快吸附、强抑制、低伤害的高效水基钻井液

摘要

本发明公开了一种快吸附、强抑制、低伤害的高效水基钻井液，包括如下组分：海水或淡水100份、无机盐2～5份、包被抑制剂0.2～0.8份、降滤失剂1.5～3.5份、强抑制剂2～4份、润滑剂2～4份、提切剂0.1～0.5份、加重剂30～150份。本发明钻井液抑制性强，在整个钻进过程中钻井液流变性好，体系性能稳定，即使是有大量极易水化分散的钻屑侵污，钻井液的粘度基本上控制在50s左右。

说明书

技术领域

本发明涉及一种水基钻井液。

背景技术

对于复杂性地层，尤其是蒙托石含量高的泥页岩地层，使用常规的水基钻井液钻进，往往会造成井下复杂情况发生，具体表现在以下几个方面：

(1)对于易造浆的活性泥页岩地层，如果钻井液的抑制性不好，很容易使钻井液的动切力和静切力增大，导致钻井液流变性变差，泵压增加，严重时会蹩漏地层，从而在一定程度上影响正常钻进速度。

(2)对于膨胀性泥页岩地层，若钻井液抑制性不好，井壁易出现缩径；而对于分散性泥页岩地层，则容易出现井壁坍塌，从而导致井壁失稳。无论是井壁坍塌或还是井壁缩径，均容易造成起下钻困难，影响机械钻速。

(3)抑制性较差的水基钻井液，容易使储层微粒运移，造成孔喉堵塞，降低储层的有效渗透率，对储层造成较大的损害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低毒、流变性好，抑制性及抗污染能力强，储层保护效果好的高效水基钻井液。

本发明所采用的技术方案如下，包括如下组分：

海水或淡水            100份

无机盐                2～5份

包被抑制剂            0.2～0.8份

降滤失剂              1.5～3.5份

强抑制剂              2～4份

润滑剂            2～4份

提切剂            0.1～0.5份

加重剂            30～150份。

优选地，所述无机盐是选自氯化钠、氯化钾的一种或一种以上。

优选地，所述包被抑制剂为分子量在40～80万的聚丙烯酰胺(PF-LENV)。

优选地，所述降滤失剂为：改性的非离子纤维素(PF-FLZ-1)或是磺化沥青与低渗透成膜剂组成的混合物(PF-LPF-H)。

优选地，所述强抑制剂为多羟基伯胺、多羟基仲胺及多羟基叔胺的混合物。

优选地，所述提切剂为是由两种或三种天然聚合物多糖组成的混合物(PF-VIS)。

优选地，所述润滑剂为C8～C20的正构烷烃和表面活性剂及润滑剂组成的混合物。

优选地，所述加重剂选自石灰石粉、重晶石粉、铁矿粉的一种或一种以上。

本发明钻井液具有如下优点：

(1)钻井液抑制性强，在整个钻进过程中钻井液流变性好，体系性能稳定，即使是有大量极易水化分散的钻屑侵污，钻井液的粘度基本上控制在50s左右；

(2)钻井液润滑性好，在极易出现泥包的油田也不会出现泥包，确保起钻时扶正器及钻头光滑，大大提高了钻进速度；

(3)钻井液处理剂使用种类少，体系维护简单方便；

(4)储层保护效果好，油气显示明显；

(5)钻井液低毒环保。

具体实施方式

实施例1

配制密度为1.2g/cm³的快吸附、强抑制、低伤害的高效水基钻井液：用量筒取400毫升海水置于浆杯中，在10,000r/min的转速下边搅拌边加入20g氯化钠、2.4g包被抑制剂(PF-LENV)、12g强抑制剂(PF-PAHB)、6g磺化沥青与低渗透成膜剂组成的混合物(PF-LPF-H)、4.0g改性的非离子纤维素(PF-FLZ-1)、0.1g提切剂(PF-XC)，12g润滑剂(PF-FNLUB)，高速搅拌20分钟后，最后加入120g加重剂，高速搅拌30分钟。

上述包被抑制剂(PF-LENV)采用分子量在40～80万的聚丙烯酰胺，用于提高钻井液的抑制性，并同时可以降低钻井液的滤失量。具有钻屑包被和页岩稳定作用，可有效地抑制泥页岩水化分散和水化膨胀。

上述强抑制剂(PF-PAHB)是一种液体处理剂，它是一种由乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或几种与环氧乙烷、环氧丙烷或环氧氯丙烷中的一种在40℃～120℃的条件下合成的二羟基多胺、三羟基多胺、四羟基多胺及五羟基多胺组成的一种或两种及以上组成的混合物，分子量为200～1500。其中二羟基多胺占20～30％、三羟基多胺占15～45％、四羟基多胺占25％～35％。它通过快速嵌入粘土片的强吸附，减小粘土片间的空间，阻止水分子渗入，从而降低粘土水化膨胀；它能阻止活性泥页岩及蒙托石含量较高的泥页岩造浆，使钻井液的流变性得到很好的维护。

降滤失剂由改性的非离子纤维素(PF-FLZ-1)和磺化沥青与低渗透羟基铝成膜剂组成的混合物(PF-LPF-H)组成，其中，PF-FLZ-1是由20～60％改性的羟乙基纤维素及40％～70％羟丙基纤维素组成的混合物。PF-LPF-H是由70～85％的磺化沥青与15～30％的低渗透羟基铝成膜剂组成的混合物。

上述提切剂(PF-XC)是黄原胶，用于提高钻井液的3转6转读数及低剪切粘度，起到悬浮及有效地携带钻屑的功能。

上述润滑剂(PF-FNLUB)由渗透性能较好的50～85％的C8～C20的正构烷烃和2％～10％十二烷基聚氧乙烯醚、3％～12％的Span80、5％～15％的三羟甲基环戊醚脂肪酸脂组成的混合物。该润滑剂很容易吸附在钻具表面防止钻屑粘卡，防止钻屑结块，达到润滑钻头、降低摩阻，防止泥包钻头及钻具的目的。

上述加重剂采用石灰石粉。

实施例2

配置密度为1.7g/cm³的快吸附、强抑制、低伤害的高效水基钻井液：用量筒取400毫升海水置于浆杯中，在10,000r/min的转速下边搅拌边加入20g氯化钠、2.4g PF-LENV、12gPF-PAHB、6g PF-LPF-H、4.0g PF-FLZ-1、0.1g PF-VIS，12g PF-FNLUB，高速搅拌20分钟后，最后加入600g重晶石粉，高速搅拌30分钟。

实施例3(作业现场配制)

配制密度为1.0g/cm³的快吸附、强抑制、低伤害的高效水基钻井液100方：将80方清水加入泥浆池中，通过混合泵加入5吨氯化钠、3吨PF-PAHB、1.5吨PF-LPF-H、1吨PF-FLZ-1和3吨PF-FNLUB后，用混合泵循环20分钟，之后加入600公斤PF-LENV和0.25吨PF-VIS后换剪切泵剪切1小时。最后加入海水到体积100方，并保持搅拌。

下面对上述实施例的效果进行说明：

对实施案例1和案例2钻井液常规性能评价

将2个实例的快吸附、强抑制、低伤害的高效水基钻井液分别在100℃下热滚16小时，然后测定热滚后常温下钻井液的流变性、API滤失量和100℃×3.5MPa下HTHP滤失量，结果见表1。

表1钻井液滚后性能

  AV  mPa s  PV  mPa s  YP  Pa  Φ6/Φ3  GEL  API FL  ml  HTHP FL  ml  pH  实例1  46  29  17  8/6  3/5.5  3.5  18  9.2  实例2  101  82  19  11/8  4.5/6  3.8  19  9.0

由表1可知，快吸附、强抑制、低伤害的高效水基钻井液在不加无机碱的情况下，通过有机碱的加入pH达到了9.0，这有利于防止两性离子聚合物包被剂在强无机碱的作用下降解，且钻井液流变性能好，有利于悬浮和携带钻屑；钻井液滤失量低，其API滤失量＜5ml，高温高压滤失量≤20ml，形成的泥饼质量好。

实施案例3的现场实测性能见表2

表2现场钻井液的性能

  井深  m  密度  g/cm3  漏斗粘度  s/qt  AV  mPa·S  PV  mPa·S  YP  Pa  Gel  Pa/Pa  Φ3/Φ6  API  ml/30min  1038  1.12  50  26.5  19  7.5  2.5/5  5/6  6.0  1160  1.12  50  33.5  24  9.5  2.5/6  4/6  6.0  1275  1.12  54  32  24  8.0  3/6  5/6  6.0  1425  1.14  56  34  23  11.0  3/7  5/7  5.6

  井深  m  密度  g/cm3  漏斗粘度  s/qt  AV  mPa·S  PV  mPa·S  YP  Pa  Gel  Pa/Pa  Φ3/Φ6  API  ml/30min  1600  1.15  52  32.5  24  8.5  2.5/6  5/6  6.0  1745  1.15  52  29.5  21  8.5  2.5/6.5  4/6  5.2  1900  1.17  54  33.5  24  9.5  2.5/7  4/6  4.2  1900  1.18  54  33.5  24  9.5  2.5/6  4/6  4.2

从上表可以看出，HEM钻井液在不同的井深里，无论是漏斗粘度、塑性粘度，还是动切力及静切力，变化很小，说明钻井液的流变性很稳定。

由室内测试数据和现场实验数据可知，HEM钻井液具有快吸附、强抑制等特点。

此外，本发明钻井液具有如下优点：

(1)钻井液抑制性强，在整个钻进过程中钻井液流变性好，体系性能稳定，即使是有大量极易水化分散的钻屑侵污，钻井液的粘度基本上控制在50s左右；

(2)钻井液润滑性好，在极易出现泥包的油田也不会出现泥包，确保起钻时扶正器及钻头光滑，大大提高了钻进速度；

(3)钻井液处理剂使用种类少，体系维护简单方便；

(4)储层保护效果好，油气显示明显；

(5)钻井液低毒环保。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。