[發明專利]一種適用于海相天然氣水合物儲藏的鉆井液

在審

• 申請號: 201810255424.0
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108359422A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 張曉麗;袁鵬飛;龔鑫晶;李海洋
• 申請（專利權）人: 大慶東油睿佳石油科技有限公司
• 主分類號: C09K8/12
• 分類號: C09K8/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種適用于海相天然氣水合物儲藏的鉆井液，涉及天然氣水合物開采領域。本發明鉆井液包括以下組分：甲酸鈉、氯化鈉、甲醇、乙二醇、氯化鉀、低粘度羧甲基纖維素LV?CMC、腐殖酸鉀、黃原膠、聚乙烯吡咯烷酮K30、聚乙烯基甲基醚以及配制水，可用于海相天然氣水合物儲藏鉆井使用，具有無固相、耐低溫的作用，鉆井液中通過加入動力學抑制劑與增效劑復配，具有較強的水合物生成抑制效果，并且鉆井液組分對環境危害小，具有高效、環保、原料廉價易得等優點。

技術領域

本發明涉及一種適用于海相天然氣水合物儲藏的鉆井液，具體涉及天然氣水合物開采領域。

背景技術

自然界中的天然氣水合物主要分布在大陸邊緣的海洋深水區和陸上永凍地區，前者占己發現數量的絕大多數。天然氣水合物是很有潛力的替代能源之一，對天然氣水合物的研究是當代地球科學和能源工業發展研究的一大熱點。海底沉積層蘊藏有大量的天然氣水合物，要對賦藏在地下一定深處的天然氣水合物進行勘探和開發，鉆井是必不可少的重要手段。天然氣水合物的相平衡性質決定了此類地層鉆井與一般油氣地層鉆井有很大不同，也導致這類地層鉆井面臨更加復雜的井內問題，目前天然氣水合物鉆井液的主要問題有以下幾點：

(1)天然氣水合物地層中鉆進時，由于儲層井壁和井底附近地層應力會釋放，地層壓力降低；以及鉆頭切削巖石、井底鉆具與井壁及巖心的摩擦都會產生大量的熱能，使水合物穩定存在的溫度壓力條件被破壞；從而引發水合物的分解，造成井壁失穩，對鉆井作業造成不利影響。

(2)鉆井液侵入以及水合物的分解會不同程度導致地層孔隙壓力增大，孔隙壓力增加使得保持井壁穩定所需鉆井液密度也相應增大，這不僅嚴重影響鉆速，而且增加井壁滲透，使井周的孔隙壓力增大，從而進一步降低井壁的穩定性，形成惡性循環。

(3)鉆井過程中由于進入地層中的鉆井液濾液以及地層中水合物分解產生的水，導致地層含水量逐漸增大。當地層含水量過高時，會使水合物地層骨架水化加劇，導致井壁更加不穩。并且，水合物分解還會使地層的滲透性增大，鉆井液向井壁滲透產生滲透壓力，使地層的坍塌壓力提高，破裂壓力降低，使井壁更易坍塌與壓裂，降低了井壁穩定性。

(4)對于海底天然氣水合物儲藏，天然氣水合物儲藏在鉆井過程中，水合物的分解使儲藏土體中的超靜空隙壓力迅速升高，從而可能引發海底滑坡或者海底地基失穩，進而可能引起鉆孔、鉆井平臺、海底管道等設施的破壞。

中國專利文獻公開號CN103146364B，專利名稱為《一種強抑制水基鉆井液》，由水100份，聚胺抑制劑0.2-4份，包被抑制劑0.1-1份，水合物抑制劑10-25份，增粘劑0.1-1份，降濾失劑0.5-5份，和液體潤滑劑0.5-3份組成。該鉆井液可抑制深水淺部地層井壁失穩，可解決深水鉆井中水合物的生成問題，可適用于3000m水深的鉆井作業中。中國專利文獻公開號CN104531106A，專利名稱為《一種高效水合物抑制性環保鉆井液》，由水、膨潤土、季胺鹽型雙子表面活性劑、無機鹽、羧甲基淀粉鈉、陽離子聚丙烯酰胺、固體防塌潤滑劑GFRH組成，可用于陸地或海洋的油氣資源開采，有效抑制水合物的生成，并且鉆井液組分對環境危害小，具有高效、環保等優點。中國專利文獻公開號CN105018052A，專利名稱為《一種低固相低溫聚合物鉆井液》，包含基礎液和處理劑，其中基礎液以鈉基膨潤土與氯化鈉溶液進行復配；處理劑為磺化物陽離子交換樹脂與多聚糖作為流型調節劑進行復配。該鉆井液在低溫條件下分解抑制性強、流變性能好、失水量低。上述鉆井液對天然氣水合物儲藏鉆井均有一定的效果，但均未考慮使用復配型水合物抑制劑。

要確保天然氣水合物地層鉆井安全順利地進行，就必須采取措施對井內溫度和壓力進行嚴格控制，利用具有良好低溫性能的鉆井液盡可能控制并降低水合物的分解程度，以保持井壁穩定和井內安全，因此在上述基礎上，本發明提出一種適用于海相天然氣水合物儲藏的鉆井液。

發明內容