[發明專利]一種低密度水基鉆井液及其制備方法

在審

• 申請號: 201711280427.1
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN109868123A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 金軍斌;董曉強;徐江;張國;高偉;李雄;唐文泉
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C09K8/20
• 分類號: C09K8/20;C09K8/24;C09K8/504;C09K8/508
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

本發明提供一種安全鉆穿長裸眼輝綠巖地層的低密度水基鉆井液體系，包含以重量份計的以下組分：水100重量份、配漿土0.5～5.0重量份、純堿0.003～0.25重量份、降濾失劑0.2～8.0重量份、磺化材料1.0～10.0重量份、潤滑劑0.1～2.0重量份、防塌劑1.0～6.0重量份、隨鉆封堵劑1.0～6.0重量份、pH調節劑0.01～0.4重量份和加重劑40～80重量份，還可包括無機鹽0.1～10.0重量份。該鉆井液具有良好的流變性以及攜巖能力，通過提高體系的隨鉆封堵及防塌性能，不僅能夠安全鉆穿輝綠巖地層，而且能滿足輝綠巖掉塊及時返出地面，能有效避免卡鉆，保證安全鉆進，縮短建井周期。

技術領域

本發明涉及油田鉆井液技術領域，具體涉及一種適用于長裸眼輝綠巖地層鉆進的低密度水基鉆井液體系及其制備方法。

背景技術

隨著石油勘探領域的不斷擴大，深井、超深井是今后鉆探的重點，所鉆遇的地層條件也日益復雜。其中輝綠巖是深部復雜井段經常鉆遇的侵入體類型之一，具有埋藏深、密度高、硬度大以及地層溫度高的特點。水基鉆井液由于具有良好的性價比，是目前應用最廣泛的鉆井液體系。在長裸眼井段鉆遇輝綠巖地層時，為平衡輝綠巖地層的坍塌壓力通常采用水基鉆井液密度范圍在1.75～1.85g/cm³。鉆井液密度高不僅容易壓漏地層、體系的流變性不易調節，而且因為配制時需要加入大量的加重材料造成鉆井成本上升和固相含量升高。此外，體系中高固相含量也不利于提高鉆井速度，給安全、經濟和快速鉆進帶來很大壓力。

為安全鉆穿輝綠巖地層、將鉆屑及時攜帶出地面并降低輝綠巖地層鉆進時的卡鉆風險，通常的做法是采用密度高于1.75g/cm³的高密度水基鉆井液鉆進，即通過提高水基鉆井液密度平衡剛鉆穿的輝綠巖地應力，減少輝綠巖的掉塊數量，降低卡鉆風險。目前已見多篇高密度鉆井液室內研制的相關文獻和專利。例如王富華(石油學報，2010，31(2):306-310)開展了好密度水基鉆井液高溫高壓流變性研究，建立并預測了水基鉆井液粘度與溫度、壓力關系模型。專利CN103361038公開了一種高溫高密度淡水鉆井液，強調了耐高溫、抗污染能力。上述文獻中研發的水基鉆井液均為高密度體系。對長裸眼井段而言，高密度鉆進容易壓漏上部地層，存在較大的漏失和卡鉆風險。

發明內容

為克服鉆進長裸眼地層時存在的上述問題，保證輝綠巖鉆屑及掉塊及時攜至地面，降低長裸眼地層漏失風險以及因掉塊造成的卡鉆風險，確保井下安全，本發明提供了一種應用效果好、密度范圍在1.35～1.64g/cm³的低密度水基鉆井液。該體系具有良好的流變性、潤滑性、隨鉆封堵以及防塌性能，滿足輝綠巖掉塊及時返出地面，保證輝綠巖地層的安全鉆進。

本申請目的之一是提供一種安全鉆穿長裸眼輝綠巖井段的低密度水基鉆井液。

所述的輝綠巖鉆進用低密度水基鉆井液是由包括以下組分的原料制備的，各組分以重量份計為：

所述低密度水基鉆井液pH值在8～11，體系密度范圍1.35～1.64g/cm³。

所述低密度鉆井液中，包含水、配漿土、降濾失劑、磺化材料、潤滑劑、防塌劑、封堵劑、pH調節劑、加重劑等主要組分。其中，所述降濾失劑具有降濾失、調整流型、護壁和穩定膠體體系的作用；所述磺化材料具有降濾失、防塌效果；所述潤滑劑具有降低摩阻作用，所述防塌劑和隨鉆封堵劑用于保持井壁穩定；所述pH調節劑調整低密度鉆井液pH值，有助于配漿土、磺化材料效果的發揮；所述加重劑用于調整鉆井液密度，保持地層應力平衡、防止地層坍塌的作用。

所述的配漿土可選自鈉基膨潤土、鈣基膨潤土以及鈣基鈉化膨潤土中的至少一種。