[發(fā)明專利]一種鉆進(jìn)頁巖用低密度水基鉆井液

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410850834.1
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104479649A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白楊;王平全;王波;杜敬國;時海濤;余冰洋
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: C09K8/24
• 分類號: C09K8/24
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鉆進(jìn)頁巖用低密度水基鉆井液，特別適合于微裂縫發(fā)育的頁巖長水平井段的鉆進(jìn)。

背景技術(shù)

目前國內(nèi)外頁巖氣井普遍采用油基鉆井液，由于油基鉆井液可提高水濕性頁巖的毛細(xì)管壓力，防止鉆井液對頁巖的侵入，通過使用油基鉆井液和合成基鉆井液，可以有效地解決井壁不穩(wěn)定的問題。在應(yīng)對頁巖氣水平井井壁穩(wěn)定方面，采用油基鉆井液體系是國外目前最有效的措施。但即使采用油基鉆井液，對裂縫或?qū)永戆l(fā)育的頁巖地層，還必須強(qiáng)化封堵，以減少液體進(jìn)入地層造成的壓力傳遞(阻斷流體通道)。油基鉆井液在潤滑、防卡和降阻作用方面有著水基鉆井液無法比擬的優(yōu)勢，可以避免滑動鉆井時的拖壓問題，這也是其廣泛應(yīng)用的根本原因所在。但由于油基工作液使低滲透油層和氣層的潤濕性改變而造成傷害,使儲層滲透率大為降低，從而降低油井產(chǎn)量。室內(nèi)巖芯實(shí)驗表明,當(dāng)巖芯由親水改變?yōu)橛H油時,其采收率由51％下降為17％。因此,在低滲透油層應(yīng)慎重采用油基鉆井液鉆開產(chǎn)層,尤其是油基鉆井液內(nèi)有乳化劑、表面活性劑時。

相比油基鉆井液的優(yōu)缺點(diǎn)水基鉆井液優(yōu)點(diǎn)有：①環(huán)保；②天然氣浸易發(fā)現(xiàn)；③溫度對流變性影響較小；④成本相對低；⑤遇井漏容易處理等，缺點(diǎn)有：①井壁穩(wěn)定性差；②熱穩(wěn)定性相對較差，易于高溫凝膠化；③抗污染性差(固相及CO₂、H₂S氣體污染)，維護(hù)處理工作量大；④潤滑防卡能力不足。因此，研制一種能適用于頁巖地層的新型水基鉆井液替代油基鉆井液能夠解決井壁穩(wěn)定、儲層污染等問題則是目前頁巖氣鉆井的關(guān)鍵技術(shù)，也是國內(nèi)外頁巖鉆井的難點(diǎn)所在。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：為了克服目前使用水基鉆井液鉆進(jìn)頁巖地層時井壁失穩(wěn)問題，抑制頁巖地層水化坍塌，能有效封堵頁巖微納米孔縫，為此特提供一種鉆進(jìn)頁巖用低密度水基鉆井液。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種鉆進(jìn)頁巖用低密度水基鉆井液，其特征是制備該鉆井液所用原料的組分及含量為，其中質(zhì)量單位為克：碳酸鈉1.5-2.5；鉆井液用膨潤土30-50；提切劑SZT?15-20；兩性離子聚合物包被劑FA3672-5；降濾失劑CG810S-T10-15；鉆井液流變性調(diào)節(jié)劑JHRM?0.2-1；高光碳酸鈣C-L50140-60；潤滑劑R-1610-30；聚合醇40-60；乳化石蠟25-35；自來水1000，用NaOH配制成40％的堿液調(diào)節(jié)體系pH為8.5，加入重晶石調(diào)節(jié)鉆井液密度至1.20g/cm³。

本發(fā)明一種鉆進(jìn)頁巖用低密度水基鉆井液的制備方法是：

先量取1000克的自來水將水溫升至70℃，在低速500r/min電動攪拌下加入30-50克的鉆井液用膨潤土，攪拌10min加入1.5-2.5克Na₂CO₃再攪拌30min，常溫常壓下預(yù)水化24h后，在高速8000r/min電動攪拌下加入15-20克提切劑SZT攪拌6min，再在低速500r/min電動攪拌下加入2-5克兩性離子聚合物包被劑FA367攪拌5min，加入10-15克降濾失劑CG810S-T攪拌5min，加入0.2-1克鉆井液流變性調(diào)節(jié)劑JHRM攪拌5min，加入40-60克高光碳酸鈣C-L501攪拌15min，加入10-30克潤滑劑R-16攪拌5min，加入40-60克鉆井液用固體聚合醇JHGC攪拌5min，加入25-35克乳化石蠟攪拌10min，用NaOH配制成40％的堿液，調(diào)整體系pH為8.5。攪拌30min后加入重晶石調(diào)節(jié)鉆井液密度至1.20g/cm³攪拌1小時，制得本低密度水基鉆井液。

上述制備方法所用鉆井液用膨潤土、Na₂CO₃、提切劑SZT、兩性離子聚合物包被劑FA367、降濾失劑CG810S-T、鉆井液流變性調(diào)節(jié)劑JHRM、高光碳酸鈣C-L501、潤滑劑R-16、鉆井液用固體聚合醇JHGC、乳化石蠟、重晶石均為市場上銷售產(chǎn)品，購置時嚴(yán)格按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企標(biāo)檢驗，合格者才能使用。具體見表1。

表1本低密度水基鉆井液基本原料明細(xì)表

本發(fā)明提供的鉆進(jìn)頁巖用低密度水基鉆井液與目前所使用的頁巖鉆井液體系相比有如下有益效果：①本水基鉆井液相比油基鉆井液對環(huán)境污染小；②具有較強(qiáng)的抑制封堵能力；③能有效降低坍塌壓力；④溫度對流變性影響較小；⑤成本相對低；⑦遇井漏容易處理等。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合具體實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明