[發(fā)明專利]一種適合頁巖氣長(zhǎng)水平段的高性能水基鉆井液及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710892844.5
• 申請(qǐng)日: 2017-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN107652952A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁文利;宋金初;彭小平;陳智源;劉俊君;梅露強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司;中石化江漢石油工程有限公司
• 主分類號(hào): C09K8/24
• 分類號(hào): C09K8/24;C09K8/16
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 朱宏偉,胡建平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)產(chǎn)品制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適合頁巖氣長(zhǎng)水平段的高性能水基鉆井液及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著新《環(huán)境保護(hù)法》實(shí)施，對(duì)于油基鉆屑環(huán)境影響的要求也更加嚴(yán)格。含油巖屑根據(jù)《國家危險(xiǎn)廢物名錄》，被劃入了危險(xiǎn)廢棄物的名錄，其管理和處置需按照危險(xiǎn)廢棄物相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

顯然，不管是環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)還是成本缺陷，注定油基鉆井液都將成為頁巖氣可持續(xù)發(fā)展“不可承受之重”，要想完成頁巖氣可持續(xù)發(fā)展，必須攻克水基鉆井液的難關(guān)。

對(duì)于中石化國家級(jí)涪陵頁巖氣示范區(qū)而言，進(jìn)入深層頁巖氣開發(fā)以來，涪陵頁巖氣開發(fā)向焦石壩構(gòu)造的南翼發(fā)展，下部地層龍馬溪組、五峰組鉆進(jìn)過程中的漏失問題越發(fā)突出。日益加強(qiáng)的環(huán)保法律法規(guī)以及新開發(fā)區(qū)域的高漏失等風(fēng)險(xiǎn)對(duì)后續(xù)頁巖氣區(qū)塊整體開發(fā)方案造成了巨大的環(huán)保和成本壓力。

油基鉆井液本身帶有環(huán)保性能不足、成本過高、工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)在此背景下就越發(fā)突出，而且油基鉆井液條件下淺層氣井固井難度大，使用油基鉆井液鉆井，二個(gè)界面存在油泥、水泥膠結(jié)質(zhì)量難以保證。同時(shí)常規(guī)的普通水基鉆井液體系在鉆井過程中，無法解決大位移水平井鉆進(jìn)所需的井壁穩(wěn)定性和潤滑性的技術(shù)需要。因此，研發(fā)一套適用于頁巖氣長(zhǎng)水平段的高性能水基鉆井液體系勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種適合頁巖氣長(zhǎng)水平段的高性能水基鉆井液及其制備方法，鉆井液產(chǎn)品具有長(zhǎng)水平段頁巖井壁穩(wěn)定性性、低剪切速率粘度高、攜砂能力強(qiáng)、封堵微裂縫能力強(qiáng)、潤滑性好、濾失量低、成本低、現(xiàn)場(chǎng)配制維護(hù)簡(jiǎn)單高效、生物毒性低、產(chǎn)生水基鉆屑可以直接排放等特性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種適合頁巖氣長(zhǎng)水平段的高性能水基鉆井液，其鉆井液由水、膨潤土、燒堿、多功能復(fù)合劑、中分子量降失水劑、高效包被劑、防塌潤滑劑、封堵降濾失劑、抑制劑、納米封堵劑和提速潤滑劑均勻混合而成，其配方為每100mL水中加入所述膨潤土0.7g-1.0g、燒堿0.7g-1.0g、多功能復(fù)合劑1.5-2g、中分子量降失水劑0.7g-1.5g、高效包被劑0.1g-0.3g、防塌潤滑劑2g-4g、封堵降濾失劑1g-2g，抑制劑2g-4g，液體納米封堵劑2g-4g，提速潤滑劑2g-4g，重晶石30g-200g。

根據(jù)以上方案，所述膨潤土包括濰坊API泥漿膨潤土、松滋膨潤土粉、靈壽鈣基膨潤土中的任意一種或一種以上的混合物。

根據(jù)以上方案，所述多功能復(fù)合劑包括硅酸鉀、硅酸鈉、納米石墨、甲基硅酸鈉、納米二氧化硅中的任意一種或一種以上的混合物。

根據(jù)以上方案，所述中分子量降失水劑包括羧甲基淀粉、低粘聚陰離子纖維素、低粘羧甲基纖維素鈉鹽中的任意一種或一種以上的混合物。

根據(jù)以上方案，所述高效包被劑包括陽離子聚丙烯酰胺、部分水基聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺、兩性離子聚丙烯酰胺中的任意一種或一種以上的混合物。

根據(jù)以上方案，所述防塌潤滑劑包括120℃軟化點(diǎn)瀝青粉、磺化瀝青鉀鹽、液體陽離子乳化瀝青、橡膠膠乳改性乳化瀝青、聚苯乙烯改性瀝青中的任意一種或一種以上的混合物。

根據(jù)以上方案，所述封堵降濾失劑包括氧化瀝青、氧化石墨烯、磺甲基褐煤樹脂、磺甲基酚醛樹脂中的任意一種或一種以上的混合物。

根據(jù)以上方案，所述抑制劑包括胺基硅醇、聚乙二醇、端胺基聚醚、胺基聚醇中的任意一種或一種以上的混合物。

根據(jù)以上方案，所述液體封堵劑包括石蠟乳液、苯乙烯膠乳液、羧基丁苯膠乳、苯丙膠乳、丁腈膠乳中的任意一種或一種以上的混合物。

根據(jù)以上方案，所述提速潤滑劑包括聚醚多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇、聚醚胺、烷基糖苷、胺基糖中的任意一種或一種以上的混合物。

本發(fā)明還提供了一種適合頁巖氣長(zhǎng)水平段的高性能水基鉆井液及其制備方法：按照生產(chǎn)水、膨潤土、燒堿、多功能復(fù)合劑、中分子量降失水劑、高效包被劑、防塌潤滑劑、封堵降濾失劑、抑制劑、納米封堵劑和提速潤滑劑的順序，依次添加原料，每加完一種原料，均需要攪拌均勻再添加下一種原料。

根據(jù)以上方案，所述攪拌的轉(zhuǎn)速為10000r/min；攪拌時(shí)間控制在20min以上，以使每種原料充分溶解均勻。

本發(fā)明的有益效果是：

1)本發(fā)明的產(chǎn)品密度范圍寬，從密度1.20g/cm³～2.30g/cm³，均具有良好流動(dòng)性能；

2)本發(fā)明的產(chǎn)品高溫高壓失水低，小于5mL，泥餅薄，有利于提高長(zhǎng)水平段頁巖的井壁穩(wěn)定性；