[發(fā)明專利]一種彈性微球防塌鉆井液

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610142027.3
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN105713583B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白楊;石晛;王平全;陳婷;陶鵬;敬玉娟;余冰洋;楊萍;胡亞琴
• 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: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11283
• 代理人: 王崇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于頁巖氣開發(fā)鉆進(jìn)頁巖的彈性微球防塌鉆井液，特別適合于微裂縫發(fā)育的頁巖長水平井段的深部地層的鉆進(jìn)。

背景技術(shù)

目前隨著非常規(guī)能源頁巖氣在國內(nèi)的興起，頁巖氣已被證實在我國具有廣泛的開采前途，是解決目前國內(nèi)油氣資源緊張，實現(xiàn)油氣增儲上產(chǎn)，保障國家能源安全的重中之重，與此同時圍繞頁巖氣開發(fā)的一些關(guān)鍵科學(xué)問題也被提上日程。以往頁巖地層是作為非儲層進(jìn)行研究，但隨著頁巖氣的勘探開發(fā)進(jìn)入工業(yè)開采實質(zhì)性階段，頁巖地層作為主力儲層進(jìn)行開發(fā)，頁巖地層與常規(guī)的水敏性泥頁巖相比，其水敏較弱，坍塌機理也有所偏頗，導(dǎo)致在進(jìn)行長水平井鉆井時出現(xiàn)濾液侵入，井壁發(fā)生周期性坍塌，出現(xiàn)時敏性，鉆遇裂縫若不及時封堵，則會出現(xiàn)井壁垮塌等現(xiàn)象。這種以往只會在大段泥膏巖直井段中偶然出現(xiàn)的狀況，卻在頁巖氣鉆井過程中成為不可避免的情況，加之是水平井，因此其復(fù)雜性更高。

目前國內(nèi)頁巖氣水平井鉆井過程中主要采用移植性和潤滑性較好的油基鉆井液，但油基鉆井液高成本、高污染是其自然缺陷，水基鉆井液代替其鉆進(jìn)頁巖地層是必然，目前在這方面已經(jīng)取得很多進(jìn)展。相比油基鉆井液的優(yōu)缺點水基鉆井液優(yōu)點有：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，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)深層頁巖地層時井壁失穩(wěn)問題，抑制頁巖水化分散，鉆遇裂縫及時封堵，為此特提供一種彈性微球防塌鉆井液。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種彈性微球防塌鉆井液，其特征是制備該鉆井液所用原料的組分及其含量，其質(zhì)量單位為克：

用氫氧化鈉加水配成質(zhì)量百分濃度為40％的堿液，調(diào)節(jié)體系pH值為9；用鉆井液加重劑重晶石加重體系密度至1.2-1.3g/cm³。

本發(fā)明一種彈性微球防塌鉆井液的制備方法是：

先量取900-1000克的自來水將水溫升至65℃，在低速600r/min電動攪拌下加入30-60克的鉆井液用膨潤土，攪拌10分鐘加入1.5-3克Na₂CO₃再攪拌30分鐘，常溫常壓下預(yù)水化24h；再在低速500r/min電動攪拌下加入30-50克鉆井液用頁巖抑制劑TSG攪拌5分鐘，加入10-20克鉆井液用降濾失劑SO-1攪拌10分鐘，加入40-50克鉆井液用彈性微球ISP-1攪拌15分鐘，加入5-10克鉆井液用潤滑降粘劑GFR-7攪拌15分鐘，加入10-20克改性瀝青GLA攪拌20分鐘，然后加入10-30克鉆井液用防塌封堵劑DWF-1攪拌5分鐘；最后用NaOH加水配制成質(zhì)量百分濃度40％的堿液，調(diào)整體系pH為9，攪拌1小時，用鉆井液用加重劑重晶石加重體系密度至1.2-1.3g/cm³，制得本彈性微球防塌鉆井液。

上述制備方法所用鉆井液用膨潤土、鉆井液用頁巖抑制劑TSG、鉆井液用降濾失劑SO-1、鉆井液用彈性微球ISP-1、鉆井液用潤滑降粘劑GFR-7、改性瀝青GLA、碳酸鈉Na₂CO₃、氫氧化鈉NaOH、鉆井液用防塌封堵劑DWF-1、鉆井液用加重劑均為市場上銷售產(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本彈性微球防塌鉆井液基本原料明細(xì)表

本發(fā)明提供的鉆進(jìn)頁巖用彈性微球防塌鉆井液與現(xiàn)有所使用的頁巖鉆井液體系相比有如下優(yōu)點：①具有較強的抑制封堵能力；②防止井壁坍塌；③彈性微球可變形，在裂縫中充分填充進(jìn)行封堵；④對環(huán)境污染小，有良好的流變性；⑤采用無熒光材料避免干擾等。

具體實施方式：

下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明

實例1：一種彈性微球防塌鉆井液的配制方法。