一種提高泥巖鉆進速度的鉆井液及其制備方法和應用技術

本發(fā)明專利技術涉及一種提高泥巖鉆進速度的鉆井液，由以下以重量份數(shù)計的組分制成：水1000份、膨潤土10-30份、純堿0.5-1.5份、流型調(diào)節(jié)劑2-20份、快速鉆進劑2-15份、聚醚胺2-8份、聚合物包被劑1-6份、抗鹽抗溫降濾失劑2-15份、磺化酚醛樹脂20-35份以及任選地封堵劑15-35份。本發(fā)明專利技術的提速鉆井液具有優(yōu)異的抗鹽抗鈣抗劣土能力，可有效提高機械鉆速。本發(fā)明專利技術還涉及所述鉆井液的制備方法，包括以下步驟：在水中加入膨潤土和純堿，混勻后靜置養(yǎng)護，再加入聚合物流型調(diào)節(jié)劑、聚合物包被劑、快速鉆進劑、聚醚胺、抗鹽抗溫降濾失劑、磺化酚醛樹脂以及封堵劑，混勻后靜置備用。本發(fā)明專利技術還涉及所述提速鉆井液的應用。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及鉆井
，特別涉及一種提高泥巖鉆進速度的鉆井液。本專利技術還涉及所述提速鉆井液的制備方法和應用。
技術介紹
在油氣勘探開發(fā)過程中，隨著井深不斷增加，井下情況越來越復雜，經(jīng)常鉆遇塑性極強的泥巖地層，其極易吸水膨脹、縮徑、造漿，導致縮徑、鉆頭泥包和阻卡事故頻發(fā)，嚴重影響井下安全鉆進和開發(fā)進度。鉆井速度是影響勘探開發(fā)速度的關鍵因素，提高鉆井速度，能夠減少鉆機資源的占用，提高鉆井效益，大幅降低鉆井成本，縮短井壁浸泡時間，防止地層發(fā)生周期性坍塌，有效解決井壁失穩(wěn)等復雜問題，并且能夠減少浸泡油氣層時間，利于發(fā)現(xiàn)和保護油氣層，大幅度提高采收率。提高鉆井速度是深井超深井鉆井過程中迫切需要解決的問題，因此對鉆井液要求也越來越高。隨著鉆井液技術的發(fā)展，已經(jīng)研發(fā)出許多不同形式、不同特點的提速鉆井液體系，鉆井液以流體介質(zhì)和體系的組成特點分類可被分為：水基鉆井液、聚合醇鉆井液、油基鉆井液和合成基鉆井液，在現(xiàn)場應用過程中收到了不錯的效果，但是都存在著一些缺點。比如，水基鉆井液和聚合醇鉆井液不能預防鉆頭泥包，清潔性能差，鉆進速度得不到明顯提高；油基鉆井液易污染環(huán)境，配置難度大，成本高；合成基鉆井液的成本很高。因此，開發(fā)一種強抑制性和強潤滑清潔性的提速鉆井液，抑制泥巖的水化分散、加強井壁穩(wěn)定、縮短泥巖段的鉆井時的鉆頭泥包和阻卡、減少處理井下復雜情況的時間，這對于降低鉆井綜合成本、提高鉆井效率、加快勘探開發(fā)速度均具有極其重要的社會和經(jīng)濟意義。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于提供一種提高泥巖鉆進速度的鉆井液及其制備方法和應用，所述鉆井液具有優(yōu)異的潤滑性、抑制性、清潔性和高溫穩(wěn)定性，抗鹽抗鈣抗劣土能力強，可有效提高機械鉆速，對于縮短鉆井周期有著重要的意義。根據(jù)本專利技術，所述提速鉆井液包括以下重量份數(shù)計的組分：在本專利技術的優(yōu)選實施方式中，所述提速鉆井液包括以下重量份數(shù)計的組分：根據(jù)本專利技術，膨潤土優(yōu)選為鈉膨潤土。以1000重量份數(shù)水計，所述膨潤土含量更優(yōu)選18-24份。純堿優(yōu)選為無水碳酸鈉。以1000重量份數(shù)水計，所述純堿含量更優(yōu)選0.7-0.9份。根據(jù)本專利技術，聚合物流型調(diào)節(jié)劑優(yōu)選包括低粘聚陰離子纖維素、高粘聚陰離子纖維素、低粘羧甲基纖維素和高粘羧甲基纖維素中的至少一種。以1000重量份數(shù)水計，所述聚合物流型調(diào)節(jié)劑含量更優(yōu)選8-12份。粘度標準參照石油天然氣行業(yè)標準SY5093-92，即2％水溶液粘度小于200mPa·S為低粘，2％水溶液粘度大于1500mPa·S為高粘，(檢測條件：25℃，Emila粘度計)。在本專利技術的實施方式中，快速鉆進劑優(yōu)選包括多元醇酯中的至少一種，更優(yōu)選包括脂肪酸多元醇酯中的至少一種，最優(yōu)選為由C3-C6多元醇和葵花籽油制備得到的處理劑RE。以1000重量份數(shù)水計，所述快速鉆進劑含量更優(yōu)選7-9份。在本專利技術中，快速鉆進劑能夠增加破巖效果，并能發(fā)揮提高潤滑和防止鉆頭泥包的作用。所述處理劑RE的制備方法為：將質(zhì)量比為1:(1.2-5.6)的C3-C6多元醇和葵花籽油置于帶有溫度計、攪拌槳、回流冷凝器的反應釜中，攪拌加熱至40℃-60℃，任選地加入與有機醇質(zhì)量比為1:(0.12-0.18):(0.02-0.04)的滲透劑和固體酸催化劑，恒溫攪拌30min-50min，再升溫至120℃-140℃，反應5h-8h。期間始終保持氮氣吹掃，用氫氧化鈉溶液調(diào)整pH值，保持pH值在7-8之間。所述滲透劑優(yōu)選包括表面活性劑中的至少一種，更優(yōu)選陰離子表面活性劑中的至少一種，最優(yōu)選包括陰離子聚丙烯酰胺、烷基苯磺酸鹽和脂肪醇硫酸酯鹽中的至少一種。所述固體酸催化劑優(yōu)選包括金屬鹽，更優(yōu)選磷酸鹽和硫酸鹽中的至少一種。在本專利技術的一些實施方式中，聚醚胺優(yōu)選包括分子結(jié)構(gòu)式為H2N-R-[OR’]x-NH2的胺基聚合物中的至少一種，其中，R和R’獨立地為C1-C5的烴基，x＝1-6。以1000重量份數(shù)水計，所述聚醚胺含量更優(yōu)選3.5-4.5份。在本專利技術的一些實施例中，聚醚胺優(yōu)選包括SDPA、NH-1和D230中的至少一種。在本專利技術中，聚合物包被劑優(yōu)選包括部分水解聚丙烯酰胺(PHPA)，優(yōu)選所述部分水解聚丙烯酰胺的水解度為30-70％，分子量在300-600萬之間。以1000重量份數(shù)水計，所述聚合物包被劑含量更優(yōu)選2.5-3.5份。根據(jù)本專利技術，抗鹽抗溫降濾失劑優(yōu)選包括磺酸鹽共聚物降濾失劑中的至少一種，更優(yōu)選為通過中國專利201110300019.4的方法制備得到的耐溫抗鹽降濾失劑。以1000重量份數(shù)水計，所述抗鹽抗溫降濾失劑含量更優(yōu)選6-8.5份。在本發(fā)明中，抗鹽抗溫降濾失劑主要用于提高鉆井液體系的抗鹽能力和抗高溫能力，能夠使鉆井液體系滿足飽和單價鹽和200℃的使用環(huán)境，同時不會增加體系粘度。在本專利技術中，磺化酚醛樹脂優(yōu)選為SMP-1和/或SMP-2樹脂。以1000重量份數(shù)水計，所述磺化酚醛樹脂含量更優(yōu)選26.5-29份。在本專利技術中，封堵劑優(yōu)選為瀝青和/或屏蔽暫堵劑FD-1。以1000重量份數(shù)水計，所述封堵劑含量更優(yōu)選23-27.5份。本專利技術涉及所述提速鉆井液的制備方法，包括以下步驟：在水中加入膨潤土和純堿，混勻后靜置養(yǎng)護，再加入聚合物流型調(diào)節(jié)劑、聚合物包被劑、快速鉆進劑、聚醚胺、抗鹽抗溫降濾失劑、磺化酚醛樹脂以及封堵劑，混勻后靜置備用。根據(jù)本專利技術，在加入膨潤土和純堿后，優(yōu)選攪拌3-6小時使其充分混勻，更優(yōu)選4-5小時。靜置養(yǎng)護的時間優(yōu)選為24-96小時，更優(yōu)選36-48小時。經(jīng)過靜置養(yǎng)護，提高了膨潤土漿的吸附能力，使其與后續(xù)原料更好地結(jié)合。優(yōu)選在攪拌的條件下加入聚合物流型調(diào)節(jié)劑、聚合物包被劑、快速鉆進劑、聚醚胺、抗鹽抗溫降濾失劑、磺化酚醛樹脂以及封堵劑，并繼續(xù)攪拌直至混勻后靜置備用。所述制備方法中，先分別添加聚合物流型調(diào)節(jié)劑和聚合物包被劑，對于快速鉆進劑、聚醚胺、抗鹽抗溫降濾失劑、磺化酚醛樹脂以及封堵劑的先后順序沒有特別限制。在本專利技術優(yōu)選的實施方案中，所述制備方法包括以下步驟：在1000份水中加入10-30份膨潤土和0.5-1.5份純堿，攪拌4小時后靜置養(yǎng)護24小時，然后邊攪拌邊加入2-20份聚合物流型調(diào)節(jié)劑、2-15份快速鉆進劑、2-8份聚醚胺、1-6份聚合物包被劑、2-15份抗鹽抗溫降濾失劑、20-35份磺化酚醛樹脂以及15-35份封堵劑，繼續(xù)攪拌20分鐘后靜置備用。在本專利技術更優(yōu)選的實施方案中，所述制備方法包括以下步驟：在1000份水中加入15-25份膨潤土和0.6-1份純堿，攪拌4小時后養(yǎng)護24小時，然后邊攪拌邊加入5-15份聚合物流型調(diào)節(jié)劑、2-4份聚合物包被劑5-10份快速鉆進劑、3-5份聚醚胺、、5-10份抗鹽抗溫降濾失劑、25-30份磺化酚醛樹脂以及20-30份封堵劑，繼續(xù)攪拌20分鐘后靜置備用。根據(jù)本專利技術，所述制備方法在150℃以下實施，優(yōu)選室溫。本專利技術還涉及一種鉆井方法，包括將所述提速鉆井液作為提速鉆井液體系進行鉆井。本專利技術提供的提速鉆井液潤滑性、抑制性和清潔性強，可提高鉆井施工中的鉆進速度，避免泥巖的吸水膨脹與分散，降低膠巖塑性，降低摩阻，提高鉆井液對粘土和鉆屑抑制性，防止鉆頭泥包，具有較強的抗鹽抗鈣能力和高溫穩(wěn)定性，減少儲層傷害，有利于錄井作業(yè)。附圖說明圖1顯示了本專利技術的提速鉆井液進行頁巖膨脹率實驗的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種提高泥巖鉆進速度的鉆井液，包括以重量份數(shù)計的：

【技術特征摘要】
1.一種提高泥巖鉆進速度的鉆井液，包括以重量份數(shù)計的：2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液，其特征在于，包括以重量份數(shù)計的：3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉆井液，其特征在于，所述聚合物流型調(diào)節(jié)劑包括低粘聚陰離子纖維素、高粘聚陰離子纖維素、低粘羧甲基纖維素和高粘羧甲基纖維素中的至少一種；和/或所述聚醚胺包括分子結(jié)構(gòu)式為H2N-R-[OR’]x-NH2的胺基聚合物中的至少一種，其中，R和R’獨立地為C1-C5的烴基，x＝1-6。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的鉆井液，其特征在于，所述快速鉆進劑包括多元醇酯中的至少一種，優(yōu)選包括脂肪酸多元醇酯中的至少一種，更優(yōu)選為由C3-C6多元醇和葵花籽油制備得到的處理劑RE；和/或所述抗鹽抗溫降濾失劑包括磺酸鹽共聚物降濾失劑中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項所述的鉆井液，其特征在于，所述聚合物包被劑...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王海波，錢曉琳，張國，劉貴傳，徐江，梅春桂，
申請(專利權(quán))人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11