[發(fā)明專利]一種超深井鉆井液

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310014535.X
• 申請(qǐng)日: 2013-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN103013472A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王平全;楊坤賓;白楊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K8/24
• 分類號(hào): 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)明涉及一種在油氣田鉆超深井作業(yè)過程中，泵入高密度鉆井液時(shí)，能很好的協(xié)調(diào)高密度鉆井液的流變性和造壁性，獲得較好流變性的同時(shí)獲得較好的造壁性，大大減少鉆井過程中的泵壓與能耗，同時(shí)大幅降低鉆井液對(duì)地層的污染程度，且穩(wěn)定的一種超深井鉆井液。

背景技術(shù)

隨著鉆井技術(shù)的飛速發(fā)展，世界上的石油鉆探發(fā)展趨勢(shì)已經(jīng)由淺層井到深層井再到超深層井的方向轉(zhuǎn)變。然而在鉆探超深井的過程中，必然使用到超高密度鉆井液，而其流變性和造壁性不能兼顧、協(xié)調(diào)，或是流變性好造壁性差、或是造壁性好流變性差。這就會(huì)造成在鉆探超深井時(shí)只考慮流變性，超高密度鉆井液的流動(dòng)性能好，能大大減少泵壓從而減少鉆探過程中的能耗需求，但是造壁性會(huì)變得很差，失水量很大、泥餅膨脹性大、滲透率大、強(qiáng)度低，對(duì)地層損害大、不利于井壁的穩(wěn)定。相反在鉆探超深井過程中只考慮造壁性時(shí)，相對(duì)于只考慮流變性時(shí)的性能，超高密度鉆井液的造壁性好，失水量較小、泥餅質(zhì)量較好，對(duì)地層損害小、井壁穩(wěn)定性好，但是其井壁也會(huì)時(shí)常發(fā)生垮塌，且這時(shí)其流動(dòng)性很差，造成在鉆探超深井過程中泵壓要求很高，超高密度鉆井液不能有效的循環(huán)出井筒，從而不能有效的攜帶出鉆屑，嚴(yán)重時(shí)鉆井液不能被泵出井眼，嚴(yán)重影響鉆井速度。針對(duì)這一問題國內(nèi)外專家，做了大量的研究，研制了三磺飽和鹽水鉆井液、硅酸鹽鉆井液、聚合醇鉆井液等體系。這些體系中又以用三磺飽和鹽水鉆井液體系為輕漿再用重晶石加重的方法配制的普通超高密度鉆井液使用最為廣泛。然而這種鉆井液雖然使得超高密度流變性和造壁性的協(xié)調(diào)性得到一定的解決，初步使得鉆井液在建立起穩(wěn)定的井壁時(shí)還能流動(dòng)。但是，這一體系建立的井壁也時(shí)常發(fā)生垮塌，同時(shí)流動(dòng)性能差，說明其造壁性和流變性還是很差，有待改善。

通過研究發(fā)現(xiàn)鉆井液的流變性和造壁性好壞的主要影響因素之一是鉆井液中固相顆粒的粒徑大小與質(zhì)量多少，該超深井鉆井液的作用機(jī)理為：（1）在鉆井液流動(dòng)過程中，利用亞微米材料粒徑小，于大顆粒縫隙間對(duì)大顆粒起到軸承作用，有助于大顆粒間發(fā)生滾動(dòng)摩擦，減少滑動(dòng)摩擦，從而改善流變性；（2）在造壁過程中，亞微米材料與大顆粒固相顆粒質(zhì)量按特定比例匹配，使得亞微米材料能有效的填充于架橋大顆粒間的空隙中，形成致密泥餅。因此，基于固相顆粒這個(gè)對(duì)鉆井液流變性、造壁性都有很大影響的因素，可以開拓一個(gè)有利于協(xié)調(diào)鉆井液流變性、造壁性的新方向，使得鉆井液流變性好的同時(shí)造壁性也很好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：為了解決超深井所需鉆井液密度極高，極易造成鉆井液的流變性和造壁性都差且不能很好的協(xié)調(diào)，進(jìn)而造成鉆井液流變性差耗能巨大，造壁性差容易發(fā)生井壁坍塌、地層被污染等不利情況發(fā)生，為此特提供一種超深井鉆井液。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：一種超深井鉆井液，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：鈉膨潤(rùn)土在膨潤(rùn)土中加入了土質(zhì)量的5%純堿形成鈉膨潤(rùn)土50-60；疏水締合型聚丙烯胺代號(hào)ZND-21.5-3；磺甲基酚醛樹脂代號(hào)SMP-225-35；磺化褐煤樹脂代號(hào)SPNH25-35；磺甲基褐煤代號(hào)SMC25-35；石棉代號(hào)SM-15-10；氯化鈉代號(hào)NaCl150；重晶石粉1200-1600；亞微米硫酸鋇顆粒直徑為0.89μm300-400；NaOH配成質(zhì)量百分濃度為40%的溶液，調(diào)節(jié)體系PH為10；自來水1000。

該超深井鉆井液的配制方法是：第一步，在反應(yīng)容器中加入1000克自來水，加入50-60克鈉膨潤(rùn)土，低速攪拌120min后，高速攪拌60min，再在室溫下養(yǎng)護(hù)24h；第二步，在高速電動(dòng)攪拌下加入1.5-3克疏水締合型聚丙烯胺ZND-2，攪拌20min，加入25-35克磺甲基酚醛樹脂SMP-2，攪拌20min，加入25-35克磺化褐煤樹脂SPNH，攪拌20min，加入25-35克磺甲基褐煤SMC，攪拌20min，加入5-10克石棉SM-1，攪拌20min，加入150克氯化鈉NaCl，攪拌30min；第三步，在上步的產(chǎn)物中緩慢滴加質(zhì)量百分濃度為40%的NaOH，調(diào)節(jié)體系pH為10，繼續(xù)攪拌15min；第四步，再向上步的產(chǎn)物中，緩慢加入按4：1比例的1200-1600克重晶石粉和300-400克亞微米硫酸鋇的混合加重劑，攪拌均勻制得一種超深井鉆井液。

上述制備方法所用鈉膨潤(rùn)土；疏水締合型聚丙烯胺ZND-2；磺甲基酚醛樹脂SMP-2；磺化褐煤樹脂SPNH；磺甲基褐煤SMC；石棉SM-1；氯化鈉NaCl；重晶石粉；0.89μm硫酸鋇；NaOH，均為市場(chǎng)上銷售產(chǎn)品，購置時(shí)嚴(yán)格按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企標(biāo)檢驗(yàn)，合格者才能使用，具體見表1：