[發明專利]頁巖氣深井鉆采專用抗高溫鉆井液

在審

• 申請號: 202010119307.9
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111484836A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 劉智博;谷楊
• 申請（專利權）人: 四川泓華油氣田工程科技有限公司
• 主分類號: C09K8/32
• 分類號: C09K8/32
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

本發明公開了一種抗溫能力好、性能穩定、維護簡單高效的頁巖氣深井鉆采專用抗高溫鉆井液。該頁巖氣深井鉆采專用抗高溫鉆井液，包括油相和水相，其油水比為75:25至95:5；所述水相采用氯化鈣水；還包括乳化劑、增粘劑、降濾失劑、氧化鈣；其中各組分質量百分比為：乳化劑4?6％，增粘劑0.5?2％，降濾失劑4?8％，氧化鈣2?3％。采用該頁巖氣深井鉆采專用抗高溫鉆井液，在220℃高溫熱滾老化72h后，任然具有重晶石不沉降，鉆井液性能優異的特點；其抗溫能力更好、性能穩定、維護簡單高效；能夠加快頁巖氣井的進尺速度，促進油基鉆井液的行業發展。

技術領域

本發明涉及石油鉆井領域，尤其是一種頁巖氣深井鉆采專用抗高溫鉆井液。

背景技術

眾所周知的：頁巖氣開發具有開采壽命長和生產周期長的優點—大部分產氣頁巖分布范圍廣、厚度大，且普遍含氣，使得頁巖氣井能夠長期地穩定產氣。但頁巖氣儲集層滲透率低，開采難度較大。隨著世界能源消費的不斷攀升，包括頁巖氣在內的非常規能源越來越受到重視。美國和加拿大等國已實現頁巖氣商業性開發。頁巖氣藏的儲層一般呈低孔、低滲透率的物性特征，氣流的阻力比常規天然氣大，所有的井都需要實施儲層壓裂改造才能開采出來。另一方面，頁巖氣采收率比常規天然氣低，常規天然氣采收率在60％以上，而頁巖氣僅為5％～ 60％。低產影響著人們對它的熱衷，美國已經有一些先進技術可以提高頁巖氣井的產量。中國頁巖氣藏的儲層與美國相比有所差異，如四川盆地的頁巖氣層埋深要比美國的大，美國的頁巖氣層深度在800～2600米，而四川盆地的頁巖氣層埋深在2000～3500米,甚至更深，底層壓力更大，對鉆井液體系的的要求更高。頁巖氣是一種特殊的非常規天然氣,賦存于泥巖或頁巖中，具有自生自儲、無氣水界面、大面積連續成藏、低孔、低滲等特征，一般無自然產能或低產，需要大型水力壓裂和水平井技術才能進行經濟開采，單井生產周期長。

水平井是頁巖氣藏成功開發的關鍵因素，水平井的推廣應用加速了頁巖氣的開發進程。頁巖氣層鉆水平井，可以獲得更大的儲層泄流面積，更高的天然氣產量但由于頁巖氣埋藏淺，地層層理和微裂縫發育，泥頁巖膠結質量差等，造成頁巖氣水平井鉆井存在以下問題：

1、發育的頁巖微裂隙造成井壁失穩；2、頁巖層漏失及承壓能力問題；3、水平井鉆井的摩阻及鉆井液的潤滑；4、水平井的攜砂帶砂及井眼清潔；5、高水垂比鉆井的循環當量密度控制；6、低滲頁巖氣儲層的油氣層保護；

頁巖氣水平井鉆井液的原則是：

鉆井液有較強的抑制性、封堵性能和較低的滲透性和活度；鉆井液能阻止濾液進入頁巖地層，防止頁巖吸水、強度降低；確保井壁穩定、潤滑、防卡和井眼清洗。頁巖氣開發水平井中使用的是油基泥漿：油基泥漿在頁巖地層中鉆成井眼規則的長井段水平井。

油基鉆井液可提高水潤濕性頁巖的毛細管壓力，防止鉆井液對頁巖的侵入，使頁巖不水化，全抑制，從而有效保持井壁穩定；油基泥漿本身對親水的頁巖細微裂縫有封堵作用；油基泥漿有利于降低摩阻；保證長期的井眼穩定性，提高井眼裸露時間極限；

油基鉆井液是指以油作為連續相(包括原油、柴油、白油、氣制油、生物油、合成基等)，向其中添加各類處理劑所配制的鉆井液。具有以下幾大優點：

a.穩定井壁：提升井眼裸露極限(如強水敏性地層、硬脆性泥巖及頁巖地層)；

b.潤滑性好：降低旋轉及提升阻力，適合大位移、長水平段鉆進；

c.儲保效果好：適合于儲層鉆開液；穩定性好：維護方便。

目前國內的油基鉆井液體系有以下缺點：

1、油基鉆井液穩定性問題；特別是電穩定性和沉降穩定性；

2、油基鉆井液的流變性問題；特別是提粘提切性能；

3、油基處理劑加量大；乳化劑類加量達到15％以上；

4、處理劑及體系抗溫性較差，基本都是在150℃以下；