[發明專利]一種用于頁巖油氣藏勘探開發的鉆井液

在審

• 申請號: 201310540113.6
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN104610941A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 劉振東;喬軍;李公讓;周守菊;成冠琪
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: C09K8/22
• 分類號: C09K8/22
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

技術領域

????本發明涉及一種鉆井液，特別涉及一種用于頁巖油氣藏勘探開發的鉆井液。

背景技術

頁巖氣的勘探開發在國外，特別是美國，已形成商業開采規模，美國在頁巖氣開發方面走在了世界前列，已進入頁巖氣開發的快速發展階段。國外常用的鉆井液體系主要是油基鉆井液、強抑制胺基鉆井液、有機或無機鹽鉆井液等。盡管不同地區頁巖層之間存在差異，但油基鉆井液具有廣泛的適用性，能夠應用到大部分的頁巖油氣藏開發中。它具許多優勢，比如：優異的頁巖穩定性、潤滑性和抗污染能力，但是其基油所帶來的環境問題和成本問題還是導致人們尋找水基鉆井液來作為替代品。水基鉆井液以水為連續相，相對于油基鉆井液，它提高了環保性能。

國內在用于頁巖油氣藏的水基鉆井液研究方面做了大量的工作。如，陳蓓等在《適用于硬脆性泥頁巖地層的水基鉆井液技術研究》中提出了一種針對硬脆性泥頁巖使用硅酸鹽鉆井液體系，使用PLUS做為包被劑、JLX作為潤濕劑、中粘CMC和DFD-140作為體系的主要降濾失劑（見《西部探礦工程》，2009，7）。劉曉棟等在《活性泥頁巖快速鉆井鉆井液技術》中提出一種適宜于活性泥頁巖鉆井的快速鉆井液，以聚胺抑制劑和防泥包快鉆劑為主要處理劑，其抑制性能和潤滑性能接近于油基鉆井液（見《石油鉆采工藝》，2011，33（2））。公開號102250595A的專利公開了用于活性泥頁巖鉆井的鉆井液，其各組份重量比為：膨潤土2?~?6％、包被抑制劑0.2~?0.5％、流型調節劑0.2?~?1.0％、抗高溫聚合物降濾失劑0.2~?0.5％、氯化鉀4~?7％、聚合醇1~?3％、聚胺抑制劑0.5~?1.0％、防泥包快鉆劑0.5~?1.0％、水45~85％。公開號102226076A的專利公開了了一種強抑制性防塌低傷害鉆井液，包括如下重量百分比的組分：硅酸鹽：2％~?5％；小陽離子抑制劑：0.5％~?1.0％；水解聚丙烯酰胺：0.3％~?0.8％；提粘切劑0.3％~?0.5％；降失水劑：1％~?3％；重晶石：0~?6%；甲醛：0.05~?0.1％；余量是水。但這些技術的缺點或不足是：①頁巖油氣藏地層中微裂縫較易發育，在遇水侵入后，很容易發生井壁垮塌。上述技術沒有針對頁巖油氣藏勘探開發的井壁穩定問題展開研究工作，封堵性不強；②沒有針對頁巖油氣藏勘探開發中采用的長水平段鉆井潤滑問題以及硅酸鹽鉆井液體系不能長時間提供優良潤滑性的問題展開研究，體系潤滑性沒有提高。

發明內容

本發明的目的是克服上述技術的不足，提供一種能有效封堵泥頁巖地層，提高鉆井液抑制性，提高井壁穩定性，潤滑性能良好，且減小水平井鉆井中的摩阻的用于頁巖油氣藏勘探開發的鉆井液。

本發明的技術方案是：

一種用于頁巖油氣藏勘探開發的鉆井液是在水的基礎上按照重量百分比含有：膨潤土4?~?6％、硅酸鉀2~?5％、包被抑制劑0.2~?0.5％、流型調節劑0.2?~?1.5％、降濾失劑4~?6％、頁巖防塌劑2~?3％、封堵劑2~?3％、濾餅表面改性劑0.5~?1％、潤滑劑2~?4％和燒堿。

上述方案中，所述燒堿的用量滿足調整鉆井液的PH值＞10。

所述包被抑制劑為聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鉀、天然高分子強包被劑IND30中的一種或幾種。?

所述的流型調節劑為聚陰離子纖維素、水解聚丙烯腈銨鹽、黃原膠中的一種或幾種。

所述的降濾失劑為腐植酸類降濾失劑、低粘羧甲基纖維素、磺化酚醛樹脂中的一種或幾種。

所述的頁巖防塌劑為磺化瀝青、天然瀝青粉、陽離子乳化瀝青、膠體瀝青、改性瀝青中的一種或幾種。

所述的封堵劑為20~100納米的二氧化硅粉體、1000目~1500目碳酸鈣粉體中的一種或兩種。

所述的濾餅表面改性劑為疏水性淀粉、疏水性丙烯酸接枝共聚物中的一種或兩種。

所述的潤滑劑為二烷基二硫代磷酸鋅、極壓潤滑劑中的一種或兩種。

所述的疏水性淀粉平均粒徑為10~50微米，接觸角＞110o。

本發明具有如下優點：

①本發明利用納米二氧化硅做為頁巖封堵劑，可深入巖石微裂縫和孔隙之中，提高封堵效果，抑制頁巖水化，防止頁巖坍塌。同時，納米二氧化硅可同疏水性淀粉一起在濾餅表面形成一層疏水膜，增加濾餅的不滲透性，減少水對頁巖的侵入。

②本發明中疏水性淀粉做為濾餅表面改性劑（聚合物），在形成濾餅的過程中，能在濾餅表面形成疏水型膜，提高濾餅致密性。同時，疏水性淀粉價格便宜，適于做為鉆井液添加劑大規模應用。