[發明專利]一種低活度醇基鉆井液及其配制方法

在審

• 申請號: 201810020341.3
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN110016326A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 張敬輝;李公讓;于雷;王莉萍;鄭成勝;李海斌;吳雄軍;徐運波
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: C09K8/24
• 分類號: C09K8/24
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌;李勇

本發明涉及一種低活度醇基鉆井液及其配制方法,原料按重量份數含有：小分子多元醇45?70份，水20?45份，碳酸鈉0.025?0.125份，燒堿0.05?0.25份，鈉基膨潤土0.5?3.2份，高分子聚合物絮凝劑0.1?0.5份，降濾失劑2?5份，封堵劑3?6份，高溫穩定劑0.05?0.1份，消泡劑0.02?0.1份，加重材料0?60份。本發明所述的低活度醇基鉆井液既具有較低的活度，又沒有鹽類物質的加入，鉆井液流變性和濾失性能易于調控并且不會對環境產生傷害，是一種環保型鉆井液體系。在泥頁巖地層鉆進時，該鉆井液體系較低的活度有利于提高泥頁巖地層的膜效率，減少鉆井液濾液的侵入，有利于井壁穩定。

技術領域

本發明涉及鉆井液領域中的一種低活度醇基鉆井液及其配制方法，具體地說，是涉及一種用于穩定井壁的低活度醇基鉆井液及其配制方法，可用于泥頁巖地層的鉆探。

背景技術

近年，隨著石油勘探開發向深部和復雜地層發展，深井、超深井和復雜井越來越多，所鉆遇的地層越來越復雜，特別是一些頁巖油氣大位移水平井，由于水平井段長、井眼軌跡復雜等，鉆進中地層易發生井漏、垮塌、縮徑、嚴重造漿等問題，導致井下復雜情況增加，資料表明70-90％的井眼問題均與泥頁巖的不穩定性有關。泥頁巖遇水極易水化膨脹分散，造成井壁的坍塌。因此應該盡量減少鉆井液濾液向地層的侵入量，從而保證井壁的穩定。

鉆井過程中，由鉆井液向頁巖驅動水的動力是鉆井液與頁巖間的水化學勢之差，影響它的主要因素是鉆井液壓力與孔隙壓力之差及鉆井液水活度與頁巖水活度之比。只有存在較高效率的半透膜時，鉆井液與頁巖的水活度差才能在較長時間內控制水的遷移。研究表明，泥頁巖本身可作為一種半透膜，但是一種非理想的半透膜，其膜效率不是100％，可通過加入特種處理劑來提高泥頁巖的膜效率。油基鉆井液具有較理想的膜效率。目前提高水基鉆井液膜效率的手段主要是通過加入無機鹽、有機鹽降低水活度來實現，從而起到減緩頁巖水化膨脹、穩定井壁的目的。但鹽的加入通常會對鉆井液性能影響較大，不利于流變性和濾失性能的調控，并且過多鹽的使用會對生態環境造成影響。

發明內容

本發明的目的是克服上述技術的不足，提供一種不含鹽、對環境無害的，具有良好的穩定頁巖地層井壁功能的低活度醇基鉆井液及其配制方法。

本發明的技術方案包括：

一種低活度醇基鉆井液，原料按重量份數含有：小分子多元醇45-70份，水20-45份，碳酸鈉0.025-0.125份，燒堿0.05-0.25份，鈉基膨潤土0.5-3.2份，高分子聚合物絮凝劑0.1-0.5份，降濾失劑2-5份，封堵劑3-6份，高溫穩定劑0.05-0.1份，消泡劑0.02-0.1份，加重材料0-60份。

所述的小分子多元醇為乙二醇、丙三醇、1,2-丙二醇、甘露醇、木糖醇、山梨醇中的一種或幾種；所述的高分子聚合物絮凝劑為聚丙烯酰胺干粉(PAM)、聚丙烯酸鉀(KPAM)、兩性離子聚合物包被劑(FA-367)中的一種或幾種；所述降濾失劑為羧甲基纖維素鈉-低粘降濾失劑、改性淀粉、天然高分子降濾失劑、磺酸鹽共聚物降濾失劑、磺甲基酚醛樹脂中的一種或幾種；所述封堵劑為幾種不同粒度的超細碳酸鈣混合物和納米碳酸鈣的復配物；所述高溫穩定劑為三乙醇胺、二乙醇胺、異噻唑啉酮中的一種或兩種；所述消泡劑為甘油聚醚、磷酸三丁酯、硅醚油、甲基硅油中的至少一種；所述加重材料包括重晶石粉、石灰石粉、鐵礦粉、方鉛礦粉中的一種或幾種。

所述封堵劑中超細碳酸鈣混合物包含粒度為400目、800目、1500目、2500目、6000目中三到五種。

前述低活度醇基鉆井液的配制方法包括：

(1)在水中加入碳酸鈉，充分攪拌，然后加入鈉基膨潤土，充分攪拌，老化20-30h得膨潤土基漿；

(2)將小分子多元醇加入配制好的上述膨潤土基漿中，充分攪拌；