[發(fā)明專利]一種硅酸鉀聚合醇水基鉆井液

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110391281.4
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102391843A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王平全;白楊
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: C09K8/24
• 分類號: C09K8/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于油氣田鉆井作業(yè)高溫高壓環(huán)境下，具有抑制強(qiáng)水敏性地層(高蒙脫土含量地層)的水化，減少因水化作用產(chǎn)生的地層縮徑，阻止弱水敏性地層因壓力傳遞、毛管壓力、水化等造成的掉塊、垮塌，且流變性穩(wěn)定的硅酸鉀聚合醇水基鉆井液。

?背景技術(shù)

近年來，我國石油鉆探開發(fā)逐漸由淺層向深層、由簡單地層向復(fù)雜地層發(fā)展。由于深井、超深井的井下溫度和壓力比較高，尤其鉆遇復(fù)雜地層時，井下鉆井液性能易發(fā)生較大變化，極易導(dǎo)致一些井下復(fù)雜情況的發(fā)生，如坍塌、卡鉆等，因而，尋求更有效的抑制地層膨脹和穩(wěn)定井壁的新型鉆井液體系是鉆井液研究的主要發(fā)展方向。國內(nèi)外在化學(xué)穩(wěn)定井壁方面作了大量工作，研制了甲酸鹽鉆井液、油基鉆井液、合成基鉆井液、硅酸鹽鉆井液、聚合醇鉆井液等體系，例如：多年來，新疆油田形成了自己比較成熟的一類抑制性鉆井液體系：鉀鈣基鉆井液或者鉀鈣基-聚合醇水基鉆井液；這類鉆井液具有抑制性強(qiáng)、成本較低、維護(hù)處理方便等優(yōu)點，為油田勘探開發(fā)作出了貢獻(xiàn)，但是，這類鉆井液的抑制性主要依靠鉀鈣無機(jī)鹽的作用得以實現(xiàn)，即鉀鈣離子的有效濃度是鉆井液抑制性強(qiáng)弱的重要標(biāo)志。該體系存在的問題是：現(xiàn)場上并沒有檢測鉀鈣離子濃度的儀器，導(dǎo)致實際鉆井中鉀鈣離子含量不足，嚴(yán)重影響了該種鉆井液防塌效能的發(fā)揮，在高密度鉆井液中，這個問題更加突出。

通過研究發(fā)現(xiàn)硅酸鉀穩(wěn)定井壁作用機(jī)理為：(1)硅酸鉀形成凝膠與沉淀堵塞裂縫；(2)抑制頁巖中粘土礦物水化膨脹和分散；(3)與無機(jī)鹽協(xié)同作用阻止水進(jìn)入地層；(4)硅酸鹽與地層粘土礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。聚合醇作用機(jī)理大致可以分為自由擴(kuò)散、吸附和滲透三個作用階段，重點利用其濁點效應(yīng)提高體系抑制性和封堵能力。通常情況下，硅酸鹽和聚合醇分別作為抑制劑和潤滑劑加入鉆井液體系中，沒有將它們復(fù)合運用。將硅酸鉀的化學(xué)效應(yīng)（膠凝沉淀）以及聚合醇的物理效應(yīng)（濁點效應(yīng)）結(jié)合一體，建立一套具有凝膠－濁點效應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)硅酸鉀聚合醇鉆井液體系，旨在充分發(fā)揮膜結(jié)構(gòu)效應(yīng)的穩(wěn)定井壁機(jī)理，為鉆井液穩(wěn)定井壁研究開拓了新的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：為了克服由于深井、超深井的井下溫度和壓力較高，尤其鉆遇復(fù)雜地層時，井下鉆井液性能易發(fā)生較大變化，極易導(dǎo)致一些井下復(fù)雜情況的發(fā)生，如坍塌、卡鉆等，特提供一種硅酸鉀聚合醇水基鉆井液。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種硅酸鉀聚合醇水基鉆井液，其特征是：制備該鉆井液所用原料的組分及含量為，其質(zhì)量單位為克或千克：鈉膨潤土40-60；粉狀速溶硅酸鉀FP-V?40-60；增粘劑高粘-羧甲基纖維素HV-CMC?3-6；降濾失劑丙烯酰胺與丙烯酸共聚物JT888?4-6；封堵劑聚合醇JLX-B-S?20-40；KCl?8-13；NaOH質(zhì)量百分濃度為40%，調(diào)節(jié)體系pH為11.5，自來水1000作溶劑。

該硅酸鉀聚合醇水基鉆井液的配制方法是：先量取1000克的自來水，加入40-60克鈉膨潤土，低速攪拌60min后，高速攪拌30min，在室溫下養(yǎng)護(hù)24h后在高速電動攪拌下加入40-60克粉狀速溶硅酸鉀?FP-V攪拌5min，加入3-6克增粘劑HV-CMC攪拌5min，加入4-6克降濾失劑JT888攪拌5min，加入20-40聚合醇JLX-B-S攪拌5min，加入8-13?KCl攪拌5min，再緩慢滴加質(zhì)量百分濃度為40%的NaOH調(diào)節(jié)體系pH為11.5，繼續(xù)攪拌15min，制得本硅酸鉀聚合醇水基鉆井液。

上述制備方法所用鈉膨潤土；粉狀速溶硅酸鉀FP-V；增粘劑HV-CMC；降濾失劑JT888；聚合醇JLX-B-S；KCl；NaOH，均為市場上銷售產(chǎn)品，購置時嚴(yán)格按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企標(biāo)檢驗，合格者才能使用，具體見表1：

表1????硅酸鉀聚合醇水基鉆井液基本原料明細(xì)表