控制增粘劑加量的抗高溫高密度鉆井液的制備工藝制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種控制增粘劑加量的抗高溫高密度鉆井液的制備工藝，包括：(a)配置質(zhì)鈉膨潤(rùn)土備用；(b)加入0.3％～0.5％的增粘劑PAC-HV并完全溶解；(c)加入抗高溫抗鹽降濾失劑SMP-2；(d)加入KCl、NaCl；(e)加入變形封堵劑FT-1和剛性封堵劑CaCO3；(f)加入SPNH、PSC-I；(g)加入TRH-2并讓其充分作用；(h)將體系加熱作用后加入加重劑即得產(chǎn)物。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)控制制備過(guò)程中的增粘劑的加量，不僅能成功制備出抗高溫高密度鉆井液，且制備過(guò)程簡(jiǎn)單，操作容易，降低了鉆井液的制備成本，且制備出的鉆井液體系的表觀(guān)粘度高，從而滿(mǎn)足了鉆井工程及儲(chǔ)層保護(hù)的需要。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種制備工藝，具體是指一種控制增粘劑加量的抗高溫高密度鉆井液的制備工藝。
技術(shù)介紹
隨著世界石油工業(yè)的不斷發(fā)展，油氣鉆探開(kāi)發(fā)區(qū)域不斷拓寬，鉆探開(kāi)發(fā)正逐漸由淺層向深層發(fā)展，地質(zhì)構(gòu)造日趨復(fù)雜，鉆探深度不斷增大，對(duì)于所需要的鉆井液提出了更高的要求，以滿(mǎn)足石油工業(yè)的日益發(fā)展。目前，在中國(guó)油氣勘探開(kāi)發(fā)中，深井將是今后勘探開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。在新疆巴什托地區(qū)進(jìn)行的鉆探作業(yè)，由于儲(chǔ)層埋藏相對(duì)較深、地層壓力變化大、巖性復(fù)雜多變，鉆探較為困難，時(shí)效低，成本高。具體表現(xiàn)為深井井下溫度和壓力高，地層復(fù)雜，有時(shí)鉆遇超高壓鹽水層、復(fù)雜的鹽膏層和膏泥巖，常規(guī)鉆井液體系難以解決鉆井液高固相含量、濾液高礦化度、性能不穩(wěn)定、濾失量過(guò)高等技術(shù)難題，在鉆井施工過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生鹽膏層蠕變，井壁不穩(wěn)定、易噴易漏、起下鉆遇阻和易卡鉆等井下復(fù)雜事故，同時(shí)由于地層鹽溶解造成井徑擴(kuò)大，嚴(yán)重影響井身質(zhì)量，給油氣鉆探帶來(lái)極大的困難，嚴(yán)重阻礙著油氣勘探進(jìn)程；使用高密度鉆井液鉆進(jìn)時(shí)，鉆井液流動(dòng)性差、泥餅厚、濾失量大、固相清除困難、鉆井液性能難以維護(hù)；隨著井深的增加，地溫越來(lái)越高，鉆井液在井底高溫條件下，處理劑降解加快，失水大幅度增加，造成鉆井液粘度增加或固化，井壁不穩(wěn)定等。同時(shí)由于深部地層地質(zhì)復(fù)雜，深井鉆井不可避免地將遇到多套壓力層系地層并存的問(wèn)題，如何安全鉆進(jìn)多套壓力層系地層，進(jìn)行深部地層鉆進(jìn)過(guò)程的防漏堵漏，提高地層承壓能力，是安全鉆進(jìn)深井超深井的關(guān)鍵，這對(duì)鉆井液工藝技術(shù)提出了較高的要求。深井鉆井不僅給現(xiàn)有鉆井液體系提出了挑戰(zhàn)，同時(shí)給保護(hù)油氣層的鉆井液技術(shù)也提出了很多新問(wèn)題，因此要成功地進(jìn)行勘探開(kāi)發(fā)，必須有優(yōu)質(zhì)的鉆井液技術(shù)作保障，要求鉆井液必須具有高溫穩(wěn)定性、良好的潤(rùn)滑 性和剪切稀釋特性，固相含量低流變性好、高壓失水量低、抗各種可溶性鹽類(lèi)和酸性氣體的污染，有利于配制、處理、維護(hù)和減輕地層污染。我國(guó)抗高溫深井鉆井液技術(shù)的發(fā)展大致可分為鈣處理鉆井液、磺化鉆井液和聚磺鉆井液三個(gè)階段。(I)鈣處理鉆井液鈣處理鉆井液是我國(guó)在六十年代到七十年代初使用的基本深井鉆井液類(lèi)型，主要利用無(wú)機(jī)鈣鹽(Ca (OH) 2)或鈉鹽(NaCl)來(lái)提高井眼穩(wěn)定性，另外再加上鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽(FCLS)或煤堿劑(NaC)，羧甲基纖維素(CMC)及一些表面活性劑等來(lái)維持鉆井液的流變性能。如松基井(鈣基)、東風(fēng)2井(鈣基)、新港57井(鹽水基)、王深2井(飽和鹽水基)等均是用這一類(lèi)鉆井液鉆成功的。(2)三磺鉆井液三磺鉆井液是70年代以后我國(guó)大多數(shù)深井所使用的鉆井液類(lèi)型，所謂“三磺”即是磺化酚醛樹(shù)脂(SMP)、磺化褐煤(SMC)和磺化拷膠(SMK)。這三種處理劑有效地降低了鉆井液的高溫高壓濾失量，進(jìn)而提高了 “井眼穩(wěn)定性”，四川石油管理局用這三種處理劑再配合FCLS、CMC、Ca (OH) 2以及重鉻酸鉀(K2Cr207)、表面活性劑等鉆成了我國(guó)最深的關(guān)基井(7175m)，女基井(6011m)。三磺鉆井液的研制成功，是我國(guó)在深井鉆井液技術(shù)上的一大進(jìn)步，其主要標(biāo)志是這三種處理劑能有效地降低高溫高壓濾失量，特別是加入磺化酚醛樹(shù)脂后，隨著井深及壓差的增加，其濾失量增加很少，有時(shí)還降低(而這一特性是原鈣處理鉆井液體系達(dá)不到的)，這樣就大大低改善了泥餅質(zhì)量，減少了井下的坍塌卡鉆等復(fù)雜情況，提高了深井鉆探的成功率。例如在自深I(lǐng)井(四川)鉆進(jìn)時(shí)，在4700 5335m，向含10%的膨潤(rùn)土漿加入SMP4%，SMC6%, SP-80活性劑O. 3%、AS(烷基磺酸鈉)O. 15%, Na2Cr2O72%、柴油5%后，在井底192 °C溫度下，其濾失量從未加SMP的23. 7ml下降至9. 6ml，摩擦系數(shù)(Kf/45min)0. 07。經(jīng)過(guò)五次斷鉆具、三次打水泥塞，一次頓鉆事故，均未發(fā)生卡鉆。為我國(guó)深井鉆井液技術(shù)開(kāi)創(chuàng)了新的局面。(3)聚磺鉆井液階段 所謂“聚磺鉆井液”是指在實(shí)踐過(guò)程中將“聚合物鉆井液”與“三磺鉆井液”結(jié)合在一起而形成的一類(lèi)體系，目前仍廣泛應(yīng)用“聚合物鉆井液”，開(kāi)始叫“不分散低固相聚合物鉆井液”，是在70年代后期、80年代初期，為了推廣“噴射鉆井技術(shù)”和“優(yōu)選參數(shù)鉆井技術(shù)”利用丙烯酞胺類(lèi)有機(jī)聚合物作為鉆井液的抑制劑而逐漸發(fā)展形成的一種鉆井液體系。這類(lèi)鉆井液由于使用了長(zhǎng)鏈的有機(jī)聚合物代替了原鈣處理鉆井液中使用的無(wú)機(jī)鹽抑制劑，因而有效地抑制了地層的造漿，大大地提高了井眼穩(wěn)定性，在提高鉆井速度方面見(jiàn)到了顯著的效果。這一類(lèi)有機(jī)聚合物的產(chǎn)品許多研制成功了。從最初的非水解、部分水解聚丙烯酞胺開(kāi)始，發(fā)展到大、中、小分子量的復(fù)配，不同官能團(tuán)(鈣、鈉、銨鹽)的衍生物或接枝共聚物以及擴(kuò)大到乙烯基磺酸鹽、乙烯基吡咯烷酮和帶陽(yáng)離子官能團(tuán)的聚合物等。任何處理劑加入鉆井液中，都會(huì)溶解(或溶脹、分散)，會(huì)有大量水吸附(轉(zhuǎn)移)到處理劑上，形成水化膜，使鉆井液體系中游離水量減少。同時(shí)，有的處理劑還會(huì)與坂土、鉆屑相互作用(吸附作用)形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，加之粘土顆粒本身之間形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等有一部分水被“固定”在網(wǎng)格中而不易“逃脫”，無(wú)疑也減少了體系中游離水含量。另外，如果鉆井液體系中處理劑多而雜，不但水受污染嚴(yán)重，游離水的活性、結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生嚴(yán)重變化，而且體系中自由活 動(dòng)的水也減少。所有這些情況，均會(huì)削弱高密度水基鉆井液體系的流變性。另外，如果鉆井液體系中固相含量很高，處理劑本身抗溫能力和抗鹽、抗鈣能力差，處理劑會(huì)因此而喪失作用效能，其結(jié)果無(wú)法控制高密度水基鉆井液流變性。這就要求鉆井液體系中處理劑種類(lèi)盡可能少，且每種處理劑應(yīng)具有一種專(zhuān)門(mén)的功能，并應(yīng)在使環(huán)境發(fā)生變化的情況下仍能有效。在抗高溫高密度鉆井液體系的制備過(guò)程中，決定使用可能少的處理劑，并使每種處理劑能單獨(dú)控制下列鉆井液性能中的一種性能抗污染性、流變性、濾失性及封堵性。在鉆井液的制備過(guò)程中，增粘劑的加量對(duì)產(chǎn)品的抗污染(鹽、鉆屑、鈣等)能力，以及抗高溫(150°C)能力有著很大的影響，如何確定一個(gè)適合的增粘劑加量，對(duì)鉆井液的制備顯得尤為重要
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提供一種控制增粘劑加量的抗高溫高密度鉆井液的制備工藝，該制備工藝通過(guò)控制制備過(guò)程中的增粘劑的加量，不僅能成功制備出抗高溫高密度鉆井液，且制備過(guò)程簡(jiǎn)單，操作容易，降低了鉆井液的制備成本，且制備出的鉆井液體系的表觀(guān)粘度高，從而滿(mǎn)足了鉆井工程及儲(chǔ)層保護(hù)的需要。本專(zhuān)利技術(shù)的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)控制增粘劑加量的抗高溫高密度鉆井液的制備工藝，包括以下步驟(a)配置定量的基漿備用；(b)高速攪拌下加入增粘劑PAC-HV，且增粘劑PAC-HV的加量控制為O. 3 % 0.5%，完全溶解為止；(c)將PAC-HV漿取下，倒入反應(yīng)容器中，然后按量一次性加入抗高溫抗鹽降濾失劑SMP-2，低速攪拌讓其充分吸附至平衡，達(dá)到護(hù)膠目的；(d)按量一次性加入KC1、NaCl、先增稠，然后減稠至穩(wěn)定，低速攪拌讓其充分溶解和作用；(e))按量一次性加入變形封堵劑FT-1和剛性封堵劑CaCO3,低速攪拌讓其充分分散；(f)按量一次性加入SPNH、PSC-1，低速攪拌40_60min，讓其充分溶解和吸附；(g)按量一次性 加入TRH-2，低速攪拌30min，讓其充分作用；(h)將體系加熱，待以上處理劑加完并作用徹本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
控制增粘劑加量的抗高溫高密度鉆井液的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：(a)配置定量的基漿備用；(b)高速攪拌下加入增粘劑PAC?HV，且增粘劑PAC?HV的加量控制為0.3％～0.5％，完全溶解為止；(c)將PAC?HV漿取下，倒入反應(yīng)容器中，然后按量一次性加入抗高溫抗鹽降濾失劑SMP?2，低速攪拌讓其充分吸附至平衡，達(dá)到護(hù)膠目的；(d)按量一次性加入KCl、NaCl、先增稠，然后減稠至穩(wěn)定，低速攪拌讓其充分溶解和作用；(e))按量一次性加入變形封堵劑FT?1和剛性封堵劑CaCO3，低速攪拌讓其充分分散；(f)按量一次性加入SPNH、PSC?I，低速攪拌40?60min，讓其充分溶解和吸附；(g)按量一次性加入TRH?2，低速攪拌30min，讓其充分作用；(h)將體系加熱，待以上處理劑加完并作用徹底后，加入加重劑，即得產(chǎn)物。

【技術(shù)特征摘要】
1.控制增粘劑加量的抗高溫高密度鉆井液的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟 (a)配置定量的基漿備用； (b)高速攪拌下加入增粘劑PAC-HV，且增粘劑PAC-HV的加量控制為O.3% O. 5%，完全溶解為止； (c)將PAC-HV漿取下，倒入反應(yīng)容器中，然后按量一次性加入抗高溫抗鹽降濾失劑SMP-2，低速攪拌讓其充分吸附至平衡，達(dá)到護(hù)膠目的； (d)按量一次性加入KC1、NaCl、先增稠，然后減稠至穩(wěn)定，低速攪拌讓其充分溶解和作用； (e))按量一次性加入變形封堵劑FT-1和剛性封堵劑CaCO3，低速攪拌讓其充分分散； (f)按量一次性加入SPNH、PSC-1，低速攪拌40-60min，讓其充分溶解和吸附； (g)按量一次性加入TRH-2，低速攪拌30min，讓其充分作用； (h)將體系加熱，待以上處理劑加完并作用徹底后，加入加重劑，即得產(chǎn)物...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陶昕，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：陶昕，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：