[發明專利]一種強抑制水基鉆井液

有效

• 申請號: 201310064155.7
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103146364A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 劉書杰;邱正松;趙欣;邢希金;黃維安;李玉光;江琳;鐘漢毅
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院;中國石油大學（華東）
• 主分類號: C09K8/24
• 分類號: C09K8/24;C09K8/16;C09K8/12
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及一種石油鉆井用鉆井液，具體涉及一種強抑制水基鉆井液。

背景技術

海洋深水油氣資源豐富，潛力巨大。與陸地或淺海鉆井相比，海洋深水鉆井面臨著許多特殊的技術問題，要求深水鉆井液必須具備以下特點：（1）有效抑制深水淺部疏松地層水化分散。由于沉積模式不同，深水淺部地層缺乏上部壓實作用，膠結性差，易水化分散引起井壁失穩。（2）良好的低溫流變性。隨著水深的增加，海水溫度越來越低，墨西哥灣和西非深水區水深超過1219m時溫度即降低至4℃。低溫造成鉆井液粘度、切力大幅度上升，油基鉆井液甚至出現顯著的膠凝現象，造成過高的ECD，引起井漏等問題。（3）有效抑制天然氣水合物的生成。深水海底較高的靜水壓力和較低的環境溫度極易導致鉆井液中形成水合物，堵塞導管和防噴器等，造成嚴重的安全事故。（4）良好的“低溫-高溫”穩定性。深水鉆井中，鉆井液循環過程中需經歷海底低溫（可低至2～4℃）到井底高溫（可達120℃以上），這要求深水鉆井液體系在大溫差范圍內保持良好的流變性。（5）環保性能。由于海洋環保法規的嚴格要求，深水鉆井液必須具備低毒性無污染的特點。

油基/合成基鉆井液具有優異的抑制性和高溫穩定性等優點，是復雜地層鉆進的首選，但其成本高且存在環保問題。水基鉆井液具有成本低以及環保等優點，但在深水鉆井中，常規水基鉆井液難以解決深水淺部疏松地層的井壁失穩問題，且存在水合物抑制能力差，“低溫-高溫”穩定性不足等缺點，難以滿足深水油氣鉆探的工程技術需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種強抑制水基鉆井液，本發明提供的鉆井液具有與油基鉆井液相當的頁巖抑制性，且“低溫-高溫”穩定性好，抑制水合物生成能力強。

本發明所提供的一種強抑制水基鉆井液，它包括下述質量份的組分：

水?100份，聚胺抑制劑?0.2～4份，包被抑制劑?0.1～1份，水合物抑制劑?10～25份，增粘劑?0.1～1份，降濾失劑?0.5～5份，和液體潤滑劑?0.5～3份。

本發明提供的強抑制水基鉆井液具體可由下述質量份的組分組成：

水100份，聚胺抑制劑3份，包被抑制劑0.1份，水合物抑制劑25份，增粘劑0.1份，降濾失劑4份，和液體潤滑劑1份。

上述的強抑制水基鉆井液，所述聚胺抑制劑為由聚醚二胺與環氧烷烴聚合得到的胺基聚合物；

所述聚醚胺與所述環氧烷烴的摩爾比可為1～10：1～20；

上述的強抑制水基鉆井液，所述聚醚二胺可為聚氧乙烯二胺、聚氧丙烯二胺或聚氧乙烯丙烯二胺，分子量小于1000；

所述環氧烷烴選自環氧乙烷、環氧丙烷和環氧丁烷中至少一種。

上述的強抑制水基鉆井液，所述包被抑制劑可為部分水解聚丙烯酰胺、陽離子聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺和非離子型聚丙烯酰胺中至少一種；由于深水泥頁巖活性大，極易水化分散，添加所述包被抑制劑可與所述聚胺抑制劑協同抑制活性泥頁巖水化分散。

所述部分水解聚丙烯酰胺的水解度為20%～40%。

上述的強抑制水基鉆井液，所述水合物抑制劑可為氯化鈉、乙二醇、三元聚合物抑制劑和聚N-乙烯基吡咯烷酮中至少一種，在單獨使用氯化鈉時，其在鉆井液中的質量濃度大于25%時的效果最好；所述三元聚合物可延長水合物生成的誘導時間，與氯化鈉和乙二醇配合使用時，抑制效果最好，且可降低NaCl和乙二醇的用量，降低成本；

所述三元聚合物抑制劑為由乙烯基己內酰胺、乙烯基吡咯烷酮、烯基磺酸與N-取代的丙烯酰胺反應生成的共聚物；

所述烯基磺酸可為乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸；

所述N-取代的丙烯酰胺為異丙基甲基丙烯酰胺，分子量為1000～1000000；

所述乙烯基己內酰胺、所述乙烯基吡咯烷酮、所述烯基磺酸與所述N-取代的丙烯酰胺的摩爾比可為1～20：1～20：1～15：1～10。

上述的強抑制水基鉆井液，所述增粘劑可為黃原膠、聚陰離子纖維素和羧甲基纖維素中至少一種，所述增粘劑可在高鹽鉆井液中有效提高鉆井液的粘度，且在低溫下性能穩定，不會造成鉆井液低溫增粘的問題；

所述黃原膠的分子量為100000～50000000；

所述聚陰離子纖維素的取代度為0.85～1.4；

所述羧甲基纖維素的分子量為30000～100000。