[發(fā)明專利]一種破巖鉆井液

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010289552.0
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN102408888A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫金聲;楊宇平;蔣歡
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團(tuán)公司;中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68
• 代理公司: 北京市中實友知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種破巖鉆井液。

背景技術(shù)

石油工程作業(yè)的對象是埋藏在地下數(shù)千米深的巖石，破巖效果是石油鉆井中的重要技術(shù)問題，它體現(xiàn)的是鉆井速度；而且鉆井過程中要鉆遇到多種復(fù)雜地層，存在地層壓力、地層狀態(tài)、巖性和地層分層深度等不確定因素，井下的復(fù)雜情況更是難以預(yù)料，處理的難度也在增加，深井高壓下鉆遇硬質(zhì)地層泥頁巖、軟頁巖、粘頁巖及膨脹性頁巖時，這類地層很容易水化膨脹導(dǎo)致井下復(fù)雜事故的發(fā)生，尤其是在西部深井鉆井、鉆遇山前強應(yīng)力構(gòu)造和大段泥頁巖井段過程中井壁失穩(wěn)問題表現(xiàn)尤為突出，嚴(yán)重制約了鉆井速度，鉆井速度是影響油田勘探與開發(fā)效益的關(guān)鍵因素，提高鉆井速度可以大幅度降低鉆井成本，加快勘探開發(fā)進(jìn)程，也是深井超深井鉆井過程中迫切需要解決的問題。同時，鉆井速度的提高，能夠減少鉆井液浸泡油氣層的時間，降低鉆井液對儲層的損害，有利于發(fā)現(xiàn)油氣層及大幅度提高采收率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種破巖鉆井液，破巖鉆井液能瞬間有效降低地層巖石強度且有利于井壁穩(wěn)定的鉆井液技術(shù)體系，減少井壁垮塌、顯著提高鉆井速度，從而可以降低鉆井成本、加快勘探開發(fā)進(jìn)程。高效破巖鉆井液配方：按重量100％計，3～5％鈉膨潤土、0.2～0.5％FCLS、0.3～0.5％XY-27、0.2～0.5％JT-888、0.2～0.3％FA-367、0.4～0.6％XC生物聚合物、0.2～0.5％WGP和余量水。

(2)FCLS為鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽；

(3)JT-888為羧酸衍生物；

(4)FA-367為兩性離子聚合物增粘包被劑；

(5)XC生物聚合物為黃原膠；

(6)XY-27為兩性離子聚合物降粘劑。

(7)WGP為一種穩(wěn)定井壁破巖劑。

附圖說明

圖1浸泡時間vs巖芯強度其中(a)單軸應(yīng)力測試(b)三軸應(yīng)力測試。

具體實施方式

原料：

(1)鈉膨潤土，河南省中原礦業(yè)有限公司。

(2)FCLS為鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽，山東金朔化工有限公司。

(3)JT-888為羧酸衍生物，北京金海岸助劑。

(4)FA-367為兩性離子聚合物增粘包被劑，北京金海岸助劑廠。

(5)XC生物聚合物為黃原膠，河北鑫合生物化工有限公司。

(6)WGP——高效破巖劑(合成配方是：一種穩(wěn)定井壁高效破巖劑(WGP)，該穩(wěn)定井壁高效破巖劑(WGP)包括質(zhì)量份數(shù)80-100份植物蛋白、質(zhì)量份數(shù)180-200份的水、質(zhì)量份數(shù)50-65份的濃度20％的三氯氧磷(POCl3)的溶液、質(zhì)量份數(shù)20-40份的巰基聚醚多元醇、質(zhì)量份數(shù)30-40份的磺化琥珀酸二辛酯、質(zhì)量份數(shù)16-24份的磺化劑、正己烷和pH值調(diào)節(jié)劑)，中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院研制。

(7)兩性離子聚合物降粘劑，XY-27，山東聚鑫化工有限公司。

實施例1

3％鈉膨潤土、0.2％鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽、0.3％兩性離子聚合物降粘劑、0.2％羧酸衍生物、0.2％兩性離子聚合物增粘包被劑、0.4％黃原膠、0.2％WGP和余量為水。

實施例2

5％鈉膨潤土、0.5％鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽、0.5％兩性離子聚合物降粘劑、0.5％羧酸衍生物、0.3％兩性離子聚合物增粘包被劑、0.6％黃原膠、0.5％WGP和余量為水。

實施例3

4％鈉膨潤土、0.4％鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽、0.4％兩性離子聚合物降粘劑、0.3％羧酸衍生物、0.2％兩性離子聚合物增粘包被劑、0.5％黃原膠、0.4％WGP和余量為水。

一、高效破巖鉆井液性能

1、高效破巖鉆井液浸泡時間對巖芯強度的影響

分別采用單軸、三軸應(yīng)力實驗測試巖芯在添加和未添加高效破巖劑鉆井液中浸泡不同時間巖芯強度的變化。

從圖1可看出，巖芯在未添加WGP的鉆井液中浸泡，其巖芯強度隨著浸泡時間的延長而逐漸降低；當(dāng)巖芯在高效破巖鉆井液中浸泡，巖芯強度隨著巖芯浸泡時間的增加而降低速率更快。單軸應(yīng)力測試結(jié)果表明浸泡時間達(dá)到30s的時候巖芯強度最小；三軸應(yīng)力測試結(jié)果表明巖芯在0.5％WGP的鉆井液中浸泡，采用10MPa圍壓，巖芯強度在60s出現(xiàn)拐點，增加圍壓至20MPa，巖芯強度在20s就會出現(xiàn)最小值，此時有利于鉆進(jìn)過程中的快速有效破巖。

2、高效破巖鉆井液對井壁穩(wěn)定的影響