[發明專利]一種鉆井液添加劑、鉆井液及鉆井方法

在審

• 申請號: 201410587009.7
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN105542730A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 滕學清;周志世;秦宏德;李寧;孫俊;賀江紅;李家學;沈勤長;陳林;于連成;王澤華;張克勤;楊川;張歡慶
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035;C09K8/24;C09K8/22;C09K8/20;E21B21/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

本發明提供一種鉆井液添加劑、鉆井液及鉆井方法。本發明提供的鉆井液添加劑，按照重量配比包括如下組分：陽離子抑制劑CPI 5～15份，陽離子包被劑CPH?24～8份，陽離子型降濾失劑CPF?15～10份，陽離子型降濾失劑CPF 1～3份，陽離子型封堵劑CPA 1～2份。含有該鉆井液添加劑的鉆井液電動電位高，對井壁的穩定效果好，此外還具有良好的抗鹽性能，特別適用于鹽層的中高密度平衡地層。

技術領域

本發明屬于鉆井技術領域，特別是涉及一種鉆井液添加劑、鉆井液及鉆井方法。

背景技術

鉆井是利用機械設備，將地層鉆成具有一定深度的圓柱形孔眼的工程。鉆井液是鉆井過程中在孔內使用的循環沖洗介質，其具有清潔井底、攜帶巖屑、平衡井壁和地層壓力、冷卻及潤滑鉆頭和鉆柱、水力破碎巖石等多種作用。鉆井液通常包括基漿(例如膨潤土漿)和添加劑，添加劑主要用于改善和調節鉆井液的性能，例如加重劑、抑制劑、包被劑、降濾失劑、潤滑劑、封堵劑等。

在鉆井過程中，井壁的穩定性通常受地層粘土礦物分散、膨脹、收縮、坍塌等因素的影響。由于井壁的穩定性直接影響鉆井速度，而鉆井速度的高低直接影響鉆井成本，因此維持井壁的穩定性是提高鉆速、降低鉆井成本的主要因素之一。由于鉆井液在鉆井時直接與粘土礦物相接觸，鉆井液的性能將會對粘土礦物產生影響，特別是鉆井液的電動電位會對粘土礦物的電動電位造成影響，從而引起粘土礦物的分散、膨脹、收縮、坍塌。此外，由于地層各層的組成、溫度、壓力等均不相同，從而導致了地層各層的電動電位也不相同，這也增加了維持井壁穩定性的難度。

現有的鉆井液電動電位值低(通常在-60mV～-30mV)，陽離子濃度低，無法實現與地層各層的電動電位相匹配，因而穩定效果不佳；此外，該鉆井液抗鹽性差，無法適應鹽層鉆井需求。

發明內容

本發明提供一種鉆井液添加劑、鉆井液及鉆井方法，用于解決現有技術的鉆井液電動電位值低、陽離子濃度低、無法實現與地層各層的電動電位相匹配、穩定效果不佳、抗鹽性差等技術缺陷。

本發明提供一種鉆井液添加劑，按照重量配比包括如下組分：陽離子抑制劑CPI 5～15份，陽離子包被劑CPH-2 4～8份，陽離子型降濾失劑CPF-1 5～10份，陽離子型降濾失劑CPF 1～3份，陽離子型封堵劑CPA 1～2份。

進一步地，本發明提供的鉆井液添加劑按照重量配比包括如下組分：陽離子抑制劑CPI 6～10份，陽離子包被劑CPH-2 6～8份，陽離子型降濾失劑CPF-1 5～10份，陽離子型降濾失劑CPF 2～3份，陽離子型封堵劑CPA 1～2份。

進一步地，所述鉆井液添加劑還包括陽離子包被劑CPH-1 4～8份。CPH-1具有良好的抗高溫性能，可應用于高溫環境(例如180℃)。

本發明鉆井液添加劑中的各組分均可購自新疆中環輝騰石油科技有限公司。陽離子抑制劑CPI為小陽離子，其降粘率>60％；陽離子包被劑CPH-2和CPH-1均為大陽離子，其中CPH-2的分子量范圍為500～600萬，例如550萬左右，CPH-1的分子量范圍為45～55萬，例如50萬左右；陽離子型降濾失劑CPF-1和CPF均為陽離子褐煤，其中CPF-1的高溫高壓失水≤36ml，CPF的中壓失水≤15ml；陽離子型封堵劑CPA為陽離子石油瀝青，其目數<120目。

本發明還提供一種鉆井液，包括膨潤土漿料和上述任一所述的鉆井液添加劑，所述鉆井液添加劑與所述鉆井液的質量體積比為(1～5)：100；即，100L的所述鉆井液中含有1～5kg的所述鉆井液添加劑。

進一步地，所述膨潤土漿料包括膨潤土和水，所述膨潤土與所述膨潤土漿料的質量體積比為(3～4)：100，并且所述鉆井液的pH值為9～10。

進一步地，所述鉆井液還可以根據實際需求包括其它添加劑，例如潤滑劑、鹽類等。