[發(fā)明專利]一種泥頁巖早期水化抑制劑組合物及鉆井液

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910374958.X
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN111909667B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張志磊;楊崢;蘇本超;唐庚;閆麗麗;馮杰;付志;李爽;李穎穎;李龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團工程技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: C09K8/03
• 分類號: C09K8/03;C09K8/36
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮;任默聞

本發(fā)明提供了一種泥頁巖早期水化抑制劑組合物及鉆井液。以質(zhì)量百分比計，該抑制劑組合物的成分組成包括：主抑制劑30％?80％，輔助抑制劑5％?20％，分散劑3％?10％，穩(wěn)定劑10％?50％，各成分組成的百分比之和為100％。本發(fā)明還提供了一種用于抑制泥頁巖早期水化的鉆井液，該鉆井液包含上述抑制劑組合物的全部組成成分。本發(fā)明提供的泥頁巖早期水化抑制劑組合物具有良好的水化抑制性能，能夠顯著抑制由粘土早期水化引起的泥頁巖膨脹和分散，明顯降低泥頁巖膨脹率，從而強化活性地層的井壁穩(wěn)定性并減少井下復(fù)雜情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種泥頁巖早期水化抑制劑組合物及鉆井液。

背景技術(shù)

在油氣鉆探中，約90％的井壁失穩(wěn)問題發(fā)生在泥頁巖底層。當(dāng)鉆遇泥頁巖地層時，泥頁巖中的活性粘土成分在遇水后會發(fā)生遷移、交換、吸附等反應(yīng)，由此引起的水化膨脹、分散現(xiàn)象會導(dǎo)致井壁失穩(wěn)、鉆頭泥包和井眼凈化困難等一系列工程技術(shù)問題。

針對泥頁巖水化這一問題，多種類型的泥頁巖水化抑制劑，如無機鹽、陽離子聚合物、改性瀝青、葡萄糖苷、正電膠、有機鹽等都相繼被研發(fā)出來。CN104449596A公開了一種聚醚多元醇頁巖抑制劑，并在實施例中介紹了鈉膨潤土在0h、1h、2h、4h、8h的線性膨脹量。CN106281263A公開了一種包括氨三乙胺、乙二胺四乙胺、二乙烯三胺五乙胺中的一種或幾種的超低分子量插層抑制劑，并在實施例中介紹了膨潤土在2h、16h的線性膨脹率。CN107794008A公開了一種合成雜化多胺鉆井液抑制劑，在實施例中針對2h達(dá)到的頁巖膨脹最大量進(jìn)行了討論。CN107722953A公開了一種支化聚乙烯亞胺及頁巖插層抑制劑，實施例中介紹了2h、16h的線性膨脹率。CN108165241A公開了超疏水型復(fù)合材料，該雙疏型復(fù)合材料為納米TiO₂和納米SiO₂的分散液，其實施例中介紹了2h、12h、24h的膨脹量。

上述專利申請記錄了從1h-2h開始，以上抑制劑均具有一定的泥頁巖水化抑制效果。然而本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)活性粘土與鉆井溶液接觸后，即使是遇到具有良好抑制效果的鉀離子溶液，在幾分鐘至十幾分鐘內(nèi)也會出現(xiàn)非常高的膨脹速率和膨脹量。這種早期水化現(xiàn)象對泥頁巖的膨脹分散，尤其是其內(nèi)微裂縫的早期發(fā)育，會產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。目前，尚未有研究明確提出關(guān)于泥頁巖早期水化現(xiàn)象的研究，也沒有專利描述針對泥頁巖早期水化現(xiàn)象的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制泥頁巖早期水化的抑制劑組合物，該抑制劑組合物能夠顯著降低泥頁巖遇水后早期的線性膨脹量，從而達(dá)到抑制泥頁巖早期水化膨脹的目的。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種泥頁巖早期水化抑制劑組合物，該抑制劑組合物包含主抑制劑、輔助抑制劑、分散劑和穩(wěn)定劑，其中，以質(zhì)量百分比計，所述抑制劑組合物的成分組成包括：

其中，各成分組成的百分比之和為100％。

在上述抑制劑組合物中，優(yōu)選地，所述抑制劑組合物成分組成包括：

其中，各成分組成的百分比之和為100％。

在上述抑制劑組合物中，優(yōu)選地，所述主抑制劑是聚丙烯酰胺、乙氧基季銨鹽、松香基季銨鹽、硬脂胺、月桂胺、二戊胺中的一種或兩種以上的組合。

在上述抑制劑組合物中，優(yōu)選地，所述輔助抑制劑是脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、月桂酸、山梨糖醇、鯨蠟醇、油酸、己二醇中的一種或兩種以上的組合。

在上述抑制劑組合物中，優(yōu)選地，所述分散劑是聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙烯亞胺、乙烯基吡啶共聚物中的一種或兩種以上的組合。

在上述抑制劑組合物中，優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑是二氧化硅、硅酸鋁、硅酸鈣、碳酸鈣中的一種或兩種以上的組合。