一种用于页岩气开发钻井的油基钻井液

摘要

本发明涉及一种用于页岩气开发钻井的油基钻井液，属石油钻井工程钻井液技术领域，其特征在于其组成为主乳化剂、辅乳化剂、润湿剂、碱度调节剂、有机土、增粘剂、降滤失剂、加重剂、水相、油相；其中各组分的重量百分比为：主乳化剂：0.2%－2%；辅乳化剂：0.1%－1%；润湿剂：0%－1.5%；碱度调节剂:0.2%－1.5%；有机土:0%－1.5%；增粘剂:0%－1.5%；降滤失剂:0.2%－2%；加重剂:0%－80%；水相:0%－20%；油相:余量。本发明提供的油基钻井液，能满足页岩气钻井对钻井液的特殊要求，在低温和高温下都具有较好的稳定性、良好的抑制性和润滑性，具有动塑比高，塑性粘度低、适用范围广、经济效益好的特点。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用于页岩气开发钻井的油基钻井液，属石油钻井工程钻 井液技术领域。

背景技术：

钻井液是指在油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循 环流体的总称，其主要是具有携带和悬浮岩屑、稳定井壁和平衡地层压力、 冷却和润滑钻具、传递水动力、保护油气层等作用，是钻井工程技术的重要 组成部分。

页岩气属于非常规能源，已有资料显示页岩气的地质储量达1万亿立方 米以上，可采储量巨大，但页岩气的开发也存在一定的难度；从钻井角度来 看，采用长水平井的井身结构，且地层属于泥页岩，极易水化膨胀坍塌而导 致井壁失稳，这都对钻井液的使用提出了更高的要求。油基钻井液是指以油 作为连续相的钻井液，早在上世纪20年代，就有把原油作为钻井液来使用的 情况，随着油田开发对油气层保护及钻井的要求越来越高，对钻井液的性能 也提出了更高的要求，油基钻井液与水基钻井液相比较，具有能抗高温、抗 盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层伤害小等很多优点。针对页 岩气钻井及长水平位移的井身结构，油基钻井液必须具有较好的抑制性及润 滑性能，且其动塑比要求较高，而塑性粘度要求较低，才能满足长水平段钻 井的需要。因此，提供一种高性能的油基钻井液对页岩气钻井工程是至关重 要的。

发明内容：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于页岩气开发 钻井的油基钻井液，能满足页岩气钻井对钻井液的特殊要求，在低温和高温 下都具有较好的稳定性、良好的抑制性和润滑性，具有动塑比高，塑性粘度 低、适用范围广、经济效益好的特点。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。

本发明所提供的一种用于页岩气开发钻井的油基钻井液，其组成为主乳 化剂、辅乳化剂、润湿剂、碱度调节剂、有机土、增粘剂、降滤失剂、加重 剂、水相、油相；其中各组分的重量百分比为：

主乳化剂：0.2%－2%；

辅乳化剂：0.1%－1%；

润湿剂：0%－1.5%；

碱度调节剂:0.2%－1.5%；

有机土:0%－1.5%；

增粘剂:0%－1.5%；

降滤失剂:0.2%－2%；

加重剂:0%－80%；

水相:0%－20%；

油相:余量；

所述的主乳化剂为长链烷基脂肪酸酰胺类非离子表面活性剂；

所述的辅乳化剂为长链烷基聚酰胺类非离子表面活性剂；

所述的润湿剂为长链烷基聚氧乙烯醚类非离子表明活性剂；

所述的碱度调节剂为氧化钙、氧化镁、氢氧化钠、氢氧化镁，可单独使 用，也可以复配使用；

所述的有机土和增粘剂为有机膨润土、有机蒙脱石、聚酰胺树脂、脂肪 酸皂，可单独使用，也可以复配使用；

所述的降滤失剂为磺化沥青、改性磺化沥青、天然沥青、腐殖酸酰胺、 褐煤树脂、乳化沥青，可单独使用，也可以复配使用；

所述的加重剂为铁矿粉、重晶石、石灰石，可单独使用，也可以复配使 用；

所述的水相为浓度为20－30%的氯化钙水溶液；

所述的油相为0#柴油、3#白油、5#白油、气质油。

本发明与现有的技术相比具有如下有益效果：

1、钻井液适用范围广，其油水比可在60：40－100：0之间可调，密度 可在0.90-2.30g/cm³之间可调，在50℃-200℃都可以达到较好的应用效果。

2、钻井液的破乳电压达到600Volts以上，动塑比高，高温高压失水小 于5mL。

3、钻井液体系的抗污染性能较好，具有良好的抑制性能，泥页岩滚动回 收率达到90%以上；具有较好的润滑性能，润滑系数小于0.10；具有较好的 储层保护效果，渗透率恢复值达到90%以上。

4、在较低的乳化剂加量下就能够获得性能稳定的油基钻井液，节约了使 用成本。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：

本发明所提供的一种用于页岩气开发钻井的油基钻井液，其中各组分的 重量百分比为：主乳化剂：1.0%；辅乳化剂：0.15%；润湿剂：0.5%；氧化钙: 1.0%；有机土:1.0%；增粘剂:0%；降滤失剂:1.0%；加重剂:23%；水相:18%； 油相:余量；

密度：1.20g/cm³；实验条件：100℃热滚16h。

实施例2：

本发明所提供的一种用于页岩气开发钻井的油基钻井液，其中各组分的 重量百分比为：主乳化剂：0.9%；辅乳化剂：0.3%；润湿剂：0%；氧化钙:1.2%； 有机土:0.6%；增粘剂:0.6%；降滤失剂:0.6%；加重剂:41%；水相:14%； 油相:余量；

密度：1.40g/cm³；实验条件：70℃热滚16h。

实施例3：

本发明所提供的一种用于页岩气开发钻井的油基钻井液，其中各组分的 重量百分比为：主乳化剂：1.6%；辅乳化剂：0.5%；润湿剂：0.5%；氧化钙: 1.0%；有机土:1.1%；增粘剂:0%；降滤失剂:1.6%；加重剂:45.7%；水相: 12.4%；油相:余量；

密度：1.50g/cm³；实验条件：100℃热滚16h。

实施例4：

本发明所提供的一种用于页岩气开发钻井的油基钻井液，其中各组分的重 量百分比为：主乳化剂：0.5%；辅乳化剂：0.1%；润湿剂：0.5%；氧化钙:0.2%； 有机土:0.2%；增粘剂:0%；降滤失剂:1.0%；加重剂:77.8%；水相:5.3%； 油相:余量；

密度：2.30g/cm³；实验条件：180℃热滚16h。

表1油基钻井液性能

体系 AV PV YP YP/PV Φ₆/Φ₃ES HTHP HSL XS 实例1 32 22 10 0.45 10/9 879 3.4 93.45 0.07 实例2 36 25 11 0.44 11/10 1468 2.8 97.63 0.07 实例3 38 27 11 0.41 13/11 954 4.2 95.32 0.08 实例4 67 55 8 0.15 9/8 868 4.6 92.81 0.10

其中：流变性测试温度为50℃；

AV：钻井液的表观粘度，mPa·s；

PV：钻井液的塑性粘度，mPa·s；

YP：钻井液的动切力，Pa；

YP/PV：钻井液的动塑比；

ES：钻井液的破乳电压，Volts；

HTHP：钻井液在热滚温度下的高温高压失水，ml；

HSL：泥页岩在钻井液中的滚动回收率，%；

XS：钻井液的润滑系数，无量纲。

从上表可以看出，各个实施例中的性能较好，动塑比高、电稳定性高、高 温高压失水低、滚动回收率高、润滑系数低，在各个温度及各个密度下都具 有较好的性能，能够满足页岩气钻井的需要。