[發(fā)明專利]一種適用于泥質(zhì)粉砂巖天然氣水合物儲藏的鉆井液

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810262421.X
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108441185A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李海洋;劉繼穎;鮑春雷;袁鵬飛;張曉麗;李新
• 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

一種適用于泥質(zhì)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(lǐng)域。本發(fā)明鉆井液包括以下組分：硅酸鈉、氯化鈉、甲醇、乙二醇、氯化鉀、聚丙烯酸鉀、黃原膠、聚乙烯吡咯烷酮K30、聚乙烯基甲基醚以及配制水，可用于泥質(zhì)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(qiáng)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)明涉及一種適用于泥質(zhì)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(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％；泥質(zhì)粉砂巖結(jié)構(gòu)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(jié)物，一般黏土含量為50％-25％，粉砂含量為70％-50％；泥質(zhì)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)對于泥質(zhì)粉砂巖天然氣水合物儲藏，由于泥質(zhì)粉砂巖的構(gòu)成以及高黏土含量，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(qiáng)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(jī)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(qiáng)、流變性能好、失水量低。但上述鉆井液均未針對考慮泥質(zhì)粉砂巖儲藏鉆井過程中黏土含量過高的問題。