[發(fā)明專利]一種粉砂巖天然氣水合物地層復(fù)配型鉆井液

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810255618.0
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108359424A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張曉麗;袁鵬飛;李新;龔鑫晶;李海洋;黃巖;劉繼穎
• 申請（專利權(quán)）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

一種粉砂巖天然氣水合物地層復(fù)配型鉆井液，涉及天然氣水合物開采領(lǐng)域。本發(fā)明鉆井液包括以下組分：甲酸鈉、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、聚乙烯基己內(nèi)酰胺、丙二醇苯醚、四正丁基磷酸銨以及配制水，可用于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(xué)抑制劑與增效劑復(fù)配，具有較強的水合物生成抑制效果，并且鉆井液組分對環(huán)境危害小，具有高效、環(huán)保、原料廉價易得等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種粉砂巖天然氣水合物地層復(fù)配型鉆井液，具體涉及天然氣水合物開采領(lǐng)域。

背景技術(shù)

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(qū)和陸上永凍地區(qū)，前者占己發(fā)現(xiàn)數(shù)量的絕大多數(shù)。天然氣水合物儲藏中砂和泥質(zhì)的比例對地層本身的性質(zhì)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(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、砂巖及砂礫巖，其水合物含量最高可達(dá)95％；粉砂巖是經(jīng)過了長距離搬運、水動力條件比較安靜、沉積速度緩慢的環(huán)境下生成的；在橫向和縱向上可漸變成砂巖或粘土巖，并構(gòu)成韻律性層理；粉砂巖儲藏具有獨特的構(gòu)造特征，主要分為脈狀構(gòu)造、透鏡狀-層狀構(gòu)造、斑狀構(gòu)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(jìn)行勘探和開發(fā)，鉆井是必不可少的重要手段。天然氣水合物的相平衡性質(zhì)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(dǎo)致這類地層鉆井面臨更加復(fù)雜的井內(nèi)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(jìn)時，由于儲層井壁和井底附近地層應(yīng)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(chǎn)生大量的熱能，使水合物穩(wěn)定存在的溫度壓力條件被破壞；從而引發(fā)水合物的分解，造成井壁失穩(wěn)，對鉆井作業(yè)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(dǎo)致地層孔隙壓力增大，孔隙壓力增加使得保持井壁穩(wěn)定所需鉆井液密度也相應(yīng)增大，這不僅嚴(yán)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(jìn)一步降低井壁的穩(wěn)定性，形成惡性循環(huán)。

(3)鉆井過程中由于進(jìn)入地層中的鉆井液濾液以及地層中水合物分解產(chǎn)生的水，導(dǎo)致地層含水量逐漸增大。當(dāng)?shù)貙雍窟^高時，會使水合物地層骨架水化加劇，導(dǎo)致井壁更加不穩(wěn)。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(chǎn)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(wěn)定性。

(4)對于粉砂巖天然氣水合物儲藏，由于粉砂巖的沉積環(huán)境、韻律性層理以及高黏土含量，在鉆井過程中，大量黏土進(jìn)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(dǎo)管和防噴器，造成嚴(yán)重的安全事故。

中國專利文獻(xiàn)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(wěn)，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(yè)中。中國專利文獻(xiàn)公開號CN104531106A，專利名稱為《一種高效水合物抑制性環(huán)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(huán)境危害小，具有高效、環(huán)保等優(yōu)點。中國專利文獻(xiàn)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(chǔ)液和處理劑，其中基礎(chǔ)液以鈉基膨潤土與氯化鈉溶液進(jìn)行復(fù)配；處理劑為磺化物陽離子交換樹脂與多聚糖作為流型調(diào)節(jié)劑進(jìn)行復(fù)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粉砂巖儲藏鉆井過程中黏土含量過高的問題。