[發(fā)明專利]一種鉆井用氣液轉(zhuǎn)換井壁穩(wěn)定液及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410592693.8
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN104312556A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 操盛章;周翰;吳嬌
• 申請（專利權(quán)）人: 成都得道實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C09K8/035
• 分類號(hào): C09K8/035;C09K8/508
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 管高峰;詹永斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種石油工業(yè)鉆井工程中在實(shí)施氣體鉆井結(jié)束后，轉(zhuǎn)換為常規(guī)鉆井液鉆井前，為提高井壁穩(wěn)定性而采取對井壁采取處理措施進(jìn)行時(shí)所用的，具有使井壁表面疏水及封堵、覆蓋井壁功能的復(fù)合物，以及其制備方法。

背景技術(shù)

中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動(dòng)能源消費(fèi)量急劇增加。能源最重要的種類是石油和天然氣。鉆井工程是油氣資源獲得的首要手段。

為提高勘探開發(fā)速度，在陸相地層應(yīng)用了氣體鉆井技術(shù)，鉆井速度明顯提高，為加快勘探開發(fā)進(jìn)程提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。但在氣體鉆井結(jié)束，轉(zhuǎn)換為鉆井液鉆井過程中，往往出現(xiàn)井壁失穩(wěn)垮塌，輕則阻卡劃眼，重則造成卡鉆等鉆井事故，大大影響了氣體鉆井的實(shí)際應(yīng)用效果。本申請發(fā)明人，通過實(shí)踐、調(diào)查后，分析得出氣液轉(zhuǎn)換過程中井壁失穩(wěn)的主要因素有以下幾點(diǎn)：

(1)氣體鉆井過程中，井筒內(nèi)氣柱壓力低于地層壓力，處于一種欠平衡狀態(tài)；同時(shí)由于空氣錘或鉆頭的震動(dòng)，引發(fā)井壁周圍產(chǎn)生微裂縫或加劇原有地層微裂縫的發(fā)育，結(jié)果使地層原生裂縫加大并產(chǎn)生大量的次生裂縫，整個(gè)井壁處于“酥松”狀態(tài)。特別對于含泥頁巖和富含高嶺石和伊利石等活度較高的地層，易沿著地層膠接面產(chǎn)生水化剝落掉塊，引起井壁坍塌，嚴(yán)重影響鉆井施工進(jìn)度。

(2)由于攜帶鉆屑的干燥空氣將近井壁周圍巖石所含水分帶出，使井壁處于干燥狀態(tài)，氣體鉆井后替入水基鉆井液，水分因毛細(xì)管作用瞬間進(jìn)入親水“酥松”地層的三維網(wǎng)狀微裂縫產(chǎn)生膨脹壓，導(dǎo)致地層剝落、掉塊、甚至垮塌。

(3)替入的水基鉆井液對井壁的沖刷也是導(dǎo)致井壁失穩(wěn)的重要原因。

針對上述原因，本申請發(fā)明人總結(jié)出解決氣液轉(zhuǎn)換過程中井壁失穩(wěn)的主要措施是采用具有合理密度的強(qiáng)抑制性、強(qiáng)封堵性鉆井液體系或無滲透鉆井液體系，在進(jìn)行氣液轉(zhuǎn)換時(shí)，提高鉆井液的抑制性、封堵性，降低鉆井液濾失量，從而防止井壁吸水膨脹、剝落掉塊。然而在現(xiàn)場施工過程中，鉆井液需要一定的液柱高度才能與地層建立起力學(xué)平衡，即鉆井液液柱達(dá)到一定高度時(shí)，液柱壓力才能使鉆井液中的封堵材料進(jìn)入井壁，阻止濾液的進(jìn)一步滲透，實(shí)現(xiàn)有效封堵。但由于氣體鉆井時(shí)干燥的井壁吸水性很強(qiáng)，與鉆井液接觸瞬間即吸水，使得無滲透鉆井液體系無法發(fā)揮最佳效果。因此，可在替入鉆井液前先向井內(nèi)泵入一種前置液，由于該前置液含有能改變井壁潤濕性的井壁穩(wěn)定劑，因而大大減弱了井壁的瞬時(shí)吸水性。

中國專利申請?zhí)枺?00710100288.X，本發(fā)明提供了一種鉆井施工過程中循環(huán)介質(zhì)由氣體轉(zhuǎn)換為液體時(shí)的前置液及其使用方法。該前置液中含有有機(jī)硅酸鹽，在氣液轉(zhuǎn)換施工時(shí)，首先注入前置液對井壁進(jìn)行涂覆處理，使井壁表面呈疏水性，然后再注入鉆井液，井壁在與鉆井液接觸時(shí)，不會(huì)很快吸水，隨著鉆井液在環(huán)空中返高增加，液柱產(chǎn)生的壓力使鉆井液中的抑制劑、封堵劑等處理劑充分發(fā)揮作用。該方法為鉆井液與井壁間建立力學(xué)平衡贏得了時(shí)間，提高了氣液轉(zhuǎn)換施工時(shí)井壁的穩(wěn)定性。

但現(xiàn)有井壁穩(wěn)定劑存在以下缺陷：

1)粘度不符合施工要求而影響涂覆，導(dǎo)致不易形成連續(xù)均勻的疏水層，鉆井液極易滲入“空白”地層，造成頁巖吸水膨脹后掉塊和坍塌；

2)所形成的保護(hù)層單薄，經(jīng)不起鉆井液轉(zhuǎn)換過程中鉆井液對井壁的沖刷而導(dǎo)致井壁所形成的疏水層脫離，進(jìn)而導(dǎo)致井壁失穩(wěn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種石油工業(yè)鉆井用氣液轉(zhuǎn)換井壁穩(wěn)定液，解決粘度因素導(dǎo)致保護(hù)層覆蓋不均勻、連續(xù)的問題，解決保護(hù)層單薄抗沖刷能力低的問題。

本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種鉆井用氣液轉(zhuǎn)換井壁穩(wěn)定液，包括下列組分，下列各組分按重量份配比：

基礎(chǔ)油：30～60；陽離子表面活性劑：5～10；非離子表面活性劑：2～5；聚二甲基硅氧烷：3～10；油溶性樹脂：10～15；石油瀝青：5～10；聚合醇：5～10；去離子水：5～20。

作為選擇，所述基礎(chǔ)油為0#柴油或5#白油。