本發(fā)明涉及石油鉆井工程領(lǐng)域，尤其涉及一種用于長水平段保護(hù)頁巖氣儲(chǔ)層油基鉆井液。
背景技術(shù)：
鉆井液是指在油氣鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井需要的各種循環(huán)流體的總稱，其主要作用是攜帶和懸浮巖屑、穩(wěn)定井壁和平衡地層壓力、冷卻和潤滑鉆具、傳遞水動(dòng)力、保護(hù)油氣層等，是鉆井工程技術(shù)的重要組成部分。頁巖氣長水平段鉆井通常采用油基鉆井液體系，油基鉆井液是指以油作為連續(xù)相的鉆井液，其具有較好的抑制性及潤滑性能，能夠解決頁巖氣長水平段鉆井的要求，但由于特殊的儲(chǔ)層地質(zhì)條件，建井周期較長，特殊鉆井工藝等，長裸眼段水平段長期浸泡在鉆井液中對(duì)儲(chǔ)層的傷害很大，影響到后期的開采工作，因此，保護(hù)儲(chǔ)層是油基鉆井液所面臨的巨大挑戰(zhàn)，現(xiàn)有技術(shù)中，是在鉆井液中加入一些可變形的纖維狀粒子快速暫時(shí)填充到裂縫中，這樣把有害的固相顆粒和一些沉淀阻止在儲(chǔ)層外，這樣可以有效保護(hù)儲(chǔ)層。中國發(fā)明專利(公開號(hào)102559155A公開日2012.07.11)公開了一種強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液及其制備方法，使用325目的碳酸鈣作為暫堵劑，1250目的碳酸鈣粉作為填充粒子和含有纖維成分的乳化石蠟作為變形粒子。但是僅采用325目的碳酸鈣與1250目的碳酸鈣粉的封堵性并不是很強(qiáng)，會(huì)有濾液進(jìn)入儲(chǔ)層，導(dǎo)致儲(chǔ)層遭到破壞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)的不足，提供一種用于長水平段保護(hù)頁巖氣儲(chǔ)層油基鉆井液，該鉆井液具有較好的潤滑性，尤其能較好的保護(hù)頁巖氣儲(chǔ)層。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種保護(hù)頁巖氣儲(chǔ)層的油基鉆井液，按體積份數(shù)計(jì)，包括70～90份基油，10～30份水相；以及
基于所述基油與所述水相的總體積，按質(zhì)量體積比計(jì)，還包括：
1～3％的主乳化劑、0.5～1.5％的輔乳化劑、1～3％的石灰、1～3％的有機(jī)土、1～3％的增粘劑、1～5％的降濾失劑、1～3％的封堵劑、3～8％的儲(chǔ)層保護(hù)劑、0～100％的加重劑；所述儲(chǔ)層保護(hù)劑為碳酸鈣、氧化鎂、碳酸鎂的復(fù)配混合物。
其中，所述“質(zhì)量體積比”是指其他組分的質(zhì)量與所述基油與所述水相的總體積的百分比值，其中當(dāng)其他組分的質(zhì)量“g”作為單位時(shí)，相對(duì)應(yīng)的體積單位為“ml”。
除所述基油與所述水相之外的其他組分的質(zhì)量通過下述公式計(jì)算：
其他組分的質(zhì)量M其他組分(g)＝(V基油+V水相)(ml)×各組分的質(zhì)量體積比。
所述主乳化劑為長鏈烷基脂肪醇酰胺類非離子表面活性劑與改性苯磺酸鹽的復(fù)合物；優(yōu)選地，所述主乳化劑按體積份數(shù)比，長鏈烷基脂肪醇酰胺類非離子表面活性劑與改性苯磺酸鹽為65:35的復(fù)配混合物；
所述輔乳化劑為改性磷酸酯類非離子表面活性劑；
所述石灰為氧化鈣；
所述有機(jī)土為有機(jī)膨潤土；優(yōu)選地，有機(jī)膨潤土是經(jīng)過蒙脫石經(jīng)季銨鹽處理后的產(chǎn)品；
所述增粘劑為丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯酸酯四元共聚物；
所述降濾失劑為磺化瀝青；
所述封堵劑為腐殖酸；
所述加重劑為重晶石、石灰石中的一種；優(yōu)選地，所述加重劑的質(zhì)量體積比為30～100％，更有選地，所述加重劑為質(zhì)量體積比為30％的重晶石。
所述水相為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25～35％的氯化鈣水溶液，優(yōu)選地，水相為26％的氯化鈣水溶液。
所述基油為0#柴油、3#白油、5#白油、氣質(zhì)油中的一種,優(yōu)選地，所述基油為3#白油。
所述儲(chǔ)層保護(hù)劑為粒徑為200～2000目的碳酸鈣、200～2000目的氧化鎂、200～2000目的碳酸鎂的復(fù)配混合物，優(yōu)選地，所述儲(chǔ)層保護(hù)劑按重量份數(shù)比，200目的碳酸鈣：300目的氧化鎂：500目的碳酸鎂：800目的碳酸鈣：1200目的碳酸鎂：2000目的氧化鎂為1:3:2.5:5:5:2的復(fù)配混合物。
本發(fā)明還公開了一種制備保護(hù)頁巖氣儲(chǔ)層的油基鉆井液的方法，其特征在于：將油相、主乳化劑、輔乳化劑加入攪拌杯中，然后在8000～10000rpm/min的攪拌速度下攪拌20～30min，然后依次向攪拌杯中加入石灰、有機(jī)土、增粘劑、降濾失劑、封堵劑、儲(chǔ)層保護(hù)劑，攪拌均勻后加入水相，使體系充分乳化，然后加入加重劑將鉆井液的密度控制為1.2～1.6g/cm3，最后在80～100℃溫度下熱滾處理16h得到油基鉆井液。
本發(fā)明的有益效果是：
1)鉆井液破乳電壓達(dá)到600V以上，動(dòng)塑比大于0.30，動(dòng)切力大于8Pa，塑性粘度小于30mPa·s，高溫高壓失水小于3.0mL；
2)鉆井液的抗污染性能較好，具有良好的抑制性能，泥頁巖滾動(dòng)回收率達(dá)到90％以上；具有較好的潤滑性能，潤滑系數(shù)小于0.10；
3)鉆井液具有較好的儲(chǔ)層保護(hù)效果，滲透率恢復(fù)值達(dá)到95％以上,封堵率達(dá)到90％以上；
4)鉆井液能夠適用于頁巖氣長水平段的鉆井作業(yè)中，達(dá)到穩(wěn)定井壁和潤滑的目的，并保護(hù)頁巖氣儲(chǔ)層，防止傷害。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種保護(hù)頁巖氣儲(chǔ)層的油基鉆井液按體積份數(shù)計(jì)，包括70份3#白油，30份26％氯化鈣水溶液；以及
基于3#白油與26％氯化鈣水溶液的總體積，按質(zhì)量體積比(g/ml)計(jì)，還包括2.0％的主乳化劑、1.0％的輔乳化劑、1.5％的石灰、2.5％的有機(jī)土、2％的增粘劑、3.0％的降濾失劑、2.0％的封堵劑、2.0％的儲(chǔ)層保護(hù)劑、30％的加重劑；
儲(chǔ)層保護(hù)劑按重量份數(shù)比，粒徑為200目碳酸鈣：300目氧化鎂：500目碳酸鎂：800目碳酸鈣：1200目的碳酸鎂：2000目的氧化鎂中為1:3:2.5:5:5:2的復(fù)配混合物；
主乳化劑為長鏈烷基脂肪醇酰胺類非離子表面活性劑與改性苯磺酸鹽按體積份數(shù)比65:35的復(fù)配混合物；
輔乳化劑為改性磷酸酯類非離子表面活性劑；
有機(jī)土為有機(jī)膨潤土，是蒙脫石經(jīng)季銨鹽處理后的產(chǎn)品；
增粘劑為丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯酸酯四元共聚物，降濾失劑為
磺化瀝青；
封堵劑為腐殖酸；
加重劑為重晶石。
本實(shí)施例的保護(hù)頁巖氣儲(chǔ)層的油基鉆井液按照以下方法制備得到的：
將3#白油70份和上述組分中的2.0％主乳化劑和1.0％輔乳化劑加入到攪拌杯中，控制攪拌速度10000rpm/min，攪拌時(shí)間為20min，依次加入1.5％石灰、2.5％有機(jī)土、2％增粘劑、3.0％降濾失劑、2.0％封堵劑、2.0％儲(chǔ)層保護(hù)劑，攪拌均勻后加入30份26％氯化鈣水溶液，攪拌使體系充分乳化，攪拌30min后加入30％加重劑將鉆井液的密度控制為1.2g/cm3，最后裝罐于100℃熱滾16h，得到油基鉆井液。
實(shí)施例2
一種保護(hù)頁巖氣儲(chǔ)層的油基鉆井液按體積份數(shù)計(jì)，包括90份氣質(zhì)油，10份35％氯化鈣水溶液；以及
基于氣質(zhì)油與35％氯化鈣水溶液的總體積，按質(zhì)量體積比(g/ml)計(jì)，還包括1.0％的主乳化劑、0.5％的輔乳化劑、1.0％的石灰、1.0％的有機(jī)土、1.0％的增粘劑、1.0％的降濾失劑、1.0％的封堵劑、3.0％的儲(chǔ)層保護(hù)劑、70％的加重劑；
儲(chǔ)層保護(hù)劑按重量份數(shù)比，粒徑為500目碳酸鈣：500目氧化鎂：500目碳酸鎂：800目碳酸鈣：800目的碳酸鎂：1000目的氧化鎂為1:1:1:5:5:7的復(fù)配混合物；
主乳化劑為長鏈烷基脂肪醇酰胺類非離子表面活性劑與改性苯磺酸鹽按體積份數(shù)比50:50的復(fù)配混合物；
輔乳化劑為改性磷酸酯類非離子表面活性劑；
有機(jī)土為有機(jī)膨潤土，是蒙脫石經(jīng)季銨鹽處理后的產(chǎn)品；
增粘劑為丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯酸酯四元共聚物，降濾失劑為
磺化瀝青；
封堵劑為腐殖酸；
加重劑為石灰石。
本實(shí)施例的保護(hù)頁巖氣儲(chǔ)層的油基鉆井液按照以下方法制備得到的：
將氣質(zhì)油90份和上述組分中的1.0％主乳化劑和0.5％輔乳化劑加入到攪拌杯中，控制攪拌速度8000rpm/min，攪拌時(shí)間為30min，依次加入1.0％石灰、1.0％有機(jī)土、1.0％增粘劑、1.0％降濾失劑、1.0％封堵劑、3.0％儲(chǔ)層保護(hù)劑，攪拌均勻后加入10份35％氯化鈣水溶液，攪拌使體系充分乳化，攪拌40min后加入70％加重劑將鉆井液的密度控制為1.4g/cm3，最后裝罐于80℃熱滾16h，得到油基鉆井液。
實(shí)施例3
一種保護(hù)頁巖氣儲(chǔ)層的油基鉆井液按體積份數(shù)計(jì)，包括80份0#柴油，20份25％氯化鈣水溶液；以及
基于0#柴油與25％氯化鈣水溶液的總體積，按質(zhì)量體積比(g/ml)計(jì)，還包括3.0％的主乳化劑、1.5％的輔乳化劑、3.0％的石灰、3.0％的有機(jī)土、3.0％的增粘劑、5.0％的降濾失劑、3.0％的封堵劑、8.0％的儲(chǔ)層保護(hù)劑、85％的加重劑；
儲(chǔ)層保護(hù)劑按重量份數(shù)比，粒徑為800目碳酸鈣：800目氧化鎂：1000目碳酸鎂：1000目碳酸鈣：1000目的碳酸鎂：1500目的氧化鎂為1:1:2:2:2:4的復(fù)配混合物；
主乳化劑為長鏈烷基脂肪醇酰胺類非離子表面活性劑與改性苯磺酸鹽按體積份數(shù)比70:30的復(fù)配混合物；
輔乳化劑為改性磷酸酯類非離子表面活性劑；
有機(jī)土為有機(jī)膨潤土，是蒙脫石經(jīng)季銨鹽處理后的產(chǎn)品；
增粘劑為丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯酸酯四元共聚物，降濾失劑為
磺化瀝青；
封堵劑為腐殖酸；
加重劑為重晶石。
本實(shí)施例的保護(hù)頁巖氣儲(chǔ)層的油基鉆井液按照以下方法制備得到的：
將0#柴油80份和上述組分中的3.0％主乳化劑和1.5％輔乳化劑加入到攪拌杯中，控制攪拌速度8000rpm/min，攪拌時(shí)間為30min，依次加入3.0％石灰、3.0％有機(jī)土、3.0％增粘劑、5.0％降濾失劑、3.0％封堵劑、8.0％儲(chǔ)層保護(hù)劑，攪拌均勻后加入20份25％氯化鈣水溶液，攪拌使體系充分乳化，攪拌30min后加入85％加重劑將鉆井液的密度控制為1.5g/cm3，最后裝罐于80℃熱滾16h，得到油基鉆井液。
實(shí)施例4
一種保護(hù)頁巖氣儲(chǔ)層的油基鉆井液按體積份數(shù)計(jì)，包括80份5#白油，20份25％氯化鈣水溶液；以及
基于5#白油與25％氯化鈣水溶液的總體積，按質(zhì)量體積比(g/ml)計(jì)，還包括3.0％的主乳化劑、1.5％的輔乳化劑、3.0％的石灰、3.0％的有機(jī)土、3.0％的增粘劑、5.0％的降濾失劑、3.0％的封堵劑、8.0％的儲(chǔ)層保護(hù)劑、100％的加重劑；
儲(chǔ)層保護(hù)劑按重量份數(shù)比，粒徑為800目碳酸鈣：800目氧化鎂：1000目碳酸鎂：1000目碳酸鈣：1000目的碳酸鎂：1500目的氧化鎂為1:1:2:2:2:4的復(fù)配混合物；
主乳化劑為長鏈烷基脂肪醇酰胺類非離子表面活性劑與改性苯磺酸鹽按體積份數(shù)比70:30的復(fù)配混合物；
輔乳化劑為改性磷酸酯類非離子表面活性劑；
有機(jī)土為有機(jī)膨潤土，是蒙脫石經(jīng)季銨鹽處理后的產(chǎn)品；
增粘劑為丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯酸酯四元共聚物，降濾失劑為
磺化瀝青；
封堵劑為腐殖酸；
加重劑為重晶石。
本實(shí)施例的保護(hù)頁巖氣儲(chǔ)層的油基鉆井液按照以下方法制備得到的：
將0#柴油80份和上述組分中的3.0％主乳化劑和1.5％輔乳化劑加入到攪拌杯中，控制攪拌速度8000rpm/min，攪拌時(shí)間為30min，依次加入3.0％石灰、3.0％有機(jī)土、3.0％增粘劑、5.0％降濾失劑、3.0％封堵劑、8.0％儲(chǔ)層保護(hù)劑，攪拌均勻后加入20份25％氯化鈣水溶液，攪拌使體系充分乳化，攪拌30min后加入100％加重劑將鉆井液的密度控制為1.6g/cm3，最后裝罐于80℃熱滾16h，得到油基鉆井液。
使用六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，在50℃下按SY/T5621的規(guī)定測(cè)定鉆井液Φ6/Φ3讀數(shù)，并計(jì)算其鉆井液的表觀粘度AV，鉆井液的塑性粘度PV，鉆井液的動(dòng)切力YP；用測(cè)試儀分別測(cè)定鉆井液破乳電壓ES，鉆井液在熱滾溫度下的高溫高壓失水HTHP，泥頁巖在鉆井液中的滾動(dòng)回收率HSL，鉆井液的潤滑系數(shù)XS，巖心滲透率恢復(fù)值HFZ。
油基鉆井液的性能見表1，油基鉆井液性能指標(biāo)見表2：
表1油基鉆井液性能
表2油基鉆井液性能指標(biāo)
從表1，表2中可以看出，實(shí)施例1～4的油基鉆井液的性能均符合油基鉆井液的性能指標(biāo)，并且封堵率均在90％以上，巖心滲透率恢復(fù)值在95％以上，該鉆井液具有較好的潤滑性，能較好的保護(hù)頁巖氣儲(chǔ)層。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。