[發明專利]一種顯著改善流變性的鉆井液制備工藝

無效

• 申請號: 201110326332.5
• 申請日: 2011-10-13
• 公開（公告）號: CN103045193A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 張彪
• 申請（專利權）人: 張彪
• 主分類號: C09K8/14
• 分類號: C09K8/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種制備工藝，具體是指一種顯著改善流變性的鉆井液制備工藝。

背景技術

隨著世界石油工業的不斷發展，油氣鉆探開發區域不斷拓寬，鉆探開發正逐漸由淺層向深層發展，地質構造日趨復雜，鉆探深度不斷增大，對于所需要的鉆井液提出了更高的要求，以滿足石油工業的日益發展。

目前，在中國油氣勘探開發中，深井將是今后勘探開發的重點。在新疆巴什托地區進行的鉆探作業，由于儲層埋藏相對較深、地層壓力變化大、巖性復雜多變，鉆探較為困難，時效低，成本高。具體表現為：深井井下溫度和壓力高，地層復雜，有時鉆遇超高壓鹽水層、復雜的鹽膏層和膏泥巖，常規鉆井液體系難以解決鉆井液高固相含量、濾液高礦化度、性能不穩定、濾失量過高等技術難題，在鉆井施工過程中經常發生鹽膏層蠕變，井壁不穩定、易噴易漏、起下鉆遇阻和易卡鉆等井下復雜事故，同時由于地層鹽溶解造成井徑擴大，嚴重影響井身質量，給油氣鉆探帶來極大的困難，嚴重阻礙著油氣勘探進程；使用高密度鉆井液鉆進時，鉆井液流動性差、泥餅厚、濾失量大、固相清除困難、鉆井液性能難以維護；隨著井深的增加，地溫越來越高，鉆井液在井底高溫條件下，處理劑降解加快，失水大幅度增加，造成鉆井液粘度增加或固化，井壁不穩定等。同時由于深部地層地質復雜，深井鉆井不可避免地將遇到多套壓力層系地層并存的問題，如何安全鉆進多套壓力層系地層，進行深部地層鉆進過程的防漏堵漏，提高地層承壓能力，是安全鉆進深井超深井的關鍵，這對鉆井液工藝技術提出了較高的要求。

深井鉆井不僅給現有鉆井液體系提出了挑戰，同時給保護油氣層的鉆井液技術也提出了很多新問題，因此要成功地進行勘探開發，必須有優質的鉆井液技術作保障，要求鉆井液必須具有：高溫穩定性、良好的潤滑性和剪切稀釋特性，固相含量低流變性好、高壓失水量低、抗各種可溶性鹽類和酸性氣體的污染，有利于配制、處理、維護和減輕地層污染。

我國抗高溫深井鉆井液技術的發展大致可分為鈣處理鉆井液、磺化鉆井液和聚磺鉆井液三個階段。

(1)鈣處理鉆井液

鈣處理鉆井液是我國在六十年代到七十年代初使用的基本深井鉆井液類型，主要利用無機鈣鹽(Ca(OH)2)或鈉鹽(NaCl)來提高井眼穩定性，另外再加上鐵鉻木質素磺酸鹽(FCLS)或煤堿劑(NaC)，羧甲基纖維素(CMC)及一些表面活性劑等來維持鉆井液的流變性能。如松基井(鈣基)、東風2井(鈣基)、新港57井(鹽水基)、王深2井(飽和鹽水基)等均是用這一類鉆井液鉆成功的。

(2)三磺鉆井液

三磺鉆井液是70年代以后我國大多數深井所使用的鉆井液類型，所謂“三磺”即是磺化酚醛樹脂(SMP)、磺化褐煤(SMC)和磺化拷膠(SMK)。這三種處理劑有效地降低了鉆井液的高溫高壓濾失量，進而提高了“井眼穩定性”，四川石油管理局用這三種處理劑再配合FCLS、CMC、Ca(OH)2以及重鉻酸鉀(K2Cr2O7)、表面活性劑等鉆成了我國最深的關基井(7175m)，女基井(60llm)。三磺鉆井液的研制成功，是我國在深井鉆井液技術上的一大進步，其主要標志是：這三種處理劑能有效地降低高溫高壓濾失量，特別是加入磺化酚醛樹脂后，隨著井深及壓差的增加，其濾失量增加很少，有時還降低(而這一特性是原鈣處理鉆井液體系達不到的)，這樣就大大低改善了泥餅質量，減少了井下的坍塌卡鉆等復雜情況，提高了深井鉆探的成功率。例如在自深1井(四川)鉆進時，在4700～5335m，向含10％的膨潤土漿加入：SMP4％，SMC6％、SP-80活性劑0.3％、AS(烷基磺酸鈉)0.15％、Na₂Cr₂O₇?2％、柴油5％后，在井底192℃溫度下，其濾失量從未加SMP的23.7ml下降至9.6ml，摩擦系數(Kf/45min)0.07。經過五次斷鉆具、三次打水泥塞，一次頓鉆事故，均未發生卡鉆。為我國深井鉆井液技術開創了新的局面。

(3)聚磺鉆井液階段