一种高矿化度无固相微泡沫钻井液或完井液

摘要

本发明公开了一种高矿化度无固相微泡沫钻井液或完井液，该钻井液有以下重量份的原料制成：⑴增粘剂，0.3~0.6份；⑵稳泡剂，0.3~0.5份；⑶发泡剂，0.7~1.1份；⑷降滤失剂，2~3份；⑸流型调节剂，0.3~0.5份；⑹纯碱，0.2~0.3份；⑺基液，100份。其配制方法为：上述组分⑴—⑹按其含量，在常温常压、机械搅拌的条件下以常规方式依次加入组分⑺中，全部加入后搅拌2-6小时。本发明所涉及的高矿化度无固相微泡沫钻井液或完井液体系具有优异的流变性能、较好的降滤失性能以及较好的稳定性，可应用于高含盐（盐膏层）、低压、易漏地层的钻井或完井施工中。

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井液与完井液，特别涉及一种高矿化度无固相微泡沫钻井液或完井液。 

背景技术

    目前，我国很多老油田已经进入开发后期，存在衰竭储集层。衰竭储集层以水湿性砂岩为主，经常存在大的裂缝，属于高渗透或裂缝性易漏地层，在钻井过程中经常发生严重漏失和压差卡钻，使用常规钻井液很难顺利钻穿枯竭地层，而且很容易对储层造成伤害。微泡沫钻井液主要用于解决低孔低渗、地层压力系数较低储层的钻进和保护问题，现场应用广泛。随着微泡沫钻井液应用领域的不断扩展，对微泡沫钻井液的性能也提出越来越高的要求：当钻遇盐水或者盐膏层时，要求微泡沫钻井液具有较强的耐盐性，以降低或避免盐的存在对钻井液性能的影响。 

《钻井液与完井液》杂志2007年5月第24卷第3期刊登了一篇题为《高性能欠平衡泡沫钻井液体系的研究》的资料，利用AGS-8、AGS-10与茶皂素复配得到高性能泡沫钻井液的起泡剂构建了较强耐盐性的微泡沫钻井液体系。其配方为：0.5% AGSS (AGS-8:AGS-10:茶皂素= 4:6:5)+ 2.0%黏土+ 0.3% FA367- ΙΙ。 

《长江大学学报( 自科版) 理工卷》杂志2007年6 月第4卷第2期刊登了一篇题为《饱和盐水泡沫钻井液体系研究应用》的资料，利用饱和盐水作为基液构建了一种流变性和储层保护性较好的泡沫钻井液体系，其配方为：6%膨润+0.05%Na2CO3+0.6%HTV-II+0.8%LV-CMC+1%SPNH+2%SMP+1.5%XCS-II+36% 

NaCl+0.2%XC-ZQP+0.2%XC-FQP。现场试验结果表明, 该钻井液性能稳定, 能够满足安全钻进要求。

《钻井液与完井液》杂志2008年3月第25卷第2期刊登了一篇题为《高矿化度微泡沫钻井液技术的研究与应用》的资料，将饱和盐水钻井液体系改造成高矿化度的微泡沫钻井液，其配方为：4%钠膨润土+1%CMS+1%HPNH+2%SMP-2+1%HV-CMC+0.1%NaOH+30%NaCl+0.2%PAC+(0.1%~0.2%)QP-1+0.2%H-XC+(0.1%~0.2%)QP-2。该配方在现场应用过程中表现出良好的稳定性和较强的防漏、堵漏能力，对盐膏层下部低压油气层的开发具有很好的推广应用价值。 

上述技术的不足是：1、体系中含有较大量的膨润土，需要预水化配浆，工艺复杂，等待时间长；2、体系中含有的黏土等亚微米固相颗粒易发生水化膨胀，堵塞汽气层孔道，会对储层造成伤害，难以最大限度地保护和发现油气层。 

中国专利CN101643641B和中国专利CN101649192A分别公布了一种低固相含量和无固相含量的微泡沫钻井液配方，去掉了膨润土预水化的过程，而且钻井液体系中含有少量或不含有黏土颗粒，保护油气层效果好。但是这两个专利中没有涉及高矿化度微泡沫钻井液的构建，限制了其在盐膏层等高含盐地层的使用。 

《钻井液与完井液》杂志2012年5月第29卷第3期刊登了一篇题为《无固相微泡沫钻井液的研究及应用》的资料，介绍了一种无固相微泡沫钻井液钻井液体系。该钻井液体系不含膨润土，并具有较好的抑制性，在邵4-平1井进行了现场应用，效果良好。但是文中并没有介绍该钻井液体系的抗盐性能，限制了其在盐膏层等高含盐地层的使用。 

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种高矿化度无固相微泡沫钻井液或完井液。 

其技术方案是由以下重量份的组分制成： 

⑴ 增粘剂 SL-KDT           0.3~0.6份

⑵ 稳泡剂 SL-KWJ           0.3~0.5份

⑶ 发泡剂 SL-KDF           0.7~1.1份

⑷ 降滤失剂 SL-KJL          2~3份

⑸ 流型调节剂 SL-KDPR      0.3~0.5份

⑹ 纯碱                     0.2~0.3份

⑺ 基液                     100份

其中，增粘剂SL-KDT为黄原胶XC：高粘羧甲基纤维素钠HV-CMC=2~4：1~3的比例组合，稳泡剂SL-KWJ 为聚阴离子纤维素PAC：聚丙烯酰胺PAM=3~6：1~2的比例组合；发泡剂SL-KDF为抗盐改性茶皂素ZY-WP：α-烯基磺酸钠AOS：十二烷基二甲基氧化胺OB-2=5~9：2~3:1~2的比例组合；降滤失剂SL-KJL为改性淀粉DFD-140：褐煤树脂SPNH：磺甲基酚醛树脂SMP-II=3~5：4~6：1~3的比例组合，流型调节剂SL-KDPR为有机硅腐殖酸钾，纯碱为碳酸钠，基液为氯化钠的饱和溶液，

将该钻井液或完井液的组分⑴—⑹按上述含量，在常温常压，机械搅拌的条件下以常规方式依次加入组分⑺中，全部加入后搅拌2-6小时。

上述的增粘剂SL-KDT为黄原胶XC：高粘羧甲基纤维素钠HV-CMC=1：1的比例组成. 

上述的稳泡剂SL-KWJ 为聚阴离子纤维素PAC：聚丙烯酰胺PAM=6：1的比例组合。

上述的发泡剂SL-KDF为抗盐改性茶皂素ZY-WP：α-烯基磺酸钠AOS：十二烷基二甲基氧化胺OB-2=9：2：2的比例组合。 

上述的降滤失剂SL-KJL为改性淀粉DFD-140：褐煤树脂SPNH：磺甲基酚醛树脂SMP-II=3：5：3的比例组合。 

其中，所述的黄原胶（XC）、高粘羧甲基纤维素钠（HV-CMC）和聚阴离子纤维素（PAC）是淄博海澜化工有限公司的产品；聚丙烯酰胺（PAM）、褐煤树脂（SPNH）和磺甲基酚醛树脂（SMP-II）是胜利油田博友泥浆技术有限责任公司的产品；抗盐改性茶皂素（ZY-WP）是杭州中野天然植物科技有限公司的产品；α-烯基磺酸钠（AOS）是淄博海莱经贸有限公司的产品；十二烷基二甲基氧化胺（OB-2）是山东长链化学有限公司的产品；改性淀粉（DFD-140）是新疆准东石油技术股份有限公司的产品；有机硅腐殖酸钾是山东阳谷江北化工有限公司的产品；碳酸钠和氯化钠是上海国药集团化学试剂有限公司的产品。 

本发明与现有技术相比，具有以下效果： 

（1）、本发明的微泡沫钻井液或完井液抗盐能力强，以氯化钠的饱和溶液作为基液仍然具有很好的稳定性，适合用于盐膏层的钻探；

（2）、本发明的微泡沫钻井液或完井液不含有膨润土，对储层伤害小，对油气层保护效果好；

（3）、本发明的微泡沫钻井液或完井液流变性能优异，具有较强携岩能力；

（4）、本发明的微泡沫钻井液或完井液滤失量低，对孔隙微裂缝有防漏、堵漏作用，适合用于高渗透或裂缝性易漏地层的钻探；

（5）、本发明的微泡沫钻井液或完井液不含有膨润土，不需要预水化配浆，配制方便快捷，简化了现场施工工艺；

（6）、本发明的微泡沫钻井液或完井液密度可调范围广。

具体实施方式

   结合具体的实施方式对本发明作进一步说明： 

本发明提到的高矿化度无固相微泡沫钻井液或完井液，其配制方法：

用于以下非限定性实施例的高矿化度无固相微泡沫钻井液或完井液如下制备，成分与比例，按照添加剂重量份：

⑴ 增粘剂 SL-KDT           0.3~0.6份

⑵ 稳泡剂 SL-KWJ           0.3~0.5份

⑶ 发泡剂 SL-KDF           0.7~1.1份

⑷ 降滤失剂 SL-KJL          2~3份

⑸ 流型调节剂 SL-KDPR      0.3~0.5份

⑹ 纯碱                     0.2~0.3份

⑺ 基液                     100份

其中，增粘剂SL-KDT为黄原胶XC：高粘羧甲基纤维素钠HV-CMC=2~4：1~3的比例组合，稳泡剂SL-KWJ 为聚阴离子纤维素PAC：聚丙烯酰胺PAM=3~6：1~2的比例组合；发泡剂SL-KDF为抗盐改性茶皂素ZY-WP：α-烯基磺酸钠AOS：十二烷基二甲基氧化胺OB-2=5~9：2~3:1~2的比例组合；降滤失剂SL-KJL为改性淀粉DFD-140：褐煤树脂SPNH：磺甲基酚醛树脂SMP-II=3~5：4~6：1~3的比例组合，流型调节剂SL-KDPR为有机硅腐殖酸钾，纯碱为碳酸钠，基液为氯化钠的饱和溶液，

配制方法：上述组分⑴—⑹按其含量，在常温常压下，机械搅拌的条件下（600~1000转/min）以常规方式依次加入组分⑺中，全部加入后搅拌2-6小时，优选4小时。

  

本发明提到的高矿化度无固相微泡沫钻井液或完井液性能的检测方法：

高矿化度无固相微泡沫钻井液或完井液的检测使用Fann35A型粘度计在25℃条件下进行，依次测量600r/min，300 r/min，200 r/min，100 r/min，6 r/min，3 r/min的读数分别记为：Φ600，Φ300，Φ200，Φ100，Φ6，Φ3的读数，根据下列公式计算塑性粘度和动切力：

表观粘度（AV）= 1/2(Φ600)；

塑性粘度（PV）=Φ600–Φ300；

动切力（YP）=1/2(Φ300–PV)。

本发明提到的高矿化度无固相微泡沫钻井液或完井液滤失性能的检测方法： 

用手指堵住压滤器接头的小孔，将微泡沫钻井液倒入压滤器中，使液面高于杯内刻度线并距顶部距离为l厘米，放好O型密封圈，铺平滤纸，拧紧杯盖，然后将压滤器与三通接头连通，并把刻度量筒放在压滤仪流出口下面。迅速加压并计时，所加压力为0.7 MPa。压力源为氮气。当滤出时间到30分钟时，将滤失仪流出口上的残留液滴收集到量筒中，移去量筒，读取并记录所采集的滤液的体积(单位为mL)。

本发明提到的高矿化度无固相微泡沫钻井液或完井液稳定性的检测方法： 

取100份基液，加入所需的处理剂配制本发明所涉及的高矿化度无固相微泡沫钻井液或完井液，之后迅速将其倒入量筒中，开始计时，并观察析出50份液体所需要的时间，即为半衰期t_1/2。

  

实施例1

⑴ 增粘剂SL-KDT，0.4份，由黄原胶（XC）：高粘羧甲基纤维素钠（HV-CMC）=1：1的比例组成；⑵ 稳泡剂SL-KWJ，0.4份，由聚阴离子纤维素（PAC）：聚丙烯酰胺（PAM）=4：1.5的比例组合；⑶ 发泡剂SL-KDF，0.7份，由抗盐改性茶皂素（ZY-WP）：α-烯基磺酸钠（AOS）：十二烷基二甲基氧化胺（OB-2）=6：2：1的比例组合；⑷ 降滤失剂SL-KJL，2.5份，由改性淀粉（DFD-140）：褐煤树脂（SPNH）：磺甲基酚醛树脂（SMP-II）=4：4：1的比例组合；⑸ 流型调节剂SL-KDPR，0.3份，为有机硅腐殖酸钾；⑹ 纯碱，0.2份，为碳酸钠；⑺ 基液，100份，为氯化钠的饱和溶液。

配制方法：上述组分⑴—⑹按其含量，在常温常压下，机械搅拌的条件下（600~1000转/min）以常规方式依次加入组分⑺中，全部加入后搅拌4小时，测试其流变性能、滤失性能以及半衰期。 

  

实施例2

⑴ 增粘剂SL-KDT，0.5份，由黄原胶（XC）：高粘羧甲基纤维素钠（HV-CMC）=4：1的比例组成；⑵ 稳泡剂SL-KWJ，0.3份，由聚阴离子纤维素（PAC）：聚丙烯酰胺（PAM）=6：1的比例组合；⑶ 发泡剂SL-KDF，0.8份，由抗盐改性茶皂素（ZY-WP）：α-烯基磺酸钠（AOS）：十二烷基二甲基氧化胺（OB-2）=7：3：2的比例组合；⑷ 降滤失剂SL-KJL，2份，由改性淀粉（DFD-140）：褐煤树脂（SPNH）：磺甲基酚醛树脂（SMP-II）=5：6：1的比例组合；⑸ 流型调节剂SL-KDPR，0.4份，为有机硅腐殖酸钾；⑹ 纯碱，0.3份，为碳酸钠；⑺ 基液，100份，为氯化钠的饱和溶液。

配制方法：上述组分⑴—⑹按其含量，在常温常压下，机械搅拌的条件下（600~1000转/min）以常规方式依次加入组分⑺中，全部加入后搅拌4小时，测试其流变性能、滤失性能以及半衰期。 

  

实施例3

⑴ 增粘剂SL-KDT，0.6份，由黄原胶（XC）：高粘羧甲基纤维素钠（HV-CMC）=2：3的比例组成；⑵ 稳泡剂SL-KWJ，0.5份，由聚阴离子纤维素（PAC）：聚丙烯酰胺（PAM）=3：2的比例组合；⑶ 发泡剂SL-KDF，0.9份，由抗盐改性茶皂素（ZY-WP）：α-烯基磺酸钠（AOS）：十二烷基二甲基氧化胺（OB-2）=9：2：2的比例组合；⑷ 降滤失剂SL-KJL，3份，由改性淀粉（DFD-140）：褐煤树脂（SPNH）：磺甲基酚醛树脂（SMP-II）=3：5：3的比例组合；⑸ 流型调节剂SL-KDPR，0.5份，为有机硅腐殖酸钾；⑹ 纯碱，0.2份，为碳酸钠；⑺ 基液，100份，为氯化钠的饱和溶液。

配制方法：上述组分⑴—⑹按其含量，在常温常压下，机械搅拌的条件下（600~1000转/min）以常规方式依次加入组分⑺中，全部加入后搅拌4小时，测试其流变性能、滤失性能以及半衰期。 

  

实施例4

⑴ 增粘剂SL-KDT，0.6份，由黄原胶（XC）：高粘羧甲基纤维素钠（HV-CMC）=4：3的比例组成；⑵ 稳泡剂SL-KWJ，0.5份，由聚阴离子纤维素（PAC）：聚丙烯酰胺（PAM）=6：1的比例组合；⑶ 发泡剂SL-KDF，1.1份，由抗盐改性茶皂素（ZY-WP）：α-烯基磺酸钠（AOS）：十二烷基二甲基氧化胺（OB-2）=9：3：2的比例组合；⑷ 降滤失剂SL-KJL，3份，由改性淀粉（DFD-140）：褐煤树脂（SPNH）：磺甲基酚醛树脂（SMP-II）=5：6：3的比例组合；⑸ 流型调节剂SL-KDPR，0.5份，为有机硅腐殖酸钾；⑹ 纯碱，0.3份，为碳酸钠；⑺ 基液，100份，为氯化钠的饱和溶液。

配制方法：上述组分⑴—⑹按其含量，在常温常压下，机械搅拌的条件下（600~1000转/min）以常规方式依次加入组分⑺中，全部加入后搅拌4小时，测试其流变性能、滤失性能以及半衰期。 

  

实施例5

⑴ 增粘剂SL-KDT，0.3份，由黄原胶（XC）：高粘羧甲基纤维素钠（HV-CMC）=2：1的比例组成；⑵ 稳泡剂SL-KWJ，0.3份，由聚阴离子纤维素（PAC）：聚丙烯酰胺（PAM）=3：1的比例组合；⑶ 发泡剂SL-KDF，0.7份，由抗盐改性茶皂素（ZY-WP）：α-烯基磺酸钠（AOS）：十二烷基二甲基氧化胺（OB-2）=5：2：1的比例组合；⑷ 降滤失剂SL-KJL，2份，由改性淀粉（DFD-140）：褐煤树脂（SPNH）：磺甲基酚醛树脂（SMP-II）=3：4：1的比例组合；⑸ 流型调节剂SL-KDPR，0.3份，为有机硅腐殖酸钾；⑹ 纯碱，0.2份，为碳酸钠；⑺ 基液，100份，为氯化钠的饱和溶液。

配制方法：上述组分⑴—⑹按其含量，在常温常压下，机械搅拌的条件下（600~1000转/min）以常规方式依次加入组分⑺中，全部加入后搅拌4小时，测试其流变性能、滤失性能以及半衰期。 

  

实施例1~5所涉及的高矿化度无固相微泡沫钻井液或完井液的性能表征，如表1所示。

表1 高矿化度无固相微泡沫钻井液或完井液的性能表征 

由表1的数据可知，本发明所涉及的高矿化度微泡沫钻井液或完井液的密度范围大，在0.70~1.05 g/cm³之间可调，说明研制的发泡剂在饱和盐水中具有很好的发泡性能，能够有效降低饱和盐水钻井液体系的密度；流变性能优异，粘度和切力保持在较好的水平上，具有较好的携盐能力，能够满足钻井的需要；滤失量小于7.5 mL，说明本发明涉及的微泡沫钻井液具有优异的防漏堵漏能力，对孔隙微裂缝有防漏、穿漏堵漏作用，适合用于高渗透或裂缝性易漏地层的钻探；半衰期都在8h以上，说明本发明涉及的微泡沫钻井液稳定性很好，能够满足现场应用的需要。