[發明專利]低腐蝕低固相強抑制鉆井液及制備方法

有效

• 申請號: 201210530355.2
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103045191A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 林海;鄭玉輝;張振活;涂海海;趙建震;陳磊;董海東;崔貴濤;趙向陽;蔣振偉;凡帆;郝超;曲波;趙雷
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: C09K8/12
• 分類號: C09K8/12
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 毛光軍

技術領域

本發明涉及一種油氣田鉆井作業中的鉆井液配方及制備方法，是一種適合水平井鉆進特別是長水平段復雜巖性非均質地層鉆進的低腐蝕低固相強抑制鉆井液及制備方法。

背景技術

隨著長水平井鉆井技術在全世界范圍大量應用，儲層特有的地質因素比如：碳質泥巖及煤層極為發育，泥頁巖水化程度高、易垮塌；儲層非均質性造成軌跡調整頻繁，加之地層復雜原因導致井下清潔難度加大，水平段鉆進超過1000米扭矩過高（超過30KN.m），這給安全鉆進造成了極大地威脅。

為了解決上述問題，近年來在實際鉆進過程中建立了一整套針對解決長水平段防塌問題的甲酸鹽加重鉆井液體系成。例如，中國專利號“200810232642.9”公開了一種強抑制性雙鉀離子—聚合物鉆井液，公開日為2009年05月13日，包括下述重量百分比的物質：A.作為無機抑制劑的無機鉀鹽7%-9%；B.作為有機抑制劑的有機鉀鹽0.5%-0.6%；C.提粘劑0.3%-0.5%；D.降濾失劑0.3%-0.5%；E.堿度控制劑0.3%-0.5%；F.防腐劑0.03%-0.1%；G.消泡劑0.1%-0.2%；H.加重劑1%-8%；余量是水。

但是在生產實踐過程中，甲酸鹽的使用在富氧鉆井過程中帶來了新的問題：一、鉆具腐蝕問題，從現場隨鉆腐蝕環和鉆具的腐蝕狀況來看，使用甲酸鹽加重后鉆具腐蝕問題較為尖銳，為克服腐蝕問題防腐產品投入遠超出預算，致使綜合生產成本提高了20%以上。二、加重能力不夠，根據室內巖心傷害試驗研究，甲酸鈉加量超過20%將對儲層造成較為嚴重的傷害，因此現場鉆井液中甲酸鈉含量不能超過20%，而20%甲酸鈉溶液密度為1.12g/cm³，單獨采用甲酸鹽加重并不能滿足現場生產需要，還需用石灰石等惰性固相加重材料作為輔助加重劑。三、防塌抑制性不強，當鉆遇泥巖和碳質泥巖后，甲酸鈉作為一種加重劑僅能從力學方面來平衡地層壓力和穩定井壁，不能通過增強鉆井液抑制性和通過力學與化學耦合作用提高井壁穩定性，因此甲酸鹽液相加重不能滿足現場需要。

發明內容

本發明的目的在于克服現有水平井鉆井技術中使用的鉆井液存在的上述問題，提供一種低腐蝕低固相強抑制鉆井液及制備方法，本發明具備良好液相加重能力實現低固相兼具強抑制性的特點，同時具備的低腐蝕特點又能解決當前的鉆具腐蝕問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種低腐蝕低固相強抑制鉆井液，其特征在于，包括下述質量百分比的物質：

無機可溶性加重劑10～20%；

提粘劑0.1～0.3%；

降濾失劑0.5～1.0%；

堿度控制劑0.1～0.3%；

除氧劑0.5～0.8%；

緩蝕劑0.1～0.2%；

防腐劑0.03～0.05%；

余量為水。

所述的無機可溶性加重劑由作為加重劑的硫酸鈉、作為除氧劑和加重劑的亞硫酸鈉、作為抑制劑和加重劑的硫酸鉀按照組成，組份的質量配比關系為28：1：11。

本發明還包括潤滑劑1.0～2.0%，所述潤滑劑為聚氧乙烯蓖麻油。

所述的提粘劑為生物聚合物XC和羥乙基纖維素按2﹕1質量配比成的混合物。

所述降濾失劑為羧甲基淀粉或羥丙基淀粉中的一種或按任一配比的兩種。

所述堿度控制劑為氫氧化鈉。

所述除氧劑為二乙基羥胺。

所述緩蝕劑為咪唑啉及其衍生物，衍生物可以為1,3-二甲基-2-咪唑啉酮，2-烷氨基-3-芳基咪唑啉酮和2-芳氨基-3-氨基咪唑啉酮。

所述防腐劑為醫用福爾馬林溶液。

一種低腐蝕低固相強抑制鉆井液及制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

????a、按照配比，在水中分別加入降濾失劑和提粘劑，充分攪拌混合均勻；

b、再加入無機可溶性加重劑，攪拌使其充分溶解；

c、再分別加入防腐劑、除氧劑和緩蝕劑，攪拌使其溶解；

d、用堿度調節劑將pH值調節至9～10.5。

所述pH值調節后，根據實際需要加入潤滑劑。

所述a—d步驟，是在常溫常壓下進行。

采用本發明的優點在于：?

一、本發明中，選用無機可溶性鹽作為鉆井液液相加重劑，緩解了以往有機鹽加重鉆井液后帶來的鉆具腐蝕問題和惰性固相加重后高固相高摩阻問題，引入亞硫酸鈉組分中含有還原基團的酸根陰離子，可以除掉鉆井液中部分溶解氧，進一步降低鉆井液對鉆具的腐蝕性，引入硫酸鉀，通過鉀離子對粘土礦物的晶格固定作用，達到穩定井壁和防塌的目的。