关闭各原料仓；
步骤S6，打开重晶石粉仓的开关阀缓慢加入重晶石粉，直至装置判断钻井液配置完成，打开装置上的钻井液抽泵对配置好的钻井液进行抽取；
所述其他原料仓包括，无荧光封堵剂仓、胺基抑制剂AI-1仓、氯化钾仓、自研改性聚合物仓、携岩纤维仓、固体润滑剂仓、提切剂仓、低碳醇ECG仓。
进一步地，当进行所述步骤S4时，先将所述混合仓上可伸缩式pH计和温度测量仪的探头同时深入至所述步骤S2的钻井液中，所述可伸缩式pH计在检测混合仓内液体的pH值的同时，温度测量仪对钻井液进行温度检测，所述纯碱仓的开关阀在开启时，记录纯碱的初始流速；
在中控模块内设置有若干各相同的检测时段，记录检测时段的实时pH值和实时温度值，计算检测时段前后的温度差值，在中控模块内，存有的所述AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的温度变化范围阈值；
若温度差值小于温度变化范围阈值，则进行温度差值判断；
若温度差值大于等于温度变化范围阈值，则先关闭纯碱仓的开关阀，再打开冷凝装置中的循环泵，使温度差值降至温度变化范围阈值内，此时，关闭冷凝装置内的循环泵。
进一步地，当进行所述步骤S4时，在中控模块中，根据计算的若干各相同的检测时段的温度差值，计算实际温度变化速率，将其与中控模块内存有温度变化速率阈值；
若实际温度变化速率大于等于温度变化速率阈值，则对冷凝装置内的循环泵进行加速运行调节，至实际温度变化速率小于温度变化速率阈值，关闭冷凝装置内的循环泵；
若实际温度变化速率小于温度变化速率阈值，则继续进行实际温度变化速率判断。
进一步地，当进行所述步骤S4时，在判断进行温度差值和温度变化速率判断时，同时，进行pH值判断是否关闭纯碱仓开关阀，在中控模块内，存有的pH值阈值；
若实时pH值小于pH值阈值，则继续进行纯碱仓原料添加操作；
若实时pH值大于pH值阈值，则纯碱仓关闭开关阀，打开膨润土仓的开关阀调节实时pH值至pH值阈值时，关闭膨润土仓的开关阀；
若实时pH值等于pH值阈值，则进行步骤S4操作。
进一步地，在进行步骤S6时，在加入重晶石粉时分为若干次加入，在关闭重晶石粉仓开关阀后，打开大功率搅拌装置进行搅拌，所述大功率搅拌装置以初始速度搅拌至钻井液浓度合适时停止搅拌，所述大功率搅拌装置的搅拌叶片连接杆上存有的阻力仪，所述阻力仪对钻井液的搅拌过程中的实际阻力进行检测，实际阻力值判断钻井液在配置过程中是否搅拌均匀；
在中控模块内存有阻力阈值，
若实际阻力值小于阻力阈值，则判断钻井液浓度未达合适范围，继续加入重晶石粉，直至实际阻力值的波动范围等于阻力波动范围阈值；
若实际阻力值等于阻力阈值，则判断钻井液浓度合适，关闭重晶石粉仓开关阀。
本发明还提供一种用于制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的装置，包括，
原料仓，其对AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的各原料进行逐一存储，所述原料仓包括，储水仓、纯碱仓、膨润土仓、无荧光封堵剂仓、胺基抑制剂AI-1仓、氯化钾仓、自研改性聚合物仓、携岩纤维仓、固体润滑剂仓、提切剂仓、低碳醇ECG仓；
混合仓，其为AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液进行原料混合的装置，所述混合仓上存有可伸缩式pH计和温度测量仪；所述可伸缩式pH计，其对所述混合仓内的钻井液进行pH值检测；所述温度测量仪，其对所述混合仓内的钻井液进行温度检测；
大功率搅拌装置，其存在于混合仓内，对所述混合仓内的物料进行搅拌，所述大功率搅拌装置上的搅拌叶片连接杆上存有的阻力仪，所述阻力仪对钻井液的搅拌过程中的实际阻力进行检测；
冷凝装置，所述冷凝装置内存有冷凝管缠绕在混合仓外部，所述冷凝管外接循环水箱，循环水箱通过循环泵控制所述冷凝装置内水循环的速度；
中控模块，其与所述原料仓上的开关阀、所述混合仓的开关阀、所述可伸缩式pH计、所述温度测量仪、所述阻力仪以及所述循环泵相连，对相连部件进行动作控制，并根据相关检测部件的检测值做动作调整，包括，根据原温度测量仪检测的温度计算温度差值，根据温度差值对循环泵和纯碱仓的开关阀进行调控；根据中控模块，计算的实际温度变化速率，对循环泵进行调控；根据可伸缩式pH计检测的pH值结果，判断是否关闭纯碱仓开关阀；根据阻力仪检测的实际阻力值结果，判断是否继续加入重晶石粉。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明中AQUQ-ECG体系使用低碳醇加聚胺实现了近似油基钻井液的页岩回收率，凭借低碳醇溶液超强的防膨能力，提高了体系对泥质岩屑固相容限量，颠覆了对水基钻井液抑制性的认知，实现了整体高效抑制；高浓度低碳醇溶液本身具有较强的润滑减阻能力，常作为输送物料的介质，用其作为基液所形成钻井液体系先天具备良好的润滑性，将大幅降低携带岩屑的环空阻力，更利于有效携带岩屑和井筒清洁；低碳醇荧光级别0.5，无害化处理成本低，可重复利用。
进一步地，本发明中的氯化钾为AQUQ-ECG体系提供适宜矿化度，配合ECG提升AQUQ-ECG体系粘土的抑制能力；自研改性聚合物为交联型聚合物降滤失剂，具有更强的降滤失效果，有效控制HTHP滤失量；采用空间网状结构的提切剂以获得更好的粘切性能，提升体系沉降稳定性；采用柔性、化学惰性的纤维，通过缠绕、桥接等机理提高携岩性和改善泥饼质量；无荧光封堵剂和携岩纤维形成近井壁屏蔽层，复配无荧光封堵剂、成膜树脂、自研改性聚合物，达到多元协同封堵的作用。
进一步地，AQUA-ECG体系钻井液具有较强的防膨能力，在抑制泥页岩分散上更接近油基钻井液，通过岩屑侵入量实验证明AQUA-ECG体系钻井液具有较强的抗固相污染能力。现场按侵入量补充处理剂可实现AQUA-ECG体系钻井液的性能调整，实验表明侵入盐水容限量不低于10％，AQUA-ECG钻井液封堵效果良好且具有良好的润滑性。
进一步地，本发明通过提供制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的制备工艺，制备人员确保制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液时，对于钻井液配置过程中的存在的重要节点进行重点介绍，确保制备人员能够切实了解AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的制备工艺。
进一步地，本发明通过设置温度测量仪对纯碱加入过程中的温度进行检测，减少因纯碱加入水中的放热产生的温度过高，致使后期加入其他材料时的反应条件不适合，从易产生温度变化的步骤开始控制反应条件，使钻井液的反应环境更加适宜。
进一步地，本发明通过对监测时间段内的温度变化速率进行计算，判断温度变化是否适宜，确保温度变化速率处于可控范围内，对温度的变化速率调节过程补充冷却调节，细化了钻井液制备过程中的温度调控过程。
进一步地，本发明通过可伸缩式pH计检测基浆的pH值，使基浆pH值符合要求，为后续加入其他配方原料后的反应环境做基础，防止因基浆pH值不符合要求造成钻井液整体性能发生较大变化。
进一步地，本发明在加如重晶石粉调节钻井液浓度的过程中，通过在大功率搅拌装置设置的阻力计间接检测钻井液的浓度，对于重晶石的加入量进行调控，确保组中钻井液制备的成品符合要求。
进一步地，本发明通过提供一种用于制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的装置，在其中设置中控模块和相关检测部件，使制备过程中容易出现影响原料反应条件的过程进行自主调控，使制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的装置更加智能，同时，减少人工操作内容提高AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的制备效率。
附图说明
图1为实施例中的低碳醇ECG溶液的浸泡实验结果示意图；
图2为实施例中的旋转粘度计和布氏粘度计评价不同浓度低碳醇ECG溶液液相粘度的表格；
图3为实施例中的低碳醇ECG在粘土表面的吸附模型示意图；
图4为实施例在600转时不同基液抑制30％土造浆率实验读数的柱状图；
图5为实施例不同基液现场水敏性岩心回收率实验中岩心回收率的柱状图；
图6为实施例1配方在添加重晶石1.70SG和1.85SG同时调整自研改性聚合物和自研提切剂剂量后的常规流变性能表格；
图7为实施例中10％KCl、AQUA-ECG体系滤液、10％NaCl各自的24h抑制粘土膨胀位移对比折线图；
图8为实施例中120℃各体系泥页岩回收率柱状图；
图9为实施例中AQUA-ECG体系钻井液常温及100℃受到岩屑污染评价试验结果折线图；
图10为实施例中钻井液常温及100℃收到岩屑污染评价试验结果折线图；
图11为实施例AQUA-ECG体系在盐水污染滤失量变化柱状-折线图；
图12为实施例盐水污染对AQUA-ECG体系流变性影响折线图；
图13为实施例所述的用于AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的制备工艺的流程图；
图14为实施例所述的用于制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的装置的结构图；
图中，循环水箱1、循环泵2、冷凝管3、混合仓4、温度测量仪6、可伸缩式pH计7、输入开关阀8、钻井液抽泵9、阻力计10。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供一种AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液，所述AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液体系以低碳醇ECG、胺基抑制剂AI-1为基液加配多功能处理剂精制而成；所述低碳醇ECG由由改性乙二醇、丙三醇复配构成。
参阅图1所示，图1为实施例中的低碳醇ECG溶液的浸泡实验结果示意图，通过实验筛选出原料来源广、成本、性能相对有优势的复配二元～四元低碳醇ECG做为体系基础抑制剂，并使用膨润土压块做浸泡实验。目测可以直观反映低碳醇ECG对优质粘土矿物具有较好的抑制性和防膨作用，在抑制能力与水溶液中浓度具有线性关系，加量越大，抑制性越好。
参阅图2所示，图2为实施例中的旋转粘度计和布氏粘度计评价不同浓度低碳醇ECG溶液液相粘度的表格。两种测量仪器的实验结果吻合度较高，说明低碳醇水溶液具有较高的液相粘度，对低孔低渗透储层的液相封堵强于常规水基钻井液。
参阅图3所示，图3为实施例中的低碳醇ECG在粘土表面的吸附模型示意图，ECG强吸附-OH基团吸附于粘土表面，碳链在***形成屏蔽层，阻止水分子对粘土颗粒的吸附水化。ECG具有很强的亲水性，ECG相互之间及ECG与水分子之间有很强的氢键作用力，降低了水的活度。所以表现出较好的抑制性及润滑性。ECG的加量越大，粘土颗粒的碳链保护层越厚，与水的氢键作用越强，水的活度越低，其抑制、润滑性更强。
同时，低碳醇ECG的浊点效应还具有一定的物理封堵效果。随着温度升高，低碳醇ECG氢键逐渐断裂，在浊点以上部分析出。低碳醇ECG的羟基吸附、分子链占位，封堵缝隙。在浊点以下以氢键的形式全部溶于水，在泥浆中稳定存在。
低碳醇ECG的作用机理：ECG强吸附-OH基团吸附于粘土表面，碳链在***形成屏蔽层，阻止水分子对粘土颗粒的吸附水化。ECG具有很强的亲水性，ECG相互之间及ECG与水分子之间有很强的氢键作用力，降低了水的活度，所以表现出较好的抑制性及润滑性。ECG的加量越大，粘土颗粒的碳链保护层越厚，与水的氢键作用越强，水的活度越低，其抑制、润滑性越强。
请参阅图4和图5所示，图4为实施例在600转时不同基液抑制30％土造浆率实验读数的柱状图，图5为实施例不同基液现场水敏性岩心回收率实验中岩心回收率的柱状图。在对基液的配置进行抑制30％土造浆率试验与现场水敏性岩心回收率实验中，得出30％ECG和胺基抑制剂AI-1的组合可以实现泥岩回收率大于95％，同时实现流变性影响较小，形成与较高量ECG等效的抑制性，选用此方案做AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液体系的基液，结合其他多功能处理剂做出适用于不同使用场景的钻井液。
本发明中AQUQ-ECG体系使用低碳醇加聚胺实现了近似油基钻井液的页岩回收率，凭借低碳醇溶液超强的防膨能力，提高了体系对泥质岩屑固相容限量，颠覆了对水基钻井液抑制性的认知，实现了整体高效抑制。高浓度低碳醇溶液本身具有较强的润滑减阻能力，常作为输送物料的介质，用其作为基液所形成钻井液体系先天具备良好的润滑性，将大幅降低携带岩屑的环空阻力，更利于有效携带岩屑和井筒清洁；低碳醇荧光级别0.5，无害化处理成本低，可重复利用。
具体而言，本实施例中所述多功能处理剂包括氯化钾、自研改性聚合物、无荧光封堵剂、携岩纤维、固体润滑剂、提切剂和重晶石粉；所述自研改性聚合物为改性聚丙烯酸-聚丙烯酰胺共聚物；所述无荧光封堵剂为无荧光白沥青DWF-3；所述携岩纤维为超高强度聚乙烯拉丝纤维；所述固体润滑剂为鳞片石墨；所述提切剂为线性多糖聚合物。
本发明中的氯化钾为AQUQ-ECG体系提供适宜矿化度，配合ECG提升AQUQ-ECG体系粘土的抑制能力；自研改性聚合物为交联型聚合物降滤失剂，具有更强的降滤失效果，有效控制HTHP滤失量；采用空间网状结构的提切剂以获得更好的粘切性能，提升体系沉降稳定性；采用柔性、化学惰性的纤维，通过缠绕、桥接等机理提高携岩性和改善泥饼质量；无荧光封堵剂和携岩纤维形成近井壁屏蔽层，复配无荧光封堵剂、成膜树脂、自研改性聚合物，达到多元协同封堵的作用。
具体而言，本实施例1中，所述AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的配方为：30％低碳醇ECG、1％胺基抑制剂AI-1、3％KCL、2％自研改性聚合物、2％无荧光封堵剂、2％携岩纤维、2％固体润滑剂、0.5％提切剂、1.70sg重晶石粉。
具体而言，本实施例2中，多功能处理剂还包括土粉；
所述AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的配方为：25％低碳醇ECG、0.8％胺基抑制剂AI-1、3％KCL、1.5％自研改性聚合物、2％无荧光封堵剂、1％携岩纤维、3％固体润滑剂、0.3％提切剂、2.0sg重晶石粉、2～3％土粉。
参阅图6所示，图6为实施例1配方在添加重晶石1.70SG和1.85SG同时调整自研改性聚合物和自研提切剂剂量后的常规流变性能表格，API滤失量是指指在钻井液在室温、压力为690±35kPa条件下的30分钟滤失量，以FL表示，单位为mL。HTHP滤失量是指钻井液在100～150℃，压差在3.5MPa条件下测得的30分钟滤失量。
实验步骤：①把温度计***钻井液压滤器外加热套的温度计插孔内，接通电源，预热至略高于所需温度(高5～6℃)。
②将待测钻井液高速搅拌1min后，倒入压滤器内，使钻井液液面距顶部约13mm，放好滤纸，盖好杯盖，用螺丝固定。
③将上下两个阀杆关紧，放进加热套中，把另一个温度计***压滤器上部温度计的插孔中。
④连接气源管线，把顶部和底部压力调节至690kPa，打开顶部阀杆，继续加热至所需温度(样品加热时间不超过1h)。
⑤待温度恒定后，将顶部压力调节至4140kPa。打开底部阀杆度计时，收集30min的滤出液。在试验过程中温度应在所需温度的±3℃之内，如滤液接收器内的压力超过690kPa，则小心放出一部分滤液以降低压力至690kPa。记录收集的滤液体积(单位：mL)、压力(单位：kPa)、温度和时间。
⑥滤液体积应被校正成过滤面积为4580mm2时的滤液体积，如果所用滤失仪的过滤面积为2258mm2，则将所得结果乘以2得高温高压滤失量。
⑦试验结束后，关紧顶部和底部阀杆，关闭气源，电源，取下压滤器，并使之保持直立的状态冷却至室温，放掉压滤器内的压力，小心取出滤纸，用水冲洗滤饼表面上的浮泥，测量并记录滤饼厚度及质量好坏，洗净并擦干压滤器。
由于自研提切剂与降滤失剂对体系液相粘度增效作用过强，保持体系悬浮能力和抑制性的前提下，调整自研改性聚合物加量至1.8％，自研提切剂加量至0.3％，在50℃评价流变性。50℃流变参数时体系具备悬浮重晶石粉和携带岩屑能力，密度1.83SG流变参数过高，影响体系稳定性，在调整自研改性聚合物加量至1.8％，自研提切剂加量至0.3％后流变性达标。
参阅图7，图7为实施例中10％KCl、AQUA-ECG体系滤液、10％NaCl各自的24h抑制粘土膨胀位移对比折线图，实验压力为3.5MPa时，10％KCl的防膨率为16.26％，体系滤液的防膨率为51.89％、10％NaCl的防膨率为7.88％。
数据说明AQUA-ECG体系滤液具有较强的防膨能力，醇基滤液中的-OH与粘土端或面的-O多点吸附，在粘土表面形成一层憎水膜,抑制粘土的水化膨胀。
参阅图8所示，图8为实施例中120℃各体系泥页岩回收率柱状图，试验方法，使用大庆页岩油水平井青一段16～30目岩屑，清水回收率为12.04％。评价120℃各体系抑制泥页岩分散能力，各体系滚动回收率由低到高依次为现场BQ泥浆＜现场LT泥浆＜AQUA-ECG泥浆＜油基泥浆，与现场水基泥浆相比，AQUA-ECG体系在抑制泥页岩分散上更接近油基钻井液。
钻井液滤失量作为衡量钻井液体系封堵性的重要参数，其大小可以描述钻井过程中侵入地层的滤液量，为此，开展了AQUA-ECG体系不同密度的滤失量实验。
选取现场岩屑进行老化试验，岩屑层位：泉头组三段，岩屑：***、红棕色泥质粉砂岩，评价一下岩屑侵入对体系流变性的影响程度，AQUA-ECG体系流变性是否满足现场施工要求。
参阅图9和图10所示，图9为实施例AQUA-ECG体系钻井液常温及100℃受到岩屑污染评价试验结果折线图，图中横轴为岩屑侵入量，纵轴为API滤失量变化，其中，横轴为岩屑侵入量，纵轴为API滤失量变化。选取现场岩屑进行老化试验，岩屑层位：泉头组三段，岩屑：***、红棕色泥质粉砂岩，评价一下岩屑侵入对体系流变性的影响程度，流变性是否满足现场施工要求。图10为实施例钻井液常温及100℃收到岩屑污染评价试验结果，其中，横轴为岩屑侵入量，纵轴为AV/YP/PV/3转变化。
通过岩屑侵入量实验证明，岩屑侵入量对AQUA-ECG体系流变稳定性影响较小，在可控范围内。100℃老化后滤失量均出现线性下降，说明AQUA-ECG体系具有较强的抗固相污染能力。
成熟油田均已注水开发多年，钻进中存在发生盐水侵风险，使用10％NaCL溶液模拟井下流体进行污染实验，需评价盐水对AQUA-ECG体系稳定性的影响。请参阅图11、图12所示，图11为实施例AQUA-ECG体系在盐水污染滤失量变化柱状-折线图，图12为实施例盐水污染对AQUA-ECG体系流变性影响折线图。
实施例中盐水污染对流变性影响折线图水侵入量对AQUA-ECG体系流变稳定性影响幅度较小，达到侵入量10％时，整体流变参数下降幅度增大，API滤失量在增加了43％，现场按侵入量补充处理剂可实现AQUA-ECG体系钻井液的性能调整，实验表明侵入盐水容限量不低于10％。
选取40～60目石英砂，试验压力：0.7MPa，评价AQUQ-ECG钻井液在人造砂岩储层中的常温封堵性。AQUA-ECG钻井液在未加压前，迅速侵入砂床。加压5分钟和加压1小时的侵入深度基本一致，表明5分钟内完成封堵，1小时的侵入体积约35ml，实验表明AQUA-ECG钻井液封堵效果良好。
为了模拟钻进中钻具与井壁钻井液间的摩擦系数，采用泥饼粘附系数测定仪NF-2测试AQUA-ECG钻井液润滑防卡能力。
粘附系数f：
f＝M×0.845×10-2；
其中，f为粘附系数；
M为粘附值。
在实验中需要每5min测量一次粘附值，最大值为1.0，最小值为0.8。
AQUQ-ECG钻井液经常温3.5MPa/30min压滤后，滤失量为10ml，生成的泥饼薄而致密，实测粘附系数为0.0085，与极压润滑系数(0.0079)有较好的吻合度，再次验证了AQUQ-ECG钻井液具有良好的润滑性。
参阅图13所示，图13为实施例所述的用于AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的制备工艺的流程图。
本发明还提供一种用于AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的制备工艺，包括以下步骤，
步骤S1，检查制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的装置各零件状态，补充缺少的原料；
步骤S2，确定使用的钻井液配方，根据配方成分打开输入开关阀，再打开清水仓的开关阀加水；
步骤S3，按照配方比例打开膨润土仓的开关阀，使膨润土经过流入至混合仓4；
步骤S4，打开纯碱仓的开关阀，将混合仓4内混合物搅拌至pH至装置内的设定值，此时基浆配制完成，再打开大功率搅拌装置搅拌24h；
步骤S5，按照配方比例，逐一缓慢加入其他原料仓内的原料至配方量，关闭各原料仓；
步骤S6，打开重晶石粉仓的开关阀缓慢加入重晶石粉，直至装置判断钻井液配置完成，打开装置上的钻井液抽泵对配置好的钻井液进行抽取；
所述其他原料仓包括，无荧光封堵剂仓、胺基抑制剂AI-1仓、氯化钾仓、自研改性聚合物仓、携岩纤维仓、固体润滑剂仓、提切剂仓、低碳醇ECG仓。
本发明通过提供制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的制备工艺，制备人员确保制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液时，对于钻井液配置过程中的存在的重要节点进行重点介绍，确保制备人员能够切实了解AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的制备工艺。
具体而言，实施例中，当进行所述步骤S4时，先将所述混合仓上可伸缩式pH计和温度测量仪的探头同时深入至所述步骤S2的钻井液中，所述可伸缩式pH计7在检测混合仓4内液体的pH值的同时，温度测量仪6对钻井液进行温度检测，所述纯碱仓的开关阀在开启时，记录纯碱的初始流速；
在中控模块内设置有若干各相同的检测时段，记录检测时段的实时pH值和实时温度值，计算检测时段前后的温度差值，在中控模块内，存有的所述AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的温度变化范围阈值；
若温度差值小于温度变化范围阈值，则进行温度差值判断；
若温度差值大于等于温度变化范围阈值，则先关闭纯碱仓的开关阀，再打开冷凝装置中的循环泵，使温度差值降至温度变化范围阈值内，此时，关闭冷凝装置内的循环泵。
在中控模块内，存有的所述AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的温度变化范围阈值为W2。
温度差值ΔW:
ΔW＝W1-W0；
其中，ΔW为检测时段t1时间内，t0到t1的温度差值；
W0为时间t0时，温度测量仪6检测到的温度；
W1为时间t1时，温度测量仪6检测到的温度。
若温度差值ΔW小于温度变化范围阈值W2，则进行温度差值判断；若温度差值ΔW大于等于温度变化范围阈值W2，则先关闭纯碱仓的开关阀，再打开冷凝装置中的循环泵2，使温度差值降至温度变化范围阈值W2内，此时，关闭冷凝装置内的循环泵2。
本发明通过设置温度测量仪对纯碱加入过程中的温度进行检测，减少因纯碱加入水中的放热产生的温度过高，致使后期加入其他材料时的反应条件不适合，从易产生温度变化的步骤开始控制反应条件，使钻井液的反应环境更加适宜。
具体而言，实施例中，当进行所述步骤S4时，在中控模块中，根据计算的若干各相同的检测时段的温度差值，计算实际温度变化速率，将其与中控模块内存有温度变化速率阈值；
若实际温度变化速率大于等于温度变化速率阈值，则对冷凝装置内的循环泵进行加速运行调节，至实际温度变化速率小于温度变化速率阈值，关闭冷凝装置内的循环泵；
若实际温度变化速率小于温度变化速率阈值，则继续进行实际温度变化速率判断。
检测时段t1内的实际温度变化速率K1:
其中，K1为检测时段t1内的实际温度变化速率；
t1为检测时段t1的结束时间；
T0为检测时段t1的起始时间；
ΔW为检测时段t1时间内，t0到t1的温度差值。
若实际温度变化速率K1大于等于温度变化速率阈值K0，则对冷凝装置内的循环泵2进行加速运行调节，至实际温度变化速率小于温度变化速率阈值，关闭冷凝装置内的循环泵2；
若实际温度变化速率K1小于温度变化速率阈值K0，则继续进行实际温度变化速率判断。
本发明通过对监测时间段内的温度变化速率进行计算，判断温度变化是否适宜，确保温度变化速率处于可控范围内，对温度的变化速率调节过程补充冷却调节，细化了钻井液制备过程中的温度调控过程。
具体而言，实施例中，当进行所述步骤S4时，在判断进行温度差值和温度变化速率判断时，同时，进行pH值判断是否关闭纯碱仓开关阀，在中控模块内，存有的pH值阈值；
若实时pH值小于pH值阈值，则继续进行纯碱仓原料添加操作；
若实时pH值大于pH值阈值，则纯碱仓关闭开关阀，打开膨润土仓的开关阀调节实时pH值至pH值阈值时，关闭膨润土仓的开关阀；
若实时pH值等于pH值阈值，则进行步骤S4操作。
若pH值阈值为9，实时pH值为7，则继续进行纯碱仓原料添加操作；若pH值阈值为9，实时pH值为11，则纯碱仓关闭开关阀，打开膨润土仓的开关阀调节实时pH值至pH值阈值时，关闭膨润土仓的开关阀；若pH值阈值为9，实时pH值为9，则进行步骤S4操作。
本发明通过可伸缩式pH计检测基浆的pH值，使基浆pH值符合要求，为后续加入其他配方原料后的反应环境做基础，防止因基浆pH值不符合要求造成钻井液整体性能发生较大变化。
具体而言，实施例中，在进行步骤S6时，在加入重晶石粉时分为若干次加入，在关闭重晶石粉仓开关阀后，打开大功率搅拌装置进行搅拌，所述大功率搅拌装置以初始速度搅拌至钻井液浓度合适时停止搅拌，所述大功率搅拌装置的搅拌叶片连接杆上存有的阻力仪10，所述阻力仪10对钻井液的搅拌过程中的实际阻力进行检测，实际阻力值判断钻井液在配置过程中是否搅拌均匀；
在中控模块内存有阻力阈值，
若实际阻力值小于阻力阈值，则判断钻井液浓度未达合适范围，继续加入重晶石粉，直至实际阻力值的波动范围等于阻力波动范围阈值；
若实际阻力值等于阻力阈值，则判断钻井液浓度合适，关闭重晶石粉仓开关阀。
若实际阻力值F1小于阻力阈值F0，则判断钻井液浓度未达合适范围，继续加入重晶石粉，直至实际阻力值的波动范围等于阻力波动范围阈值；若实际阻力值F1等于阻力阈值F0，则判断钻井液浓度合适，关闭重晶石粉仓开关阀。
本发明在加如重晶石粉调节钻井液浓度的过程中，通过在大功率搅拌装置设置的阻力计间接检测钻井液的浓度，对于重晶石的加入量进行调控，确保组中钻井液制备的成品符合要求。
参阅图14所示，图14为实施例所述的用于制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的装置的结构图。
一种用于制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的装置，包括，
原料仓，其对AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的各原料进行逐一存储，所述原料仓包括，储水仓、纯碱仓、膨润土仓、无荧光封堵剂仓、胺基抑制剂AI-1仓、氯化钾仓、自研改性聚合物仓、携岩纤维仓、固体润滑剂仓、提切剂仓、低碳醇ECG仓；
混合仓4，其为AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液进行原料混合的装置，所述混合仓上存有可伸缩式pH计7和温度测量仪6；所述可伸缩式pH计7，其对所述混合仓内的钻井液进行pH值检测；所述温度测量仪6，其对所述混合仓内的钻井液进行温度检测；
大功率搅拌装置，其存在于混合仓4内，对所述混合仓4内的物料进行搅拌，所述大功率搅拌装置上的搅拌叶片连接杆上存有的阻力仪10，所述阻力仪10对钻井液的搅拌过程中的实际阻力进行检测；
冷凝装置，所述冷凝装置内存有冷凝管3缠绕在混合仓4外部，所述冷凝3管外接循环水箱1，循环水箱1通过循环泵2控制所述冷凝装置内水循环的速度；
中控模块，其与所述原料仓上的开关阀、所述混合仓4的开关阀、所述可伸缩式pH计7、所述温度测量仪6、所述阻力仪10以及所述循环泵2相连，对相连部件进行动作控制，并根据相关检测部件的检测值做动作调整，包括，根据原温度测量仪6检测的温度，计算温度差值，根据温度差值对循环泵2和纯碱仓的开关阀进行调控；根据中控模块，计算的实际温度变化速率，对循环泵2进行调控；根据可伸缩式pH计7检测的pH值结果，判断是否关闭纯碱仓开关阀；根据阻力仪10检测的实际阻力值结果，判断是否继续加入重晶石粉。
本发明通过提供一种用于制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的装置，在其中设置中控模块和相关检测部件，使制备过程中容易出现影响原料反应条件的过程进行自主调控，使制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的装置更加智能，同时，减少人工操作内容提高AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的制备效率。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液，其特征在于，所述AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液体系以低碳醇ECG、胺基抑制剂AI-1为基液加配多功能处理剂精制而成；所述低碳醇ECG由由改性乙二醇、丙三醇复配构成。
2.根据权利要求1所述的AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液，其特征在于，所述多功能处理剂包括氯化钾、自研改性聚合物、无荧光封堵剂、携岩纤维、固体润滑剂、提切剂和重晶石粉；
所述自研改性聚合物为改性聚丙烯酸-聚丙烯酰胺共聚物；
所述无荧光封堵剂为无荧光白沥青DWF-3；
所述携岩纤维为超高强度聚乙烯拉丝纤维；
所述固体润滑剂为鳞片石墨；
所述提切剂为线性多糖聚合物。
3.根据权利要求2所述的AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液，其特征在于，所述AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的配方为：30％低碳醇ECG、1％胺基抑制剂AI-1、3％氯化钾、2％自研改性聚合物、2％无荧光封堵剂、2％携岩纤维、2％固体润滑剂、0.5％提切剂、1.70sg重晶石粉。
4.根据权利要求2所述的AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液，其特征在于，多功能处理剂还包括土粉；
所述AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的配方为：25％低碳醇ECG、0.8％胺基抑制剂AI-1、3％氯化钾、1.5％自研改性聚合物、2％无荧光封堵剂、1％携岩纤维、3％固体润滑剂、0.3％提切剂、2.0sg重晶石粉、2～3％土粉。
5.一种用于AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的制备工艺，根据权利要求1-4任一项所述的AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液，其特征在于，包括以下步骤，
步骤S1，检查制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的装置各零件状态，补充缺少的原料；
步骤S2，确定使用的钻井液配方，根据配方成分打开输入开关阀，再打开清水仓的开关阀加水；
步骤S3，按照配方比例打开膨润土仓的开关阀，使膨润土经过流入至混合仓；
步骤S4，打开纯碱仓的开关阀，将混合仓内混合物搅拌至pH至装置内的设定值，此时基浆配制完成，再打开大功率搅拌装置搅拌24h；
步骤S5，按照配方比例，逐一缓慢加入其他原料仓内的原料至配方量，关闭各原料仓；
步骤S6，打开重晶石粉仓的开关阀缓慢加入重晶石粉，直至装置判断钻井液配置完成，打开装置上的钻井液抽泵对配置好的钻井液进行抽取；
所述其他原料仓包括，无荧光封堵剂仓、胺基抑制剂AI-1仓、氯化钾仓、自研改性聚合物仓、携岩纤维仓、固体润滑剂仓、提切剂仓、低碳醇ECG仓。
6.根据权利要求5所述的用于AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的制备工艺，其特征在于，当进行所述步骤S4时，先将所述混合仓上可伸缩式pH计和温度测量仪的探头同时深入至所述步骤S2的钻井液中，所述可伸缩式pH计在检测混合仓内液体的pH值的同时，温度测量仪对钻井液进行温度检测，所述纯碱仓的开关阀在开启时，记录纯碱的初始流速；
在中控模块内设置有若干各相同的检测时段，记录检测时段的实时pH值和实时温度值，计算检测时段前后的温度差值，在中控模块内，存有的所述AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的温度变化范围阈值；
若温度差值小于温度变化范围阈值，则进行温度差值判断；
若温度差值大于等于温度变化范围阈值，则先关闭纯碱仓的开关阀，再打开冷凝装置中的循环泵，使温度差值降至温度变化范围阈值内，此时，关闭冷凝装置内的循环泵。
7.根据权利要求6所述的用于AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的制备工艺，其特征在于，当进行所述步骤S4时，在中控模块中，根据计算的若干各相同的检测时段的温度差值，计算实际温度变化速率，将其与中控模块内存有温度变化速率阈值；
若实际温度变化速率大于等于温度变化速率阈值，则对冷凝装置内的循环泵进行加速运行调节，至实际温度变化速率小于温度变化速率阈值，关闭冷凝装置内的循环泵；
若实际温度变化速率小于温度变化速率阈值，则继续进行实际温度变化速率判断。
8.根据权利要求7所述的用于AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的制备工艺，其特征在于，当进行所述步骤S4时，在判断进行温度差值和温度变化速率判断时，同时，进行pH值判断是否关闭纯碱仓开关阀，在中控模块内，存有的pH值阈值；
若实时pH值小于pH值阈值，则继续进行纯碱仓原料添加操作；
若实时pH值大于pH值阈值，则纯碱仓关闭开关阀，打开膨润土仓的开关阀调节实时pH值至pH值阈值时，关闭膨润土仓的开关阀；
若实时pH值等于pH值阈值，则进行步骤S4操作。
9.根据权利要求8所述的用于AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的制备工艺，其特征在于，在进行步骤S6时，在加入重晶石粉时分为若干次加入，在关闭重晶石粉仓开关阀后，打开大功率搅拌装置进行搅拌，所述大功率搅拌装置以初始速度搅拌至钻井液浓度合适时停止搅拌，所述大功率搅拌装置的搅拌叶片连接杆上存有的阻力仪，所述阻力仪对钻井液的搅拌过程中的实际阻力进行检测，实际阻力值判断钻井液在配置过程中是否搅拌均匀；
在中控模块内存有阻力阈值，
若实际阻力值小于阻力阈值，则判断钻井液浓度未达合适范围，继续加入重晶石粉，直至实际阻力值的波动范围等于阻力波动范围阈值；
若实际阻力值等于阻力阈值，则判断钻井液浓度合适，关闭重晶石粉仓开关阀。
10.一种用于制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的装置，根据权利要求5-9任一项所述的用于制备AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的工艺，其特征在于，包括，
原料仓，其对AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液的各原料进行逐一存储，所述原料仓包括，储水仓、纯碱仓、膨润土仓、无荧光封堵剂仓、胺基抑制剂AI-1仓、氯化钾仓、自研改性聚合物仓、携岩纤维仓、固体润滑剂仓、提切剂仓、低碳醇ECG仓；
混合仓，其为AQUA-ECG低碳醇多功能钻井液进行原料混合的装置，所述混合仓上存有可伸缩式pH计和温度测量仪；所述可伸缩式pH计，其对所述混合仓内的钻井液进行pH值检测；所述温度测量仪，其对所述混合仓内的钻井液进行温度检测；
大功率搅拌装置，其存在于混合仓内，对所述混合仓内的物料进行搅拌，所述大功率搅拌装置上的搅拌叶片连接杆上存有的阻力仪，所述阻力仪对钻井液的搅拌过程中的实际阻力进行检测；
冷凝装置，所述冷凝装置内存有冷凝管缠绕在混合仓外部，所述冷凝管外接循环水箱，循环水箱通过循环泵控制所述冷凝装置内水循环的速度；
中控模块，其与所述原料仓上的开关阀、所述混合仓的开关阀、所述可伸缩式pH计、所述温度测量仪、所述阻力仪以及所述循环泵相连，对相连部件进行动作控制，并根据相关检测部件的检测值做动作调整，包括，根据原温度测量仪检测的温度计算温度差值，根据温度差值对循环泵和纯碱仓的开关阀进行调控；根据中控模块，计算的实际温度变化速率，对循环泵进行调控；根据可伸缩式pH计检测的pH值结果，判断是否关闭纯碱仓开关阀；根据阻力仪检测的实际阻力值结果，判断是否继续加入重晶石粉。
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