[發明專利]一種低粘高切的高密度油基鉆井液配方

在審

• 申請號: 201610055711.8
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105733530A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 王京光;楊斌;張小平;丁磊;趙海鋒;寄曉寧;王國慶;凡帆
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司工程技術研究院
• 主分類號: C09K8/32
• 分類號: C09K8/32
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張培勛

技術領域

本發明屬于鉆井技術領域，具體涉及一種低粘高切的高密度油基鉆井液配方，主要適合頁巖氣水平井施工。

背景技術

隨著國內外對以頁巖氣為標志的非常規氣藏的大規模開發的進行，油基鉆井液的應用越來越廣泛。與傳統的水基鉆井液相比，油基鉆井液因其良好的抑制性能、潤滑性能、流變性能在頁巖氣鉆探中得以廣泛應用。

在頁巖氣勘探開發過程中為了獲得較高產量大多采用水平井模式。為增強防塌性能及井控要求通常采用高密度油基鉆井液。傳統的油基鉆井液普遍存在動切力偏低，流變性難以調控的問題。尤其是水平段鉆井中的攜砂問題成為安全快速施工的關鍵，要求鉆井液既有較高的切力尤其是低速率切力能夠充分攜砂清潔井眼，又能保持較低粘度、防止高密度油基鉆井液憋漏地層。這時油基鉆井液在流變性調控方面的問題顯得尤為突出，高密度油基鉆井液的流變性調控技術成為制約頁巖氣水平井的關鍵技術。

傳統的高密度油基鉆井液的低速率切力較低而塑性粘度和靜切力均較高，在提切的同時伴隨著粘度的大幅度上升，在高密度油基鉆井液中這一現象尤為明顯，極易導致井底鉆井液稠化，起下鉆遇阻、下鉆到底開泵困難、電測一次成功率低、誘發井漏，嚴重影響頁巖氣水平井的安全快速施工。

發明內容

本發明的目的是克服現有高密度油基鉆井液存在的切力低、塑性粘度高、易高溫稠化失效的問題。

為此，本發明提供了一種低粘高切的高密度油基鉆井液配方，由以下重量百分比的原材料制備而成：30～80％基礎油，10～30％CaCl₂鹽水，3～6％復合乳化劑G326-HEM，2～5％降濾失劑G328，1～5％氫氧化鈣，0.5～1％增粘劑G336-VIS，1.5～5％提切劑G322-MOD，其余為重晶石。

所述基礎油與CaCl₂鹽水的重量百分比為60：40～90：10。

所述提切劑G322-MOD與增粘劑G336-VIS的重量百分比為3:1～5:1。

所述基礎油為柴油、白油或合成基油。

本發明的有益效果是：

(1)該配方配制的油基鉆井液具有較高的動切力(尤其是低速率切力)和較低的塑性粘度。配制的油基鉆井液流變性好，尤其適合頁巖氣水平井的水平段施工對油基鉆井液攜砂性能的要求。

(2)配制的油基鉆井液流變性能易于調節，在增加動切力的同時不會顯著增加油基鉆井液的粘度，解決了以往增加高密度油基鉆井液的切力同時體系的粘度亦大幅度升高，導致高密度油基鉆井液過稠的難題。

(3)抗溫性能好，高溫下不會導致高密度鉆井液稠化，現場操作維護簡便。

下面將結合附圖做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是不同油基鉆井液的表觀粘度和塑性粘度對比；

圖2是不同油基鉆井液的動切力和低速率切力對比；

圖3是不同提切劑與增粘劑比例下油基鉆井液的粘度對比；

圖4是不同提切劑與增粘劑比例下油基鉆井液的切力對比。

具體實施方式

結合頁巖氣水平井施工中對于高密度油基鉆井液流變性的特殊要求，本發明提供了一種低粘高切的高密度油基鉆井液，由以下重量百分比的原材料制備而成：30～80％基礎油，10～30％CaCl₂鹽水，3～6％復合乳化劑G326-HEM，2～5％降濾失劑G328，1～5％氫氧化鈣，0.5～1％增粘劑G336-VIS，1.5～5％提切劑G322-MOD，其余為重晶石。

本發明中，復合乳化劑G326-HEM和降濾失劑G328的制備過程參考專利CN201410024741.3。

增粘劑G336-VIS由以下重量百分比的原材料：10～20％二乙烯三胺，30～40％油酸，40～50％松香酸組成。制備過程：1)在密閉反應釜中加入苯作為溶劑，苯的質量為二乙烯三胺、油酸、松香酸三者質量之和的30％；2)然后加入10～20％的二乙烯三胺和40～50％的松香酸，充分攪拌，當反應釜溫度達到80℃～90℃時，繼續攪拌反應3～6h；3)加入30～40％的油酸，確定溫度為80℃～90℃后攪拌繼續反應2～3h；4)步驟3)中反應結束后，蒸餾出溶劑苯，即得增粘劑G336-VIS。