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一種水基鉆井液用封堵劑及其制備方法和應(yīng)用與流程

文檔序號:11504838閱讀:440來源:國知局
一種水基鉆井液用封堵劑及其制備方法和應(yīng)用與流程
本發(fā)明涉及一種水基鉆井液用封堵劑及其制備方法和應(yīng)用,對孔隙、微裂縫均具有優(yōu)異的封堵性能,對頁巖的微裂縫具有良好的封堵效果的水基鉆井液用封堵劑,該封堵劑可以有效降低減少孔隙壓力傳遞、減少壓差卡鉆。
背景技術(shù)
:隨著國內(nèi)外對以頁巖氣為標(biāo)志的非常規(guī)氣藏的大規(guī)模開發(fā)的進行,油基鉆井液的應(yīng)用越來越廣泛。與傳統(tǒng)的水基鉆井液相比,油基鉆井液因其良好的抑制性能、潤滑性能、流變性能在頁巖氣鉆探中得以廣泛應(yīng)用。但油基鉆井液普遍存在污染重,油基鉆屑處理困難,油基鉆井液使用成本高的問題。與油基鉆井液相比,水基鉆井液具有污染小、成本低等優(yōu)點。頁巖氣水平井可以采用油基鉆井液和合成基鉆井液,也可以采用強抑制性水基鉆井液,要求其關(guān)鍵是確保井壁穩(wěn)定、潤滑、防卡和井眼清潔。對于水基鉆井液,保證井壁穩(wěn)定性的關(guān)鍵是提供良好封堵能力。頁巖的失穩(wěn)機理及特點主要有以下幾點:孔隙壓力擴散是導(dǎo)致井壁失穩(wěn)的根本原因;泥頁巖礦物顆粒間微孔隙自吸水后產(chǎn)生較強水化作用,促使次生微裂縫的產(chǎn)生、擴展與連通,自吸水產(chǎn)生次生裂縫是硬脆性泥頁巖地層井壁失穩(wěn)的主要原因之一;井眼壓力與孔隙壓力之差、鉆井液與孔隙流體的化學(xué)勢差、毛細(xì)管壓力致使濾液進入地層。封堵方面,要求鉆井液能夠封堵住泥頁巖礦物顆粒間微孔隙,防止次生微裂縫的產(chǎn)生,同時保持盡可能低的濾失量。以往常規(guī)的封堵劑難以封堵微孔隙、微裂縫,導(dǎo)致濾液進入地層,造成井壁失穩(wěn)。在頁巖氣勘探開發(fā)過程中為了獲得較高產(chǎn)量大多采用水平井模式。為增強防塌性能及井控要求通常采用高密度鉆井液。這時鉆井液在流變性調(diào)控方面的問題顯得尤為突出,常規(guī)封堵劑用量大,且對高密度鉆井液具有較強的增粘作用,易導(dǎo)致鉆井液稠化,喪失流動性。技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的是提供一種水基鉆井液用封堵劑及其制備方法和應(yīng)用,克服現(xiàn)有水基鉆井液封堵劑存在的封堵性弱、特別是對孔隙、微裂縫封堵效果差、與高密度鉆井液配伍性差、抗溫性能不佳的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種水基鉆井液用封堵劑,由以下重量百分比的組分組成:屏蔽暫堵劑,10~30%;增粘劑,1.0~5.0%;抗凍劑,2~10%;納米級二氧化硅分散液,60~80%。所述屏蔽暫堵劑是由丁二烯、苯乙烯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸按照質(zhì)量百分比3:1:1合成的聚合物。所述增粘劑是硬脂酸、硬脂酸鎂、硬脂酸鋁中的一種或其中兩種的混合物。所述抗凍劑是乙二醇、丙三醇中的一種或兩種的混合物。所述納米級二氧化硅分散液中二氧化硅的粒徑范圍是10~50nm。一種水基鉆井液用封堵劑的制備方法,取納米級二氧化硅分散液加入反應(yīng)容器,在80℃、60~120r/min條件下,邊攪拌邊向納米級二氧化硅分散液中加入屏蔽暫堵劑,并攪拌30min,然后向溶液中加入增粘劑,維持溫度70℃,繼續(xù)攪拌20min后停止加熱,最后加入抗凍劑,繼續(xù)攪拌10min,冷卻至室溫,完成水基鉆井液用封堵劑的制備,以上原料的加入均按照配方量加入。一種水基鉆井液用封堵劑的應(yīng)用,所述封堵劑用于制備水基鉆井液,封堵頁巖和碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫,水基鉆井液是由以下質(zhì)量百分比的組分混合均勻制得:3%封堵劑、1%低粘聚陰離子纖維素、2%羧甲基淀粉、0.2%氫氧化鈉、5%氯化鉀、3%磺化瀝青、10%重晶石和75.8%水。本發(fā)明提供的這種水基鉆井液用封堵劑與常規(guī)的鉆井液封堵劑相比具有下列突出優(yōu)勢:1、優(yōu)異的封堵性能、能夠有效封堵頁巖、碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫,滿足頁巖、碳質(zhì)泥巖對鉆井液防塌性能的要求,使其防塌性能與油基鉆井液相當(dāng);2、具有良好的降濾失性能,能夠降低水基鉆井液的常溫常壓濾失量和高溫高壓濾失量,快速形成泥餅,有助于改善泥餅質(zhì)量;3、配伍性好,在高密度水基鉆井液中已具有良好的配伍性能,對鉆井液的流變性影響小,不會顯著增加高密度鉆井液的粘切,有利于流變性調(diào)控;4、抗溫性能好,高溫下亦能提供優(yōu)異的封堵效果,熱穩(wěn)定性好高溫不易分解。以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。附圖說明圖1是含有封堵劑的鉆井液與傳統(tǒng)鉆井液的封堵性能對比圖;圖2是加入封堵劑形成的泥餅;圖2-1是未加入封堵劑形成的泥餅;圖3是空白基漿與加入不同含量封堵劑基漿的第一滴濾液滴出時間的對比圖;圖4是空白基漿與加入不同含量封堵劑基漿的高溫高壓濾失量對比圖;圖5是加入封堵劑前后鉆井液的抗溫性能對比圖;圖6是封堵劑與傳統(tǒng)鉆井液處理劑的抑制膨脹性能對比圖。具體實施方式本實施例提供了一種水基鉆井液用封堵劑,由以下重量百分比的組分組成:屏蔽暫堵劑,10~30%;增粘劑,1.0~5.0%;抗凍劑,2~10%;納米級二氧化硅分散液,60~80%。所述屏蔽暫堵劑是由丁二烯、苯乙烯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸按照質(zhì)量百分比3:1:1合成的聚合物。所述增粘劑是硬脂酸、硬脂酸鎂、硬脂酸鋁中的一種或其中兩種的混合物。所述抗凍劑是乙二醇、丙三醇中的一種或兩種的混合物。所述納米級二氧化硅分散液中二氧化硅的粒徑范圍是10~50nm。一種水基鉆井液用封堵劑的制備方法,取納米級二氧化硅分散液加入反應(yīng)容器,在80℃、60~120r/min條件下,邊攪拌邊向納米級二氧化硅分散液中加入屏蔽暫堵劑,并攪拌30min,然后向溶液中加入增粘劑,維持溫度70℃,繼續(xù)攪拌20min后停止加熱,最后加入抗凍劑,繼續(xù)攪拌10min,冷卻至室溫,完成水基鉆井液用封堵劑的制備,以上原料的加入均按照配方量加入。一種水基鉆井液用封堵劑的應(yīng)用,所述封堵劑用于制備水基鉆井液,封堵頁巖和碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫,水基鉆井液是由以下質(zhì)量百分比的組分混合均勻制得3%封堵劑、1%低粘聚陰離子纖維素、2%羧甲基淀粉、0.2%氫氧化鈉、5%氯化鉀、3%磺化瀝青、10%重晶石和75.8%水。需要說明的是,作為增粘劑的硬脂酸、硬脂酸鎂和硬脂酸鋁是增強封堵劑的粘度,而作為抗凍劑的乙二醇、丙三醇則是為了降低封堵劑的凝點,防止其固化;納米二氧化硅分散液,粒徑范圍10-50nm,屬市售產(chǎn)品,屬于現(xiàn)有技術(shù),是可以直接在市面上購買的原料;屏蔽暫堵劑是g325,是由丁二烯、苯乙烯及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸合成的聚合物,三者的質(zhì)量百分比為丁二烯:苯乙烯:2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸=3:1:1。實施例1:本實施例提供了一種水基鉆井液用封堵劑,由以下重量百分比的組分組成:屏蔽暫堵劑,10%;硬脂酸鋁,2%;丙三醇,8%;納米級二氧化硅分散液,80%。上述水基鉆井液用封堵劑的制備方法是:按配比,取納米級二氧化硅分散液加入三口燒瓶,在80℃、60~120r/min條件下,邊攪拌邊向納米級二氧化硅分散液中加入屏蔽暫堵劑,并攪拌30min,然后向溶液中加入增粘劑,維持溫度70℃,繼續(xù)攪拌20min后停止加熱,最后加入抗凍劑,繼續(xù)攪拌10min,冷卻至室溫,完成水基鉆井液用封堵劑的制備。制備好的封堵劑用于制備水基鉆井液,封堵頁巖和碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫,水基鉆井液是由以下質(zhì)量百分比的組分混合均勻制得3%封堵劑、1%低粘聚陰離子纖維素、2%羧甲基淀粉、0.2%氫氧化鈉、5%氯化鉀、3%磺化瀝青、10%重晶石和75.8%水。實施例2:本實施例提供了一種水基鉆井液用封堵劑,由以下重量百分比的組分組成:屏蔽暫堵劑,12%;硬脂酸鎂,3%;乙二醇,7%;納米級二氧化硅分散液,78%。上述水基鉆井液用封堵劑的制備方法是:按配比,取納米級二氧化硅分散液加入三口燒瓶,在80℃、60~120r/min條件下,邊攪拌邊向納米級二氧化硅分散液中加入屏蔽暫堵劑,并攪拌30min,然后向溶液中加入增粘劑,維持溫度70℃,繼續(xù)攪拌20min后停止加熱,最后加入抗凍劑,繼續(xù)攪拌10min,冷卻至室溫,完成水基鉆井液用封堵劑的制備。制備好的封堵劑用于制備水基鉆井液,封堵頁巖和碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫,水基鉆井液是由以下質(zhì)量百分比的組分混合均勻制得3%封堵劑、1%低粘聚陰離子纖維素、2%羧甲基淀粉、0.2%氫氧化鈉、5%氯化鉀、3%磺化瀝青、10%重晶石和75.8%水。實施例3:本實施例提供了一種水基鉆井液用封堵劑,由以下重量百分比的組分組成:屏蔽暫堵劑,3%;硬脂酸鋁,1%;乙二醇,9%;納米級二氧化硅分散液,77%。上述水基鉆井液用封堵劑的制備方法是:按配比,取納米級二氧化硅分散液加入三口燒瓶,在80℃、60~120r/min條件下,邊攪拌邊向納米級二氧化硅分散液中加入屏蔽暫堵劑,并攪拌30min,然后向溶液中加入增粘劑,維持溫度70℃,繼續(xù)攪拌20min后停止加熱,最后加入抗凍劑,繼續(xù)攪拌10min,冷卻至室溫,完成水基鉆井液用封堵劑的制備。制備好的封堵劑用于制備水基鉆井液,封堵頁巖和碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫,水基鉆井液是由以下質(zhì)量百分比的組分混合均勻制得3%封堵劑、1%低粘聚陰離子纖維素、2%羧甲基淀粉、0.2%氫氧化鈉、5%氯化鉀、3%磺化瀝青、10%重晶石和75.8%水。實施例4:本實施例提供了一種水基鉆井液用封堵劑,由以下重量百分比的組分組成:屏蔽暫堵劑,15%;硬脂酸,5%;乙二醇,5%;納米級二氧化硅分散液,75%。上述水基鉆井液用封堵劑的制備方法是:按配比,取納米級二氧化硅分散液加入三口燒瓶,在80℃、60~120r/min條件下,邊攪拌邊向納米級二氧化硅分散液中加入屏蔽暫堵劑,并攪拌30min,然后向溶液中加入增粘劑,維持溫度70℃,繼續(xù)攪拌20min后停止加熱,最后加入抗凍劑,繼續(xù)攪拌10min,冷卻至室溫,完成水基鉆井液用封堵劑的制備。制備好的封堵劑用于制備水基鉆井液,封堵頁巖和碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫,水基鉆井液是由以下質(zhì)量百分比的組分混合均勻制得3%封堵劑、1%低粘聚陰離子纖維素、2%羧甲基淀粉、0.2%氫氧化鈉、5%氯化鉀、3%磺化瀝青、10%重晶石和75.8%水。實施例5:本實施例提供了一種水基鉆井液用封堵劑,由以下重量百分比的組分組成:屏蔽暫堵劑,17%;硬脂酸鋁和硬脂酸混合物,5%;乙二醇,10%;納米級二氧化硅分散液,68%。上述水基鉆井液用封堵劑的制備方法是:按配比,取納米級二氧化硅分散液加入三口燒瓶,在80℃、60~120r/min條件下,邊攪拌邊向納米級二氧化硅分散液中加入屏蔽暫堵劑,并攪拌30min,然后向溶液中加入增粘劑,維持溫度70℃,繼續(xù)攪拌20min后停止加熱,最后加入抗凍劑,繼續(xù)攪拌10min,冷卻至室溫,完成水基鉆井液用封堵劑的制備。制備好的封堵劑用于制備水基鉆井液,封堵頁巖和碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫,水基鉆井液是由以下質(zhì)量百分比的組分混合均勻制得3%封堵劑、1%低粘聚陰離子纖維素、2%羧甲基淀粉、0.2%氫氧化鈉、5%氯化鉀、3%磺化瀝青、10%重晶石和75.8%水。實施例6:本實施例提供了一種水基鉆井液用封堵劑,由以下重量百分比的組分組成:屏蔽暫堵劑,19%;硬脂酸鋁和硬脂酸鎂混合物,2.5%;乙二醇,5.5%;納米級二氧化硅分散液,73%。上述水基鉆井液用封堵劑的制備方法是:按配比,取納米級二氧化硅分散液加入三口燒瓶,在80℃、60~120r/min條件下,邊攪拌邊向納米級二氧化硅分散液中加入屏蔽暫堵劑,并攪拌30min,然后向溶液中加入增粘劑,維持溫度70℃,繼續(xù)攪拌20min后停止加熱,最后加入抗凍劑,繼續(xù)攪拌10min,冷卻至室溫,完成水基鉆井液用封堵劑的制備。制備好的封堵劑用于制備水基鉆井液,封堵頁巖和碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫,水基鉆井液是由以下質(zhì)量百分比的組分混合均勻制得3%封堵劑、1%低粘聚陰離子纖維素、2%羧甲基淀粉、0.2%氫氧化鈉、5%氯化鉀、3%磺化瀝青、10%重晶石和75.8%水。實施例7:本實施例提供了一種水基鉆井液用封堵劑,由以下重量百分比的組分組成:屏蔽暫堵劑,20%;硬脂酸,4%;乙二醇,6%;納米級二氧化硅分散液,70%。上述水基鉆井液用封堵劑的制備方法是:按配比,取納米級二氧化硅分散液加入三口燒瓶,在80℃、60~120r/min條件下,邊攪拌邊向納米級二氧化硅分散液中加入屏蔽暫堵劑,并攪拌30min,然后向溶液中加入增粘劑,維持溫度70℃,繼續(xù)攪拌20min后停止加熱,最后加入抗凍劑,繼續(xù)攪拌10min,冷卻至室溫,完成水基鉆井液用封堵劑的制備。制備好的封堵劑用于制備水基鉆井液,封堵頁巖和碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫,水基鉆井液是由以下質(zhì)量百分比的組分混合均勻制得3%封堵劑、1%低粘聚陰離子纖維素、2%羧甲基淀粉、0.2%氫氧化鈉、5%氯化鉀、3%磺化瀝青、10%重晶石和75.8%水。實施例8:本實施例提供了一種水基鉆井液用封堵劑,由以下重量百分比的組分組成:屏蔽暫堵劑,23%;硬脂酸鎂,3.5%;丙三醇,3%;納米級二氧化硅分散液,70.5%。上述水基鉆井液用封堵劑的制備方法是:按配比,取納米級二氧化硅分散液加入三口燒瓶,在80℃、60~120r/min條件下,邊攪拌邊向納米級二氧化硅分散液中加入屏蔽暫堵劑,并攪拌30min,然后向溶液中加入增粘劑,維持溫度70℃,繼續(xù)攪拌20min后停止加熱,最后加入抗凍劑,繼續(xù)攪拌10min,冷卻至室溫,完成水基鉆井液用封堵劑的制備。制備好的封堵劑用于制備水基鉆井液,封堵頁巖和碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫,水基鉆井液是由以下質(zhì)量百分比的組分混合均勻制得3%封堵劑、1%低粘聚陰離子纖維素、2%羧甲基淀粉、0.2%氫氧化鈉、5%氯化鉀、3%磺化瀝青、10%重晶石和75.8%水。實施例9:本實施例提供了一種水基鉆井液用封堵劑,由以下重量百分比的組分組成:屏蔽暫堵劑,25%;硬脂酸鎂和硬脂酸鋁混合物,4.5%;丙三醇,4%;納米級二氧化硅分散液,66.5%。上述水基鉆井液用封堵劑的制備方法是:按配比,取納米級二氧化硅分散液加入三口燒瓶,在80℃、60~120r/min條件下,邊攪拌邊向納米級二氧化硅分散液中加入屏蔽暫堵劑,并攪拌30min,然后向溶液中加入增粘劑,維持溫度70℃,繼續(xù)攪拌20min后停止加熱,最后加入抗凍劑,繼續(xù)攪拌10min,冷卻至室溫,完成水基鉆井液用封堵劑的制備。制備好的封堵劑用于制備水基鉆井液,封堵頁巖和碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫,水基鉆井液是由以下質(zhì)量百分比的組分混合均勻制得3%封堵劑、1%低粘聚陰離子纖維素、2%羧甲基淀粉、0.2%氫氧化鈉、5%氯化鉀、3%磺化瀝青、10%重晶石和75.8%水。實施例10:本實施例提供了一種水基鉆井液用封堵劑,由以下重量百分比的組分組成:屏蔽暫堵劑,28%;硬脂酸,5%;乙二醇和丙三醇混合物,5%;納米級二氧化硅分散液,62%。上述水基鉆井液用封堵劑的制備方法是:按配比,取納米級二氧化硅分散液加入三口燒瓶,在80℃、60~120r/min條件下,邊攪拌邊向納米級二氧化硅分散液中加入屏蔽暫堵劑,并攪拌30min,然后向溶液中加入增粘劑,維持溫度70℃,繼續(xù)攪拌20min后停止加熱,最后加入抗凍劑,繼續(xù)攪拌10min,冷卻至室溫,完成水基鉆井液用封堵劑的制備。制備好的封堵劑用于制備水基鉆井液,封堵頁巖和碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫,水基鉆井液是由以下質(zhì)量百分比的組分混合均勻制得3%封堵劑、1%低粘聚陰離子纖維素、2%羧甲基淀粉、0.2%氫氧化鈉、5%氯化鉀、3%磺化瀝青、10%重晶石和75.8%水。實施例11:本實施例提供了一種水基鉆井液用封堵劑,由以下重量百分比的組分組成:屏蔽暫堵劑,30%;硬脂酸,2%;乙二醇,8%;納米級二氧化硅分散液,60%。上述水基鉆井液用封堵劑的制備方法是:按配比,取納米級二氧化硅分散液加入三口燒瓶,在80℃、60~120r/min條件下,邊攪拌邊向納米級二氧化硅分散液中加入屏蔽暫堵劑,并攪拌30min,然后向溶液中加入增粘劑,維持溫度70℃,繼續(xù)攪拌20min后停止加熱,最后加入抗凍劑,繼續(xù)攪拌10min,冷卻至室溫,完成水基鉆井液用封堵劑的制備。制備好的封堵劑用于制備水基鉆井液,封堵頁巖和碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫,水基鉆井液是由以下質(zhì)量百分比的組分混合均勻制得3%封堵劑、1%低粘聚陰離子纖維素、2%羧甲基淀粉、0.2%氫氧化鈉、5%氯化鉀、3%磺化瀝青、10%重晶石和75.8%水。實施例12:本實施例提供了一種水基鉆井液用封堵劑,由以下重量百分比的組分組成:屏蔽暫堵劑,10%;硬脂酸,5%;乙二醇,5%;納米級二氧化硅分散液,80%。上述水基鉆井液用封堵劑的制備方法是:按配比,取納米級二氧化硅分散液加入三口燒瓶,在80℃、60~120r/min條件下,邊攪拌邊向納米級二氧化硅分散液中加入屏蔽暫堵劑,并攪拌30min,然后向溶液中加入增粘劑,維持溫度70℃,繼續(xù)攪拌20min后停止加熱,最后加入抗凍劑,繼續(xù)攪拌10min,冷卻至室溫,完成水基鉆井液用封堵劑的制備。制備好的封堵劑用于制備水基鉆井液,封堵頁巖和碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫,水基鉆井液是由以下質(zhì)量百分比的組分混合均勻制得3%封堵劑、1%低粘聚陰離子纖維素、2%羧甲基淀粉、0.2%氫氧化鈉、5%氯化鉀、3%磺化瀝青、10%重晶石和75.8%水。實施例13:本實施例隨機選取實施例1~實施例12中的某些實施例進行封堵劑性能的試驗,具體的試驗過程和試驗結(jié)果如下。一、選取實施例11,對其進行以下測試:測試1:按實施例11的配比配制水基鉆井液并進行鉆井液的封堵性能測試。加封堵劑的水基鉆井液配方:3%封堵劑+1%低粘聚陰離子纖維素+2%羧甲基淀粉+0.2%氫氧化鈉+5%氯化鉀+3%磺化瀝青+10%重晶石+75.8%水。未加封堵劑的水基鉆井液配方:0.3%高粘聚陰離子纖維素(pac-hv)+0.3%低粘聚陰離子纖維素(pac-lv)+0.3%黃原膠xcd+0.2%氫氧化鈉+3%氯化鉀+10%重晶石+余量水。使用ofite滲透性封堵儀測試加入封堵劑前后鉆井液的瞬時濾失量,對比加入封堵劑前后鉆井液的封堵性能,結(jié)果如圖1所示,按式(1)計算瞬時濾失量?!?)式中:v0是瞬時濾失量,ml;v7.5是7.5min的高溫高壓濾失量,ml;v30是30min的高溫高壓濾失量,ml。由圖1所示結(jié)果可知,按實施例11所選原料制備的封堵劑能夠顯著降低鉆井液的瞬時濾失量,加入制備的封堵劑的鉆井液的瞬時濾失量遠遠小于未加封堵劑的鉆井液,表明該封堵劑能夠在磨砂盤表面形成泥餅,降低濾液的侵入,有助于抑制次生微裂縫的產(chǎn)生、擴展與連通,從而起到防塌作用。由圖2和圖2-1所示結(jié)果可知,加入封堵劑的鉆井液形成的泥餅光滑致密,未加入封堵劑的鉆井液形成的泥餅粗糙疏松。測試2:按實施例11配制水基鉆井液并對比空白基漿與加入不同含量封堵劑基漿的第一滴濾液滴出時間。按《gb/t16783.2—2014石油天然氣工業(yè)鉆井液現(xiàn)場測試第1部分:水基鉆井液》中的規(guī)定測試實施例11配置的水基鉆井液的濾失量,以第一滴濾液的滴出時間作為評價指標(biāo),結(jié)果見圖3。由上述測試結(jié)果可知,未加入本實施例封堵劑的空白基漿第一滴濾液的滴出時間僅為18s,加入3%封堵劑后鉆井液的第一滴濾液的滴出時間增加到192s,第一滴濾液的滴出時間顯著增加,表明實施例11所制備的封堵劑能夠快速封堵,形成泥餅,有利于降低濾液對地層的侵害,從而起到防塌、穩(wěn)定井壁的作用。測試3:按實施例11配制水基鉆井液并進行高溫高壓降慮失性能測試。按照實施例11配制的水基鉆井液在120℃的溫度下熱滾16h后,按《gb/t16783.2—2014石油天然氣工業(yè)鉆井液現(xiàn)場測試第1部分:水基鉆井液》中的規(guī)定使用海通達高溫高壓濾失儀測試實施例11配置的水基鉆井液的高溫高壓濾失量,以此作為評價指標(biāo),結(jié)果見圖4。由測試結(jié)果可知,未加入本實施例封堵劑的鉆井液(基漿)的高溫高壓濾失量高達16ml,加3%實施例11封堵劑后鉆井液的高溫高壓濾失量降低到2.0ml。表明實施例11封堵劑能夠有效降低鉆井液的高溫高壓濾失量,在井底高溫高壓的條件下亦能夠提供良好的封堵性能。結(jié)合測試1和測試2的實驗結(jié)果可知,實施例11封堵劑具有優(yōu)異的封堵性能,尤其是快速封堵能力,能夠快速降低濾失,阻止濾液對地層的侵入,從而阻止泥頁巖的水化膨脹。本實施例封堵劑能夠顯著提高鉆井液對頁巖、碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫均有良好的封堵性能,使之適合頁巖氣水平井、鉆遇大段非均質(zhì)碳質(zhì)泥巖、破碎帶或其它易塌地層的水平井施工對水基鉆井液封堵性能的要求。二、選取實施例7,對其進行以下測試:測試4:按實施例7的配比配制水基鉆井液并進行配伍性能測試。加封堵劑的水基鉆井液配方:3%封堵劑+1%低粘聚陰離子纖維素+2%羧甲基淀粉+0.2%氫氧化鈉+5%氯化鉀+3%磺化瀝青+10%重晶石+75.8%水。未加封堵劑的水基鉆井液配方:1.0%低粘聚陰離子纖維素(pac-lv)+2.0%羧甲基淀粉+0.2%氫氧化鈉+5%氯化鉀+3%磺化瀝青+58%重晶石+余量水。按實施例7配制的水基鉆井液,在120℃的溫度下熱滾16h后,按《gb/t16783.2—2014石油天然氣工業(yè)鉆井液現(xiàn)場測試第1部分:水基鉆井液》中的規(guī)定進行流變性能測試,分別以流變性能作為評價指標(biāo),考察封堵劑對高密度鉆井液的配伍性能,結(jié)果見表1。表1高密度鉆井液的流變性能表密度,g/cm3表觀粘度,mpa.s塑性粘度,mpa.s動切力,pa高溫高壓濾失量,ml基漿2.0097.57819.56.0基漿+1%封堵劑2.009778194.0基漿+2%封堵劑2.009578172.4基漿+3%封堵劑2.009379141.6表1中的基漿是指1%低粘聚陰離子纖維素+2%羧甲基淀粉+0.2%氫氧化鈉+5%氯化鉀+3%磺化瀝青+10%重晶石+75.8%水,由表1的數(shù)據(jù)可知,封堵劑對鉆井液具有良好的配伍性能,即使在高密度水基鉆井液中加入實施例7的封堵劑,高密度鉆井液的流變性能亦沒有不良影響,未出現(xiàn)稠化導(dǎo)致流動性喪失等不良現(xiàn)象,避免了高密度鉆井液現(xiàn)場應(yīng)用中被迫采用大量稀釋,減少了泥漿排放,降低了鉆井成本。三、選取實施例12,對其進行以下測試:測試5:按實施例12的配比配制水基鉆井液并進行抗溫性能測試。加封堵劑的水基鉆井液配方:3%封堵劑+1%低粘聚陰離子纖維素+2%羧甲基淀粉+0.2%氫氧化鈉+5%氯化鉀+3%磺化瀝青+10%重晶石+75.8%水。未加封堵劑的水基鉆井液配方:1.0%低粘聚陰離子纖維素(pac-lv)+2.0%羧甲基淀粉+0.2%氫氧化鈉+5%氯化鉀+3%磺化瀝青+58%重晶石+余量水。使用ofite滲透性封堵儀測試加入封堵劑前后鉆井液的瞬時濾失量,對比加入封堵劑前后鉆井液的封堵性能。結(jié)果如圖5所示。按式(1)計算瞬時濾失量。由圖5可知,封堵劑具有良好的抗溫性能。利用實施例12封堵劑配制的鉆井液在150℃熱滾后仍具有良好的封堵性能,瞬時濾失量僅為5.2ml,遠遠小于未加封堵劑配制的鉆井液瞬時濾失量。未加封堵劑配制的鉆井液瞬時濾失量為18.6ml。上述試驗結(jié)果表明,封堵劑高溫下亦能提供優(yōu)異的封堵效果,熱穩(wěn)定性好高溫不易分解??朔四壳俺S勉@井液封堵劑熱穩(wěn)定性差,在高溫下易分解的缺點。四、按實施例4的配比配制封堵劑并進行制粘土膨脹性能對比測試。加封堵劑的水基鉆井液配方:3%封堵劑+1%低粘聚陰離子纖維素+2%羧甲基淀粉+0.2%氫氧化鈉+5%氯化鉀+3%磺化瀝青+10%重晶石+75.8%水。未加封堵劑的水基鉆井液配方:1.0%低粘聚陰離子纖維素(pac-lv)+2.0%羧甲基淀粉+0.2%氫氧化鈉+5%氯化鉀+3%磺化瀝青+58%重晶石+余量水。使用ofite線性膨脹儀測試不同抑制劑的抑制粘土膨脹性能并進行了對比,結(jié)果如圖6所示。由圖6可知,本實施例封堵劑憑借粒徑小的優(yōu)勢能夠快速嵌入微孔隙、微裂縫中,并進行可變形封堵形成牢固封堵層,同時具備一定的疏水作用。兩者相互協(xié)同阻止水的侵入,因此粘土的線性膨脹率較低。試驗結(jié)果表明本實施例封堵劑具有良好的抑制粘土膨脹性能。16小時后在清水中粘土的膨脹率達到70%,加入本實施例封堵劑的粘土膨脹率僅為27.8%。均小于氯化鉀、甲酸鈉、聚胺等常用的鉆井液抑制劑。本發(fā)明的目的在于提供一種水基鉆井液用封堵劑具有優(yōu)異的封堵性能,尤其是對頁巖、碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫均有良好的封堵性能。且尤其適合頁巖氣水平井、鉆遇大段非均質(zhì)碳質(zhì)泥巖或其它易塌地層的水平井施工對水基鉆井液封堵性能的要求,顯著增強水基鉆井液的封堵性能,使其性能接近油基鉆井液。本發(fā)明所提供的水基鉆井液用封堵劑與常規(guī)的鉆井液封堵劑相比具有下列突出優(yōu)勢:1、優(yōu)異的封堵性能、能夠有效封堵頁巖、碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫,滿足頁巖、碳質(zhì)泥巖對鉆井液防塌性能的要求,使其防塌性能與油基鉆井液相當(dāng);2、具有良好的降濾失性能。能夠降低水基鉆井液的常溫常壓濾失量和高溫高壓濾失量,快速形成泥餅,有助于改善泥餅質(zhì)量;3、配伍性好,在高密度水基鉆井液中已具有良好的配伍性能,對鉆井液的流變性影響小,不會顯著增加高密度鉆井液的粘切,有利于流變性調(diào)控;4、抗溫性能好,高溫下亦能提供優(yōu)異的封堵效果,熱穩(wěn)定性好高溫不易分解。本發(fā)明可增強鉆井液的防塌性能,應(yīng)用于頁巖氣水平井、鉆遇碳質(zhì)泥巖、其它地層不穩(wěn)定的水平井,基本滿足水平井的水平段施工中對水基鉆井液在防塌性能的迫切要求。該技術(shù)可使長寧-威遠國家級頁巖氣示范區(qū)和殼牌四川反承包項目中使用水基鉆井液替代油基鉆井液,大規(guī)模應(yīng)用;為西南地區(qū)的頁巖氣氣藏和西北地區(qū)的致密氣藏的開發(fā)提供技術(shù)支持,又能顯著降低鉆井成本,滿足環(huán)保要求,獲得良好的經(jīng)濟效益和社會效益,值得推廣應(yīng)用。以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護范圍的限制,凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本實施例沒有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段,這里不一一敘述。當(dāng)前第1頁12
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