[發(fā)明專利]一種適用于鹽膏層的水基鉆井液及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810890714.2
• 申請日: 2018-08-07
• 公開（公告）號: CN108774504B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王京光;金祥哲;趙海鋒;郭康;張長庚;王國慶;楊斌;寄曉寧;丁磊;王勇強(qiáng);涂海海;郭永鵬;高潔;劉婷婷;曹輝;曲先偉;張建斌;尹敬軍;彭元超;段成才;李慧升;武自博
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團(tuán)有限公司;中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司
• 主分類號: C09K8/03
• 分類號: C09K8/03;C09K8/514
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責(zé)任公司 61108
• 代理人: 陳東麗

本發(fā)明提供了一種適用于鹽膏層的水基鉆井液及其制備方法，該水基鉆井液包括以下質(zhì)量百分比的組分：氯化鈉23.0～26.0%；增粘劑0.5～3.0%；降濾失劑2.0～15.0%；封堵劑1.0～3.0%；氫氧化納0.1～0.5%；純堿0.5～5.0%；離子絡(luò)合劑0.1～0.5%；膨潤土粉2.0～5.0%；重晶石5～30%；余量為水。本發(fā)明所制備的這種水基鉆井液對鹽膏層均具有優(yōu)異的抑制、防塌性能，有效解決大段鹽膏層溶解蠕變、鹽巖坍塌引起井壁失穩(wěn)、失返性井漏等技術(shù)難題。在鄂爾多斯盆地的奧陶系、寒武系、長城系地層成功應(yīng)用，滿足鄂爾多斯盆地深層非常規(guī)油氣藏勘探開發(fā)的需要。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于鹽膏層的水基鉆井液及其制備方法，對鹽膏層均具有優(yōu)異的抑制、防塌性能，有效解決大段鹽膏層溶解蠕變、鹽巖坍塌引起井壁穩(wěn)定、失返性井漏等技術(shù)難題。在鄂爾多斯盆地的奧陶系、寒武系、長城系地層的勘探開發(fā)中成功應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著國內(nèi)外對非常規(guī)氣藏的大規(guī)模開發(fā)的進(jìn)行，對深層復(fù)雜油氣資源的鉆探越來越廣泛。以鄂爾多斯盆地為例，以往鉆探開采層位均為奧陶系以上地層。由于奧陶系及其下部的寒武系、長城系地層具有700～800m厚的鹽膏層，且裂縫、微裂縫發(fā)育完全，鉆井難度較大。所以以往一直未被開采。

隨著“煤改氣”的進(jìn)行，天然氣的缺口較大，亟需對深層天然氣資源的進(jìn)行開發(fā)。鄂爾多斯盆地的奧陶系及其下部的寒武系、長城系地層的鉆井?dāng)?shù)量迅速增多。

以往鄂爾多斯盆地氣探區(qū)完成的井最深鉆穿上古生界（奧陶系頂部），而目前該類探井需要鉆穿奧陶系、寒武系、長城系完鉆。一是施工井段能參考的地質(zhì)及鉆井?dāng)?shù)據(jù)極少，如地層壓力（孔隙、坍塌、破裂）、溫度、地層流體性質(zhì)等；二是施工井段1250米長裸眼井段，不同壓力、不同巖性、不同流體的地層同處一施工井段，鉆井時出現(xiàn)復(fù)雜問題的機(jī)率及程度大幅度升高，鉆井的風(fēng)險增大，復(fù)雜及風(fēng)險的處理難度增大。這些地層鉆井施工中鉆井液必須解決下列重點問題：

①奧陶系地層鹽膏層發(fā)育，并且鹽膏層不同巖性互層，鹽層的溶解、蠕變及硬石膏吸水膨脹、泥巖膨脹分散造漿坍塌等所帶來的井眼失穩(wěn)問題突出。要求鉆井液具備優(yōu)良的抗鹽抗鈣、封堵防塌性能。

②寒武系、長城系白云巖和灰?guī)r或有孔隙溶洞發(fā)育，且三開長裸眼井段地層存在多套壓力系統(tǒng)，易發(fā)生漏失及井控風(fēng)險。施工過程中要求鉆井液具有較強(qiáng)的封堵防漏性能，提高下部地層承壓能力，有效預(yù)防井漏，降低井控風(fēng)險。

③本類井均為預(yù)探井，要求鉆井液具有良好的攜砂性能，必須確保振動篩篩出足夠的鉆屑為地質(zhì)研究提供第一手資料，以便為后續(xù)的開發(fā)提供準(zhǔn)確資料。由于普通的鹽巖和石膏均極易溶解于普通的淡水基鉆井液（目前鄂爾多斯盆地使用的三磺、聚磺鉆井液均屬于淡水基鉆井液），因此鉆遇鹽膏層時地面振動篩基本無鹽巖、石膏等鉆屑篩出，不能為地質(zhì)研究提供鉆屑資料。

④該類井在寒武系施工中常會遇到大裂縫、溶洞等嚴(yán)重漏失的情況。通常采用注水泥堵漏，為了防止水泥完全凝固后強(qiáng)度太大而鹽膏層強(qiáng)度較小導(dǎo)致鉆水泥塞時在鹽膏層鉆出新井眼，只能在水泥部分凝固的時候就開始鉆水泥塞，這樣必然導(dǎo)致大量的水泥漿混入鉆井液中嚴(yán)重污染鉆井液的性能，甚至導(dǎo)致鉆井液破膠、絮凝，喪失穩(wěn)定性；為克服水泥漿的污染，要求鉆井液必須具有較強(qiáng)的抗污染性能，即抗鈣離子污染性能。

在上述技術(shù)難題中，解決鹽層的溶解、蠕變及硬石膏吸水膨脹、泥巖膨脹分散造漿坍塌和鉆井液的封堵、抗鈣離子污染是最關(guān)鍵的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服鹽層的溶解、蠕變及硬石膏吸水膨脹、泥巖膨脹分散造漿坍塌和鉆井液的封堵、抗鈣離子污染的問題，本發(fā)明提供一種適用于鹽膏層的水基鉆井液及其制備方法，本發(fā)明的目的之一在于對鹽膏層均具有優(yōu)異的抑制、防塌性能，有效解決大段鹽膏層溶解蠕變、鹽巖坍塌引起井壁穩(wěn)定、失返性井漏等技術(shù)難題。

本發(fā)明的目的之二在于滿足鄂爾多斯盆地的奧陶系、寒武系、長城系油氣藏勘探開發(fā)對適用于鹽膏層的水基鉆井液的生產(chǎn)亟需。