[發明專利]一種用于泥質粉砂巖天然氣水合物儲藏的鉆井液

在審

• 申請號: 201810255617.6
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108359423A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 李海洋;付強;劉繼穎;張曉麗;袁鵬飛;李新
• 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

一種用于泥質粉砂巖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：硅酸鈉、氯化鈉、乙二醇、氯化鉀、低粘度羧甲基纖維素LV?CMC、聚丙烯酸鉀、黃原膠、聚乙烯吡咯烷酮K90、丙二醇單甲醚、單正丁基乙二醇醚以及配制水，可用于泥質粉砂巖天然氣水合物儲藏鉆井使用，具有耐低溫、抑制和降低固相的作用，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

本發明涉及一種用于泥質粉砂巖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。天然氣水合物儲藏中砂和泥質的比例對地層本身的性質和其中水合物的飽和度具有非常大的影響，儲藏分為粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、粉砂巖、砂巖及砂礫巖，其水合物含量最高可達95％；泥質粉砂巖結構呈顆粒狀，透水性能良好，主要成分為粉砂，含少量黏土礦物及膠結物，一般黏土含量為50％-25％，粉砂含量為70％-50％；泥質粉砂巖儲藏具有獨特的構造特征，主要分為脈狀構造、透鏡狀-層狀構造、斑狀構造，儲藏孔隙度較小，水合物的飽和度一般較低。

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)對于泥質粉砂巖天然氣水合物儲藏，由于泥質粉砂巖的構成以及高黏土含量，在鉆井過程中，大量黏土進入鉆井液中，使得鉆井液粘度增加、更容易在鉆井液中形成天然氣水合物，堵塞導管和防噴器，造成嚴重的安全事故。

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。但上述鉆井液均未針對考慮泥質粉砂巖儲藏鉆井過程中黏土含量過高的問題。