專利名稱：無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液的配方和制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液的配方和制備方法，主要用于制備具有保護(hù)油氣層能力的鉆井液，屬于石油鉆井液技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對(duì)于油氣鉆探來(lái)說(shuō)，鉆井過(guò)程中儲(chǔ)層鉆井液是接觸儲(chǔ)層的外來(lái)流體，組成儲(chǔ)層鉆井液的固相和液相都會(huì)對(duì)儲(chǔ)層產(chǎn)生影響，因此，需要一種具有很強(qiáng)保護(hù)油氣層能力的鉆井液，可以有效降低鉆井過(guò)程中的事故復(fù)雜，凈化井眼，且鉆井液性能穩(wěn)定。目前，國(guó)內(nèi)此類鉆井液制備技術(shù)，大多為國(guó)外公司掌握，如強(qiáng)抑制性KCl鹽水聚合物鉆井液體，其鉆井液體系配方采取技術(shù)保密，國(guó)內(nèi)石油鉆井應(yīng)用需付出很高的費(fèi)用。尤其目前，油氣勘探目標(biāo)多為中深層的鉆探，深度在5000米左右，井溫可達(dá)170°C左右，為保護(hù)油氣層不被污染，往往采用欠平衡鉆井，在欠平衡條件下，地層流體會(huì)流入井筒，造成原來(lái)常規(guī)使用的鉆井液受到侵染，處理無(wú)效時(shí)鉆井液會(huì)失去流動(dòng)性，且伴隨砂泥地層井壁失穩(wěn)，急需具有強(qiáng)抑制性的抗巖心粉和抗石膏污染、防腐蝕性能的鉆井液，以減少對(duì)地層的損害、降低綜合成本、提高油藏采收率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液的配方和制備方法，通過(guò)室內(nèi)研究、篩選和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，完成主處理劑、輔助處理劑和鉆井液體系配方的優(yōu)選，以滿足目前油氣勘探中深層的鉆探過(guò)程中對(duì)強(qiáng)抑制性鉆井液的需求，降低事故復(fù)雜、凈化井眼，穩(wěn)定鉆井液性能，起到保護(hù)油氣層和提高油藏采收率，降低綜合成本的目的。本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案本發(fā)明的鉆井液配方由清水、4 mcg/m3提粘劑、 0. 008 0. 012mVm3抑制劑、8 20kg/m3降濾失劑、20kg/m3泥餅改善劑和200 300kg/m3 可溶性鹽制備而成；本發(fā)明中的清水是指，經(jīng)測(cè)試礦化度小于3000ppm，不含表面活性劑的工業(yè)用水。本發(fā)明中使用的提粘劑為改性黃原膠，改性黃原膠是一種分子式為(C6HltlO5)n生物聚合物，其外觀為淡黃色粉末狀，由黃原膠與微交聯(lián)劑發(fā)生交聯(lián)后得到；提粘劑為了提高鉆井液粘度和切力。本發(fā)明中使用的抑制劑為有機(jī)胺類，代表性結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為NH2 (RCH2CHO) XCH2RCHNH2上式中R為含有1 6個(gè)碳原子烷基，χ值為1 10的整數(shù)。抑制劑在鉆井液中電離出正電荷，快速與鉆屑表面吸附，在鉆屑表面形成保護(hù)膜， 同時(shí)鑲嵌進(jìn)入粘土晶層間，改變晶層間的結(jié)構(gòu)力，使得粘土不易水化分散。本發(fā)明中使用的降濾失劑包括改性淀粉、PAC-LV聚陰離子纖維素、SMP-I、 SMP-II為磺化酚醛樹脂等產(chǎn)品，其中SMP-I可以抗100°C高溫；SMP-II可以抗140°C高溫。 起到把鉆井液中的自由水變?yōu)槭`水，防止水滲入地層及鉆屑水化。
本發(fā)明中使用的泥餅改善劑為磺化浙青SAS，主要用于改善泥餅質(zhì)量，控制濾失量。本發(fā)明中使用的可溶性鹽包括可溶性無(wú)機(jī)鹽等如KCL、K2SO4和可溶性有機(jī)鹽如 HCOONa, HC00K。調(diào)整鉆井液密度，提高鉆井液對(duì)鉆屑的抑制水化分散特性。本發(fā)明的無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液制備的原則是先加大分子主劑，再加小分子其它輔助處理劑，最后加入可溶性鹽，具體的制備順序如下(1)測(cè)算鉆井液所需清水量，在清水中，按照設(shè)定的重量體積比加入提粘劑，以 600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(2)在完成上一步驟配制的液體中，按照設(shè)定的體積比加入抑制劑，以600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(3)在完成上一步驟配制的液體中，按照設(shè)定的重量體積比加入降濾失劑，以600 轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(4)在完成上一步驟配制的液體中，按照設(shè)定的重量體積比加入泥餅改善劑，以 600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌0.5小時(shí)；(5)在完成上一步驟配制的液體中，按照設(shè)定的重量體積比加入可溶性鹽，以600 轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)，完成配制，得到無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液。上述的無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液在制備過(guò)程中，當(dāng)某一步驟中加入的處理劑不只一種時(shí)可選擇其中某一種，也可根據(jù)鉆井液的實(shí)際需求，經(jīng)測(cè)算加入兩種以上的試劑，以實(shí)現(xiàn)鉆井液某些物理指標(biāo)的提高，如在降濾失劑選擇時(shí)，采用SMP-II型的磺化酚醛樹脂，就可以將鉆井液耐溫性能提高到140°C。上述無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液在調(diào)節(jié)鉆井液密度時(shí)，可通過(guò)可溶性鹽用量上的增減實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液配方及其制備方法予以進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例一依據(jù)所需鉆井液的量，采用如下配方清水+4kg/m3提粘劑+0. 012m3/m3抑制劑+8kg/m3降濾失劑+20kg/m3泥餅改善劑 +200kg/m3可溶性鹽，上式中提粘劑采用改性黃原膠，抑制劑采用有機(jī)胺類，降濾失劑選用改性淀粉，泥餅改善劑選用磺化浙青SAS，可溶性鹽選用KCL ；按如下步驟制備(1)測(cè)算鉆井液所需清水量，在清水中，按照重量體積比4kg/m3加入改性黃原膠， 以600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(2)在完成上一步驟配制的液體中，按照體積比0. 012m3/m3加入有機(jī)胺類，以600 轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(3)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比mig/m3加入改性淀粉，以600 轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(4)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比20kg/m3加入SAS，以600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌0.5小時(shí)；(5)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比200kg/m3加入KCL，以600轉(zhuǎn) /分鐘，攪拌1小時(shí)，完成配制，得到無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液。實(shí)施例二 依據(jù)所需鉆井液的量，采用如下配方清水+6kg/m3提粘劑+0. 012m3/m3抑制劑+8kg/m3降濾失劑+20kg/m3泥餅改善劑 +200kg/m3可溶性鹽，上式中提粘劑采用改性黃原膠，抑制劑采用有機(jī)胺類，降濾失劑選用聚陰離子纖維素PAC-LV，泥餅改善劑選用磺化浙青SAS，可溶性鹽選用K2SO4 ；按照如下步驟制備(1)測(cè)算鉆井液所需清水量，在清水中，按照重量體積比mcg/m3加入改性黃原膠， 以600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(2)在完成上一步驟配制的液體中，按照體積比0. 012m3/m3加入有機(jī)胺類，以600 轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(3)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比mcg/m3加入聚陰離子纖維素 PAC-LV,以600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(4)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比20kg/m3加入SAS，以600轉(zhuǎn)/ 分鐘，攪拌0.5小時(shí)；(5)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比200kg/m3加入K2SO4,以600轉(zhuǎn) /分鐘，攪拌1小時(shí)，完成配制，得到無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液。實(shí)施例三依據(jù)所需鉆井液的量，采用如下配方清水+4kg/m3提粘劑+0. 008m3/m3抑制劑+8kg/m3降濾失劑+20kg/m3泥餅改善劑 +200kg/m3可溶性鹽；上式中提粘劑采用改性黃原膠，抑制劑采用有機(jī)胺類，降濾失劑選用改性淀粉，泥餅改善劑選用磺化浙青SAS，可溶性鹽選用HCOONa ；按照如下步驟制備(1)測(cè)算鉆井液所需清水量，在清水中，按照重量體積比4kg/m3加入改性黃原膠， 以600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(2)在完成上一步驟配制的液體中，按照體積比0. OOSmVm3加入有機(jī)胺類，以600 轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(3)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比mcg/m3加入聚改性淀粉，以 600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(4)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比20kg/m3加入SAS，以600轉(zhuǎn)/ 分鐘，攪拌0.5小時(shí)；(5)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比200kg/m3加入HCOONa，以600 轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)，完成配制，得到無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液。實(shí)施例四依據(jù)所需鉆井液的量，采用如下配方 清水+6kg/m3提粘劑+0. 008m3/m3抑制劑+8kg/m3降濾失劑+20kg/m3泥餅改善劑 +200kg/m3可溶性鹽； 上式中提粘劑采用改性黃原膠，抑制劑采用有機(jī)胺類，降濾失劑選用改性淀粉，泥餅改善劑選用磺化浙青SAS，可溶性鹽選用HCOOK ；按照如下步驟制備(1)測(cè)算鉆井液所需清水量，在清水中，按照重量體積比mcg/m3加入改性黃原膠， 以600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(2)在完成上一步驟配制的液體中，按照體積比0. OOSmVm3加入有機(jī)胺類，以600 轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(3)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比mcg/m3加入聚改性淀粉，以 600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(4)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比20kg/m3加入SAS，以600轉(zhuǎn)/ 分鐘，攪拌0.5小時(shí)；(5)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比200kg/m3加入HC00K，以600 轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)，完成配制，得到無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液。實(shí)施例五依據(jù)所需鉆井液的量，采用如下配方清水+5kg/m3提粘劑+0. 012m3/m3抑制劑+8kg/m3降濾失劑+20kg/m3泥餅改善劑 +200kg/m3可溶性鹽上式中提粘劑采用改性黃原膠，抑制劑采用有機(jī)胺類，降濾失劑選用改性淀粉，泥餅改善劑選用磺化浙青SAS，可溶性鹽選用KCL ；按照如下步驟制備(1)測(cè)算鉆井液所需清水量，在清水中，按照重量體積比^g/m3加入改性黃原膠， 以600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(2)在完成上一步驟配制的液體中，按照體積比0. 012m3/m3加入有機(jī)胺類，以600 轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(3)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比mcg/m3加入聚改性淀粉，以 600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(4)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比20kg/m3加入SAS，以600轉(zhuǎn)/ 分鐘，攪拌0.5小時(shí)；(5)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比200kg/m3加入KCL，以600轉(zhuǎn) /分鐘，攪拌1小時(shí)，完成配制，得到無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液。實(shí)施例六依據(jù)所需鉆井液的量，采用如下配方清水+6kg/m3提粘劑+0. OlOmVm3抑制劑+8kg/m3降濾失劑+20kg/m3泥餅改善劑 +200kg/m3可溶性鹽；上式中提粘劑采用改性黃原膠，抑制劑采用有機(jī)胺類，降濾失劑選用改性淀粉，泥餅改善劑選用磺化浙青SAS，可溶性鹽選用KCL ；按照如下步驟制備(1)測(cè)算鉆井液所需清水量，在清水中，按照重量體積比mcg/m3加入改性黃原膠， 以600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(2)在完成上一步驟配制的液體中，按照體積比0. OlOmVm3加入有機(jī)胺類，以600 轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(3)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比mcg/m3加入聚改性淀粉，以600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(4)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比20kg/m3加入SAS，以600轉(zhuǎn)/ 分鐘，攪拌0.5小時(shí)；(5)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比200kg/m3加入KCL，以600轉(zhuǎn) /分鐘，攪拌1小時(shí)，完成配制，得到無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液。實(shí)施例七依據(jù)所需鉆井液的量，采用如下配方清水+6kg/m3提粘劑+0. OlOmVm3抑制劑+8kg/m3降濾失劑+20kg/m3泥餅改善劑 +200kg/m3可溶性鹽上式中提粘劑采用改性黃原膠，抑制劑采用有機(jī)胺類，降濾失劑選用磺化酚醛樹脂SMP-I，泥餅改善劑選用磺化浙青SAS，可溶性鹽選用KCL ；按照如下步驟制備(1)測(cè)算鉆井液所需清水量，在清水中，按照重量體積比mcg/m3加入改性黃原膠， 以600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(2)在完成上一步驟配制的液體中，按照體積比0. OlOmVm3加入有機(jī)胺類，以600 轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(3)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比mig/m3加入磺化酚醛樹脂 SMP-I，以600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(4)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比20kg/m3加入SAS，以600轉(zhuǎn)/ 分鐘，攪拌0.5小時(shí)；(5)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比200kg/m3加入KCL，以600轉(zhuǎn) /分鐘，攪拌1小時(shí)，完成配制，得到無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液，該鉆井液可抗溫100°c。實(shí)施例八依據(jù)所需鉆井液的量，采用如下配方清水+6kg/m3提粘劑+0. OlOmVm3抑制劑+Ukg/m3降濾失劑+20kg/m3泥餅改善劑 +200kg/m3可溶性鹽；上式中提粘劑采用改性黃原膠，抑制劑采用有機(jī)胺類，降濾失劑選用磺化酚醛樹脂SMP-II，泥餅改善劑選用磺化浙青SAS，可溶性鹽選用KCL ；按照如下步驟制備(1)測(cè)算鉆井液所需清水量，在清水中，按照重量體積比mcg/m3加入改性黃原膠， 以600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(2)在完成上一步驟配制的液體中，按照體積比0. OlOmVm3加入有機(jī)胺類，以600 轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(3)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比12kg/m3加入磺化酚醛樹脂 SMP-II，以600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(4)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比20kg/m3加入SAS，以600轉(zhuǎn)/ 分鐘，攪拌0.5小時(shí)； (5)在完成上一步驟配制的液體中，按照重量體積比200kg/m3加入KCL，以600轉(zhuǎn) /分鐘，攪拌1小時(shí)，完成配制，得到無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液，該鉆井液可抗溫140°C。本發(fā)明上述八個(gè)實(shí)施例獲得的無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的泥漿性能見(jiàn)表一無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液八個(gè)實(shí)施例的泥漿性能表。
無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液八個(gè)實(shí)施例的泥漿性能表
實(shí)施例密度 g/cm 3失水/泥餅 mlPHGEL Pa/PaAV mPa.sPV mPa.sYP Pa一1.119.2102.0/3.014771.118.6105.0/7.5186121.119.6102.5/3.01147四1.118.6104.5/5.521813五1.119.0104.0/5.020812六1.118106.5/8.0261313七1.118.6105.0/7.518612八1.109.0103.5/4.017.5611.5 表中可見(jiàn)八個(gè)實(shí)施例中，鉆井液的失水都小于10ml，可保證大斜度井井壁穩(wěn)定； 且在油氣層，較小的失水量，對(duì)保持地層的原有物性，防止地層污染起到關(guān)鍵作用。本發(fā)明在大港油田濱深3X 1等6 口井作為鉆開液應(yīng)用，解決了該地區(qū)深層沙河街欠平衡控壓鉆井中鉆井液的高溫穩(wěn)定性、地層污染、砂泥巖井壁不穩(wěn)定和潤(rùn)滑性等技術(shù)難題，滲透率恢復(fù)值達(dá)85%以上。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液的配方為清水、4 ^g/m3提粘劑、0. 008 0. 012m3/m3 抑制劑、8 20kg/m3降濾失劑、20kg/m3泥餅改善劑和200 300kg/m3可溶性鹽，其特征在于上述配方中所述的清水為經(jīng)測(cè)試礦化度小于3000ppm，不含表面活性劑的工業(yè)用水；提粘劑為改性黃原膠，改性黃原膠分子式為(C6HltlO5)n的生物聚合物；抑制劑為有機(jī)胺類，代表性結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為=NH2(RCH2CHO) XCH2RCHNH2，式中R為含有1 6個(gè)碳原子烷基，χ值為1 10的整數(shù)；降濾失劑為改性淀粉、PAC-LV聚陰離子纖維素、SMP-I、SMP-II磺化酚醛樹脂等處理劑中的某一種；泥餅改善劑為磺化浙青SAS ；可溶性鹽為KCL、K2SO4, HCOONa, HCOOK等其中的某一種。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液的制備方法，按照其配方所述，其特征在于制備時(shí)在清水中先加入大分子的主劑，再加入小分子的其它輔助處理劑，最后加入可溶性鹽；具體步驟如下(1)測(cè)算鉆井液所需清水量，在清水中，按照設(shè)定的重量體積比加入提粘劑，以600轉(zhuǎn)/ 分鐘，攪拌1小時(shí)；(2)在完成上一步驟配制的液體中，按照設(shè)定的體積比加入抑制劑，以600轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌1小時(shí)；(3)在完成上一步驟配制的液體中，按照設(shè)定的重量體積比加入降濾失劑，以600轉(zhuǎn)/ 分鐘，攪拌1小時(shí)；(4)在完成上一步驟配制的液體中，按照設(shè)定的重量體積比加入泥餅改善劑，以600轉(zhuǎn) /分鐘，攪拌0.5小時(shí)；(5)在完成上一步驟配制的液體中，按照設(shè)定的重量體積比加入可溶性鹽，以600轉(zhuǎn)/ 分鐘，攪拌1小時(shí)，完成配置，得到無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液的配方和制備方法，主要解決了地層污染、砂泥巖井壁不穩(wěn)定和潤(rùn)滑性等技術(shù)難題。本發(fā)明鉆井液配方為清水+提粘劑+抑制劑+降濾失劑+泥餅改善劑+可溶性鹽；其中提粘劑為改性黃原膠，抑制劑為有機(jī)胺類，降濾失劑選用改性淀粉等，泥餅改善劑為磺化瀝青SAS，可溶性鹽可選用KCL、K2SO4、HCOONa、HCOOK，在清水中先加大分子的主劑，再加小分子的其它輔助處理劑，最后加入可溶性鹽得到本發(fā)明的鉆井液。本發(fā)明的鉆井液的失水小于10ml，可保證大斜度井井壁穩(wěn)定，保持地層的原有物性，防止地層污染，此外，還具有高溫穩(wěn)定性，滲透率恢復(fù)值達(dá)85％以上。
文檔編號(hào)C09K8/10GK102226075SQ201110100310
公開日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者楊麗, 王偉忠, 郭劍梅, 馬翠雪, 馬運(yùn)慶, 黃達(dá)全 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司