[發明專利]一種隨鉆井壁貼膜的鉆井工作液及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110007776.6
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112778988B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 王薦;向興金;舒福昌;吳彬;蔣卓;譚梟麒;呂方;崔應中
• 申請（專利權）人: 湖北油田化學產業技術研究院有限公司;湖北漢科新技術股份有限公司;荊州市漢科新技術研究所
• 主分類號: C09K8/24
• 分類號: C09K8/24
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及一種隨鉆井壁貼膜的鉆井工作液及其制備方法和應用，所述鉆井工作液的制備原料以重量份數計包括：膨潤土0?10份、成膜封堵劑5?30份、膠結固壁劑20?50份、井壁表面憎水劑5?30份、流變性調節劑20?50份。該鉆井工作液的各組分相互配合，協同增效，主要用于解決鉆遇深井長裸眼大段復雜泥頁巖和多套壓力層系或壓力衰竭地層時易發生的漏失、卡鉆、坍塌等技術難題，其以段塞的形式注入井下易井壁失穩的泥頁巖地層，通過井壁貼膜工作液的物理封堵成膜和化學固結作用與井壁巖石孔隙和裂縫膠結固化形成高強度的固結體，提高地層承壓能力，實現井壁強化，優化井身結構和套管程序，解決窄壓力窗口復雜地層和硬脆性泥頁巖的井壁穩定難題。

技術領域

本發明屬于鉆井工作液技術領域，具體涉及一種隨鉆井壁貼膜的鉆井工作液及其制備方法和應用，尤其涉及一種實現井壁強化的隨鉆井壁貼膜的鉆井工作液及其制備方法和應用。

背景技術

井壁失穩一直是油氣鉆井過程中的一個世界性的難題，在各個地區的油田都時有發生，卻一直沒有能夠得到很好的解決。據估計，每年由于井壁失穩問題給全世界的石油工業造成的損失約達幾十億美元，在井壁失穩問題上花費的時間占了鉆井總時間的5％～6％。絕大部分的井塌事故都發生在泥頁巖地層，其中一半以上發生在硬脆性泥頁巖地層。

泥頁巖的分布十分廣泛，沉積巖中一半以上都是泥頁巖，根據國內外統計數據表明，在所鉆的總地層中，70％都是泥頁巖地層，泥頁巖的研究對油氣田的勘探開發的影響可見一斑。硬脆性泥頁巖地層廣泛分布于世界各地的油氣田中，在世界許多地區深部都有硬脆性泥頁巖地層的發育。在硬脆性泥頁巖地層中鉆進時，由于地層原始平衡狀態被打破，再加上硬脆性泥頁巖自身的理化特點復雜，往往會發生起下鉆遇阻、卡鉆、井徑擴大、井壁坍塌等嚴重的復雜問題，造成鉆井速度慢、鉆井成本高甚至無法鉆達目的層等一系列問題，對油氣勘探開發的進程造成了極大的阻礙。這些年來，國內外的學者們一直不斷地圍繞著鉆井地質環境關鍵特征開展對硬脆性泥頁巖井壁穩定相關技術的研究。

微裂縫的延展是硬脆性泥頁巖地層井壁失穩的重要原因。在鉆進過程中，由于施工導致地層原始應力環境改變，地層中原始的裂縫會重新張開，膠結松散處還會產生新裂縫。同時，鉆井液濾液的侵入使得顆粒間結合力降低，微裂縫等弱結構面膠結強度與內摩擦角降低，摩擦強度下降，更易發生斷裂。同時，鉆井液的侵入還會使裂紋尖端的應力集中，當超過裂縫斷裂強度后，微裂縫就會擴展。這些微裂縫相互交叉、連通，然后與大裂縫貫通，最后巖石在應力和化學條件下發生整體破壞，造成井壁坍塌掉塊等情況。因此如何封堵和膠結微裂縫以及阻止濾液侵入地層成為維持硬脆性泥頁巖井壁穩定的關鍵。

CN104830288A公開了一種鉆井液用井壁穩定劑及其制備方法和用途，該井壁穩定劑由腐殖酸類物質與樹脂類衍生物在堿存在下及催化劑作用下與鋁鹽類化合物反應制得，參與反應的各反應物的重量份數為：腐殖酸類物質5-25；樹脂類衍生物5-25；堿1-5；催化劑0.1-0.5；鋁鹽類化合物5-20。該井壁穩定劑抗溫性好，在高溫下能改善泥餅質量，降低濾失量，抑制粘土水化，同時在鉆遇微裂縫地層時，能通過物理化學作用生成鋁化合物沉淀，進而封堵裂縫，起到穩定井壁的作用。

但現有技術公開的井壁強化策略類型較少，或是無法顯著地提高地層的承壓能力，解決窄壓力窗口復雜地層和硬脆性泥頁巖的井壁穩定難題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種隨鉆井壁貼膜的鉆井工作液及其制備方法和應用，尤其提供一種實現井壁強化的隨鉆井壁貼膜的鉆井工作液及其制備方法和應用。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種隨鉆井壁貼膜的鉆井工作液，所述鉆井工作液的制備原料以重量份數計包括：膨潤土0-10份、成膜封堵劑5-30份、膠結固壁劑20-50份、井壁表面憎水劑5-30份、流變性調節劑20-50份。