[發(fā)明專利]一種鉆井液及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910236670.2
• 申請(qǐng)日: 2009-10-27
• 公開（公告）號(hào): CN102051158A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙素麗;聶育志;常連玉;肖超;劉貴傳;石秉忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院
• 主分類號(hào): C09K8/12
• 分類號(hào): C09K8/12;C09K8/05;C09K8/04
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務(wù)所 11218
• 代理人: 趙宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鉆井液及其制備方法。具體說(shuō)，涉及一種包含凝膠類聚合物的鉆井液及其制備方法。

技術(shù)背景

隨鉆井技術(shù)的發(fā)展，油基鉆井液、合成基鉆井液、無(wú)固相鉆井液等使用的越來(lái)越多，而水基鉆井液由于其用途廣、成本低、維護(hù)容易等因素，實(shí)際應(yīng)用中仍然占據(jù)著主導(dǎo)地位。水基鉆井液體系中，膨潤(rùn)土是基礎(chǔ)配漿材料，鉆井液中加入的各種處理劑，通過吸附在粘土表面拆散或絮凝粘土膠粒，從而保持鉆井液合適的流變性、造壁性、潤(rùn)滑性和抑制性。總之各種處理劑應(yīng)用的主要目的就是使膨潤(rùn)土顆粒維持好的粒度和級(jí)配，從而使鉆井液保持好的性能。但在實(shí)際鉆井過程中，鉆井液接觸到的是地層粘土礦物，由于地層粘土與膨潤(rùn)土礦物結(jié)構(gòu)相同或相近，使得鉆井液體系穩(wěn)定性和井眼穩(wěn)定性之間存在著不可調(diào)和的矛盾，有利于鉆井液體系穩(wěn)定的處理劑不利于穩(wěn)定井壁，有利于井眼穩(wěn)定的處理劑不利于鉆井液性能穩(wěn)定。

無(wú)固相鉆井液體系中沒有粘土，是通過添加的聚合物來(lái)維持鉆井液中的粘度和切力，可以從根本上避免上述矛盾，經(jīng)常被用到強(qiáng)水敏性地層的鉆進(jìn)中，可以防止鉆頭泥包、提高機(jī)械鉆速，保護(hù)油氣層等。常規(guī)無(wú)固相鉆井液提粘提切方面主要以黃原膠為主，黃原膠具有較好的抗剪切能力和良好的懸浮性，可以在各種深度的井中廣泛應(yīng)用，但黃原膠價(jià)格昂貴，特別在深井鉆井時(shí)，每天需要很大量來(lái)維護(hù)泥漿粘切，極大地提高了泥漿成本；另外無(wú)固相鉆井液降失水方面主要依靠超細(xì)碳酸鈣形成泥餅，配合淀粉類物質(zhì)填充來(lái)共同控制，這三種物質(zhì)保持一定的比例，聯(lián)合作用效果實(shí)際上與膨潤(rùn)土作用效果類似。在鉆井過程中，聚合物、淀粉和超細(xì)碳酸鈣會(huì)產(chǎn)生消耗，需要對(duì)三種處理劑的加量進(jìn)行維護(hù)，保持其比例。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明人通過大量的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，用凝膠類聚合物代替膨潤(rùn)土制備鉆井液，由于凝膠類聚合物具有一定的可變形性和粘性，不是通過吸附在膨潤(rùn)土表面改善泥漿性能，而是直接參與形成低滲透性泥餅，降低鉆井液失水和封堵微裂隙，提高穩(wěn)定井壁能力，從根本上解決了鉆井液體系穩(wěn)定性和井眼穩(wěn)定性之間的矛盾；另外該鉆井液采用凝膠類聚合物作為主處理劑，不需要與其他處理劑作用，維護(hù)時(shí)不需要考慮配比等問題，維護(hù)處理簡(jiǎn)單。

本發(fā)明的目的是提供了上述的一種鉆井液，其包含有以下組分：水，100重量份；凝膠類聚合物，0.5～1重量份，優(yōu)選0.2～0.5重量份；所述的凝膠類聚合物是由聚合物交聯(lián)所得到的凝膠狀物質(zhì)。

本發(fā)明所述的凝膠類聚合物是由聚合物交聯(lián)所得到的凝膠狀物質(zhì)，該類聚合物是一種具有多種幾何形狀的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子，有一定粘彈性，通過在水中吸水自由分散成納米級(jí)別，依靠分子間的靜電斥力使它維持一定的粘度和切力，不管濃度多高都沒有拉絲現(xiàn)象。凝膠類聚合物包括吸水樹脂、水性聚氨酯、凝膠土等，較好的為吸水樹脂。

本發(fā)明的鉆井液，還可以包括其它的處理劑例如：抗溫劑、抗鹽劑等，以水為100重量份計(jì)，抗溫劑為0～10重量份；抗鹽劑為0～5重量份，所述的抗溫劑為褐煤樹脂、酚醛樹脂或磺化褐煤等，所述的抗鹽劑為黃原膠或羥乙基纖維素等。

鉆井過程中可以根據(jù)地層需要選擇不同的凝膠類聚合物，例如對(duì)于鹽層井可以選擇抗鹽性好的凝膠類聚合物，而對(duì)于深井重點(diǎn)考慮凝膠類聚合物的抗溫性，這樣既能保證安全鉆井又能降低成本。根據(jù)選擇出的凝膠類聚合物的特性，再篩選出能夠與之配伍的各類鉆井液處理劑，形成一系列、適用于不同地層的鉆井液體系。

例如當(dāng)凝膠類聚合物選用吸水樹脂時(shí)，因?yàn)槲畼渲果}性不太好，可在由吸水樹脂制得的鉆井液中加入水質(zhì)量0.1～0.5％的羧甲基纖維素鈉(CMC)和水質(zhì)量0.1～0.3％的聚丙烯酸鉀(KPAM)，用來(lái)鉆地層水礦化度比較低的地層。

本發(fā)明進(jìn)一步提供了上述鉆井液的制備方法。

本發(fā)明的鉆井液的制備方法包括：將包含有水、所述的凝膠類聚合物按所述組分配比攪拌混合，靜置3～24小時(shí)，待其水化完全。

本發(fā)明的鉆井液解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的鉆井液體系穩(wěn)定性和井眼穩(wěn)定性之間的矛盾，并且該鉆井液體系維護(hù)處理簡(jiǎn)單，本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于破碎性地層、強(qiáng)水敏性地層、易坍塌地層等復(fù)雜地質(zhì)條件下的鉆井中，同時(shí)由于該體系固相含量低，油氣層保護(hù)效果好，可用于儲(chǔ)層鉆進(jìn)中。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明的范圍不受這些實(shí)施例的限制。

測(cè)試方法：

1、流變性能：根據(jù)GB/T?16783.1-2006/ISO?10414-1：2001標(biāo)準(zhǔn)，參見[石油天然氣工業(yè)鉆井液現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試第1部分：水基鉆井液]之6“粘度和切力”測(cè)定。