本發明涉及石油鉆井液技術領域，特別涉及一種降低鉆井液濾失量的鉆井液用降濾失劑及其制備方法。
背景技術：
降濾失劑是用以鉆井液性能穩定,減少有害液體向地層濾失,以及穩定井壁、保證井徑規則的重要泥漿處理劑。降濾失劑是油井水泥外加劑中最重要的一種,在固井技術套管、油層套管及尾管時通常需要加入降濾失劑以控制水泥漿中的液相濾失。它對井壁穩定、保護油氣層起著很重要的作用。
目前，國內外在鉆井液封堵劑和降濾失劑研究上，已經做出了很多的努力，許多處理劑已經相對成熟，也有比較好的效果。如張凡等在《一種油基膨脹封堵劑的合成及其性能評價》中合成了一種用于油基鉆井液的膨脹封堵劑（見《長江大學學報(自然科學版) 》，2010，7（3）），基本原料為苯乙烯、吸油性單體、交聯劑、引發劑、聚乙烯醇和碳酸鈣。胡文軍等在《強封堵油基鉆井液體系在W11-4D油田的應用》中提出了一種具有強封堵能力的油基鉆井液，利用乳化瀝青、樹脂、超細碳酸鈣作用封堵劑（見《鉆井液與完井液》，2007，24（3））。中國專利CN102863947A的公開了一種強抑制強封堵鉆井液，強封堵劑為陽離子改性瀝青、磺化瀝青、天然瀝青粉、陽離子乳化瀝青、膠體瀝青、膠乳、乳化石蠟中的一種或一種以上組合物。中國專利CN103013469A公開了一種使用納米二氧化硅改善不同溫度下水基鉆井液性能的方法，該發明提供一種使用納米二氧化硅改善不同溫度下水基鉆井液性能的方法，在基漿中加入納米二氧化硅分散液，使基漿形成更加薄而致密的泥餅，提高降濾失效果。但這些技術的缺點或不足是：形成的濾餅不夠致密，對巖石的微孔隙及微裂縫封堵能力不夠，導致在較長泥頁巖井段鉆進時，水對泥頁巖仍有一定程度上的侵入，從而增加了泥頁巖井壁坍塌的風險。
技術實現要素：
本發明的目的是克服上述技術的不足，提供一種鉆井液用降濾失劑及其制備方法，該降濾失劑采用納米粒子對孔隙和微裂縫進行封堵，形成的濾餅相對致密，能夠改善濾餅質量，減少鉆井液的濾失量，提高井壁的穩定性，同時，具有較好的油氣層保護效果。
為了達到本發明的目的，本發明提供了以下技術方案：
本發明首先提供了一種降濾失劑，包括以下組分：
油相 30~70重量份；
非離子表面活性劑 10~30重量份；
納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液 20~50 重量份。
在本發明的一個優選方案中，所述油相為輕質液體石蠟、重質液體石蠟和白油中的一種或幾種的混合物。
在本發明的一個優選方案中，所述非離子表面活性劑為Span20、Span80、Tween20、Tween80、PVA（聚乙烯醇）中的一種或幾種。
本發明技術方案中，所述的納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液的制備方法包括：
將納米二氧化硅和納米碳酸鈣按重量比1~3:1~2加入去離子水中，再加入分散劑，在20℃~40℃下高速攪拌30min~60min，即得到納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液。
本發明技術方案中，所述納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液的制備方法中分散劑為聚丙烯酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇、六偏磷酸鈉中的一種或幾種。
本發明技術方案中，所述的降濾失劑制備方法包括：
將表面活性劑與液體石蠟按所述降濾失劑所含組分比例混合，在20℃~40℃下，利用磁力攪拌器高速攪拌10 min~30min，然后在低速攪拌下逐漸加入納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液，再高速攪拌10 min~30min，即得到所述降濾失劑。
本發明具有如下優點：
本發明在乳液中加入納米二氧化硅和納米碳酸鈣制備成降濾失劑。納米二氧化硅和納米碳酸鈣可以進入地層的微小孔隙和裂縫之中，從而提高鉆井液的降濾失效果，同時，提高鉆井液濾餅的致密性，減緩鉆井液向地層的滲透及地層吸水后膨脹、掉塊的趨勢，提高井壁穩定性。同時，在油層段使用，具有較好的油氣層保護效果。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明進行詳細說明，但本發明的范圍并不限于以下實施例。
實施例1
本實施例中使用降濾失劑以100重量份包括以下組分：
重質液體石蠟 70重量份；
Span80 10重量份；
納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液 20重量份。
本實施例使用所述的納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液的制備方法包括：
將納米二氧化硅和納米碳酸鈣按重量比2:1加入去離子水中，再加入六偏磷酸鈉，在25℃下高速攪拌30min，即得到納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液。
本實施例的使用所述的降濾失劑制備方法包括：
將Span80與重質液體石蠟按重量比7：1混合，在25℃下，利用磁力攪拌器高速攪拌10 min，然后在低速攪拌下逐漸加入納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液，再高速攪拌30min，即得到所述降濾失劑。
實施例2
本實施例中使用降濾失劑以100重量份包括以下組分：
白油 50重量份；
Tween20 20重量份；
納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液 30重量份。
本實施例使用所述的納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液的制備方法包括：
將納米二氧化硅和納米碳酸鈣按重量比3:2加入去離子水中，再加入聚丙烯酸鈉，在30℃下高速攪拌60min，即得到納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液。
本實施例的使用所述的降濾失劑制備方法包括：
將Tween20與白油按重量比5：2混合，在30℃下，利用磁力攪拌器高速攪拌30 min，然后在低速攪拌下逐漸加入納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液，再高速攪拌30min，即得到所述降濾失劑。
實施例3
本實施例中使用降濾失劑以100重量份包括以下組分：
重質液體石蠟 60重量份；
Span80和PVA的混合物 20重量份；
納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液 20重量份。
本實施例使用所述的納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液的制備方法包括：
將納米二氧化硅和納米碳酸鈣按重量比1:1加入去離子水中，再加入聚乙二醇和六偏磷酸鈉的混合物（混合比例1:3），在40℃下高速攪拌50min，即得到納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液。
本實施例的使用所述的降濾失劑制備方法包括：
將Span80和PVA的混合物（混合比例4:1）與重質液體石蠟按重量比6：2混合，在40℃下，利用磁力攪拌器高速攪拌30 min，然后在低速攪拌下逐漸加入納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液，再高速攪拌30min，即得到所述降濾失劑。
實施例4
本實施例中使用降濾失劑以100重量份包括以下組分：
重質液體石蠟 60重量份；
Tween20和PVA的混合物 20重量份；
納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液 20重量份。
本實施例使用所述的納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液的制備方法包括：
將納米二氧化硅和納米碳酸鈣按重量比2:1加入去離子水中，再加入十二烷基苯磺酸鈉，在40℃下高速攪拌50min，即得到納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液。
本實施例的使用所述的降濾失劑制備方法包括：
將Tween20和PVA的混合物（混合比例5:2）與重質液體石蠟按重量比6：2混合，在40℃下，利用磁力攪拌器高速攪拌30 min，然后在低速攪拌下逐漸加入納米二氧化硅和納米碳酸鈣水分散液，再高速攪拌30min，即得到所述降濾失劑。
對比例1
按照行業標準SY/T5621-93的相同的方法測定不添加本發明的所述降濾失劑的常規水基鉆井液，鉆井液配方為：5%膨潤土漿+0.2%NaOH+0.3%PAM+0.1%
LV-CMC+0.5%水解聚丙烯腈銨鹽+1.5%SMP-1+1.5%KFT，測定高溫高壓濾失量為30ml。
按照行業標準SY/T5621-93的相同的方法測定在上述配方中添加本發明所述實施例中降濾失效果最好的降濾失劑，測定高溫高壓濾失量為為7ml。
由此可以看出，加了含有本發明降濾失劑的鉆井液的濾失量明顯降低。