[發明專利]仿生與雙疏高效能水基鉆井液

有效

• 申請號: 202110989480.9
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN114350332B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 蔣官澄;孫金聲;賀垠博;彭春耀;楊麗麗;董騰飛;倪曉驍;駱小虎;羅緒武;梁興;譚賓;王勇;付大其;耿鐵;冉啟發;劉小波;程榮超;羅健生;趙利;崔凱瀟
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）;中國石油集團川慶鉆探工程有限公司;中國石油集團工程技術研究院有限公司
• 主分類號: C09K8/24
• 分類號: C09K8/24;C09K8/03;E21B21/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉淼;劉依云

本發明涉及石油工業的油田化學領域，具體涉及仿生與雙疏鉆井液。該鉆井液含有仿生固壁劑、仿生潤滑劑、超雙疏劑、攜屑劑和仿生頁巖抑制劑。本發明以仿生學理論和井下巖石表面雙疏型理論為基礎，通過仿自然界動植物特殊性能仿生固壁劑、仿生潤滑劑、超雙疏劑、攜屑劑和仿生頁巖抑制劑，以系列仿生處理劑為核心形成一套應用于非常規復雜油氣井的仿生與雙疏鉆井液體系。

技術領域

本發明涉及石油工業的油田化學領域，具體涉及仿生與雙疏高效能水基鉆井液。

背景技術

鉆井是使地下油氣與地面連通的唯一工程技術手段，鉆井液是保障鉆井工程安全高效順利實施的工程流體技術，又稱鉆井工程的“血液”。但是，我國乃至全球新發現的非常規和復雜油氣資源主要分布在山區、沙漠、高原、黃土塬、北極圈和海洋覆蓋地區，鉆遇的地質和地面條件越來越復雜，勘探開發難度越來越大，遭遇與鉆井液有關的“井壁坍塌、阻卡與卡鉆、井漏、井眼不清潔、油氣層損害、環境污染”等復雜情況或事故頻繁發生、油氣產量低、成本居高不下、效率低下，使鉆井液技術面臨前所未有的挑戰，嚴重制約非常規和復雜油氣井鉆井成敗和勘探開發進程，已成為高效勘探開發非常規和復雜油氣的技術難題。

同時，我國非常規和復雜油氣層埋藏更深、地層壓力和溫度更高、斷層與裂縫更多、巖石種類與性質更復雜，使“井壁坍塌、阻卡與卡鉆、井漏、井眼不清潔、油氣層損害、環境污染”更具復雜性和特殊性。水基鉆井液在“井壁穩定性、潤滑性、保護油氣層”方面存在先天缺陷；油基鉆井液雖然具有優良的井壁穩定性、潤滑性和油氣層保護性，并通常成為鉆高難度井的首選，但因存在環境污染嚴重、配制成本高、井漏處理難度大、攜屑困難、長時期固井質量差等缺陷，使其應用受限。因此，在鉆遇地層情況越來越復雜、環保要求嚴格和油價大幅波動的新常態下，21世紀以來，國內外熱點研究“具水基和油基鉆井液”優點的高性能水基鉆井液，雖然近10余年來取得了一定進展，但僅僅是某方面的性能與以前相比有一定程度的提高，并未取得實質性突破，如：井壁穩定性、潤滑性和保護油氣層效果未達到、更未超過油基鉆井液水平，使“井壁坍塌、阻卡與卡鉆、井漏、井眼不清潔、油氣層損害、環境污染”不僅是鉆井液領域的關鍵性和共性重大技術難題，而且是高效勘探開發非常規和復雜油氣技術難題。

因依靠現有鉆井液理論與技術已無法解決鉆探中遭遇的鉆井液技術難題，因此，必須立足自主創新，與其它學科新發展起來的先進理論和方法相結合，追求理論、方法和技術創新，首先發明鉆井液系列新材料，繼而發明原創性水基鉆井液體系，創建全新的鉆井液理論與技術，解決目前國內外在非常規和復雜油氣鉆井過程中長期未解決的“井壁坍塌、阻卡與卡鉆、井漏、井眼不清潔、油氣層損害、環境污染”的關鍵性、共性技術難題。

發明內容

本發明的目的在于將仿生學引入鉆井液領域，并結合井下巖石表面雙疏型理論，提出滿足“安全、高效、經濟、環保”鉆探以及石油工業與環境保護協調發展的需要的鉆井液體系，為了實現上述目的，本發明一方面提供一種仿生與雙疏鉆井液(特別是一種仿生與雙疏高效能水基鉆井液)，該鉆井液含有仿生固壁劑、仿生潤滑劑、超雙疏劑、攜屑劑和仿生頁巖抑制劑；

所述仿生固壁劑為含有式(1-a)所示的結構單元、式(2-a)所示的結構單元、式(3-a)所示的結構單元和式(4-a)所示的結構單元的丙烯酰胺類聚合物，其中，式(1-a)所示的結構單元、式(2-a)所示的結構單元、式(3-a)所示的結構單元和式(4-a)所示的結構單元的摩爾比為1：(1.05-3)： (0.5-0.95)：(0.2-0.9)；

式(1-a)式(2-a)

式(3-a)式(4-a)