一種高效封堵油基鉆井液及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種高效封堵油基鉆井液及其制備方法，該鉆井液由以下質(zhì)量份數(shù)的原料組成：配漿油70～80份、配漿水20～30份、主乳化劑2.5～3.0份、輔乳化劑1.5～2.0份、潤(rùn)濕劑2.0～2.5份、流型調(diào)節(jié)劑2.0～2.5份、降濾失劑2.5～3.0份、堿度調(diào)節(jié)劑1.5～2.0份、提切劑0.5～0.8份、封堵材料7～9份，加入加重材料使鉆井液密度達(dá)到1.45～1.56g/cm3。本發(fā)明專利技術(shù)的高效封堵油基鉆井液，利用鉆井正壓差，在井壁表面和近井壁處快速架橋、充填、成膜封堵地層裂縫，有效的阻止鉆井液及其濾液向微裂縫中滲透，提高地層承壓能力，表現(xiàn)出良好的封堵效果，有利于井壁穩(wěn)定。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于石油工程鉆井液
，具體涉及一種高效封堵油基鉆井液，同時(shí)還涉及一種該鉆井液的制備方法。
技術(shù)介紹
隨著世界各國(guó)對(duì)能源需求的不斷增長(zhǎng)，能源壓力日益增大，而頁(yè)巖油氣在全球分布廣泛，頁(yè)巖氣的開(kāi)采已成為全球資源開(kāi)發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。通常采用水平井開(kāi)發(fā)，然而頁(yè)巖氣地層具有以下共性巖性以泥頁(yè)巖為主，粘土礦物含量高，易水化膨脹，引起坍塌壓力增高；地層層理、微裂隙和裂縫發(fā)育，如果不能有效封堵裂縫，提高鉆井液密度反而會(huì)增大坍塌壓力，引起頁(yè)巖更劇烈地坍塌；巖屑弱-中等膨脹，不分散，易井壁掉塊。水化膨脹和裂縫引起的坍塌，不但浪費(fèi)大量的時(shí)間和資金，還會(huì)延誤勘探、開(kāi)發(fā)周期。因此，對(duì)于層理、裂隙發(fā)育的頁(yè)巖地層鉆井，為防止井壁坍塌，要求鉆井液具有強(qiáng)的封堵性，高效封堵地層層理、裂隙，阻止鉆井液及其濾液進(jìn)入地層，達(dá)到提高地層承壓能力、穩(wěn)定井壁、防止井漏、保護(hù)油氣層的目的。 油基鉆井液具有頁(yè)巖抑制性強(qiáng)、潤(rùn)滑性好、抗高溫、抗污染能力強(qiáng)以及儲(chǔ)層保護(hù)性能好等優(yōu)點(diǎn)，是鉆高難度井的優(yōu)先選擇。目前油基鉆井液技術(shù)相對(duì)較落后，且認(rèn)為油基鉆井液抑制泥頁(yè)巖水化膨脹、垮塌能力強(qiáng)，只注重提高其乳化穩(wěn)定性，而不注重對(duì)微裂縫的封堵，繼而出現(xiàn)用油基鉆井液鉆井也發(fā)生井壁坍塌問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種高效封堵油基鉆井液，快速有效的封堵破碎頁(yè)巖地層的裂縫，防止應(yīng)力塌陷壓力突變，解決頁(yè)巖地層井壁坍塌的問(wèn)題。本專利技術(shù)的第二個(gè)目的是提供一種高效封堵油基鉆井液的制備方法。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是一種高效封堵油基鉆井液，由以下重量份數(shù)的原料組成E漀油70 80 mrtd漿水20 30份乳化擁2.5 :.5,<)份輔乳化劑L 5 2.0份潤(rùn)劑2. O 2. 5份流型調(diào)節(jié)劑2. O 2. 5份降濾失劑2. 5 3. O份誠(chéng)度調(diào)節(jié)劑1. 5 2.()份提切劑0. 5-0. 8份 封諸!!料7 9份加入加重材料使鉆井液密度達(dá)到1. 45 1. 56g/cm3。所述配漿油為3號(hào)白油、5號(hào)白油中的任意一種或組合；所述配漿水為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28%的CaCl2溶液；所述加重材料為重晶石、碳酸鋇、石灰石中的任意一種或組合。 所述主乳化劑為烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽、蓖麻油聚氧乙烯醚磷酸酯中的任意一種或組合；所述輔乳化劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的任意一種或組合；所述潤(rùn)濕劑為卵磷脂、咪唑啉兩性表面活性劑中的任意一種或組合。所述流型調(diào)節(jié)劑為有機(jī)土、氧化浙青中的任意一種或組合；所述提切劑為黃原膠、酚醛樹(shù)脂中的任意一 種或組合。所述降濾失劑為氧化浙青、改性浙青、腐植酸中的任意一種或組合；所述堿度調(diào)節(jié)劑為氧化鈣或氫氧化鈣。所述封堵材料的優(yōu)選方案為樹(shù)脂類封堵劑2份浙青類乳化封堵劑3 5份納米封堵劑2份。所述的樹(shù)脂類封堵劑為磺化酚醛樹(shù)脂、褐煤樹(shù)脂中的任意一種或混合物。所述的浙青類乳化封堵劑為水分散乳化浙青。所述納米封堵劑為納米級(jí)碳酸鈣。一種高效封堵油基鉆井液的制備方法，包括下列步驟I)按重量份數(shù)取配漿油，在12000rpm的攪拌下，依次加入主乳化劑、輔乳化劑和配漿水，測(cè)油包水乳化液的破乳電壓，檢查乳化穩(wěn)定性，符合破乳電壓> 400V ；2)依次加入潤(rùn)濕劑、流型調(diào)節(jié)劑、降濾失劑、堿性調(diào)節(jié)劑、提切劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆颍偌尤敕舛虏牧希浞謹(jǐn)嚢柚练稚⒕鶆颍?)按鉆井液的密度要求，加入加重材料使鉆井液密度達(dá)到1. 45 1. 56g/cm3,即得所述高效封堵油基鉆井液。配漿油使用5號(hào)白油，閃點(diǎn)146°C，是綜合安全、環(huán)保、貨源普遍等因素考慮。配漿水使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28%的CaCl2溶液。配制鹽水的礦物鹽種類及活度的選擇是根據(jù)頁(yè)巖地層水活度優(yōu)選的，鹽水的活度小于頁(yè)巖地層水的活度，利用活度平衡原理，從而油基鉆井液或水相少進(jìn)入或趨于不進(jìn)入地層，從根本上解決頁(yè)巖地層粘土礦物水化膨脹引發(fā)的井壁坍塌。主乳化劑是經(jīng)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、人工合成的具有多種表面活性基團(tuán)的低分子聚合物，親水親油平衡值(HLB值)在3 6的酰胺類油溶性表面活性劑。該種主乳化劑是適合柴油基、白油基與合成基鉆井液體系的一種通用型主乳化劑。可以在油/水界面形成高強(qiáng)度的吸附膜，降低油水界面張力，增加外相粘度，從而阻止水相液滴聚并變大，顯著提高油基鉆井液體系穩(wěn)定性。輔乳化劑是HLB值在13 18的水溶性脂肪酸類表面活性劑。該種輔乳化劑是適合柴油基、白油基與合成基鉆井液體系的一種通用型輔乳化劑。協(xié)助主乳化劑配合使用，提高油基鉆井液乳化膜的強(qiáng)度，有利于在較寬廣的油水比(40/60 10/90)范圍內(nèi)，顯著提高油基鉆井液體系的穩(wěn)定性與抗溫性，提高油基鉆井液體系的抗污染能力，使得油基鉆井液體系性能更加易于維護(hù)；并同主乳化劑及其它處理劑均具有良好的配伍性。潤(rùn)濕劑是一種油基鉆井液體系的增強(qiáng)型潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)劑，主要是通過(guò)與加重劑和鉆屑表面產(chǎn)生化學(xué)鍵合，將這些固相的親水表面改變?yōu)橛H油表面，從而有效地改善油基鉆井液的沉降穩(wěn)定性。流型調(diào)節(jié)劑是一種應(yīng)用在油基鉆井液體系中的通用型有機(jī)土，可在油相中分散，具有良好的提粘、懸浮作用，使體系易于根據(jù)需要調(diào)整并維持體系穩(wěn)定、構(gòu)建濾餅、保護(hù)油氣層。 降濾失劑是一種天然浙青改性產(chǎn)品，屬于AMPS/AM( 2-丙烯酰胺基_2_甲基丙磺酸/丙烯酰胺)二元共聚體的聚合物，在分子中引入了磺酸基團(tuán)，酰胺基，抗溫、抗鹽并在一定溫度范圍內(nèi)對(duì)體系的濾失性能有明顯改善，并同體系中的其它處理劑具有良好的配伍性。喊度調(diào)節(jié)劑為氧化1丐，使燒基苯橫酸納等乳化劑轉(zhuǎn)化為燒基苯橫酸1丐，并調(diào)節(jié)pH值。 提切劑為具有一定抗溫能力和提聞?dòng)突@井液體系粘切的聞分子鏈狀多糖生物聚合物，又稱黃原膠。引入提切劑可有效改善油基鉆井液自身動(dòng)、靜切力低的不足，提高油基鉆井液的攜帶/懸浮鉆屑和井眼清潔能力。封堵材料為樹(shù)脂類封堵劑、浙青類乳化封堵劑、納米封堵劑三種原料復(fù)配而成。樹(shù)脂類封堵劑是一種熱塑性樹(shù)脂合成聚合物類型的成膜封堵材料，粒徑分布寬，隨井溫升高會(huì)發(fā)生軟化變形，在近井壁處吸附、濃集形成化學(xué)封堵膜，并起支撐作用，對(duì)油基鉆井液流變性無(wú)不良影響，同體系中其它處理劑的配伍性好，不會(huì)降低機(jī)械鉆速，同時(shí)具有良好環(huán)保性能。浙青類乳化封堵劑是一種柔性變形充填封堵粒子。在油基鉆井液中具有良好的分散性，無(wú)沉淀和漂浮物，軟化點(diǎn)與地層溫度相匹配，顆粒極細(xì)且變形性好，起到補(bǔ)充封堵裂縫的作用，同時(shí)能迅速在金屬表面形成牢固的吸附膜，降低鉆井液中固體粒子和鉆具的阻力。納米封堵劑是一種高效的抗高溫類超微細(xì)剛性顆粒封堵材料，是經(jīng)分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、通過(guò)高溫縮合工藝而提高其分子量及其抗高溫能力，改善化合物在高溫油相中的存在狀態(tài)、進(jìn)而改善其封堵及降濾失效果。不同于浙青類封堵降濾失劑，不會(huì)在油基鉆井液中分散成膠粒而影響油基鉆井液的流變性與重復(fù)使用、降低機(jī)械鉆速等。對(duì)裂縫起填充作用，提高泥餅的強(qiáng)度，同時(shí)具有良好環(huán)保性能。頁(yè)巖微裂縫發(fā)育，裂縫走向、尺寸難以確定，封堵材料以選用不同封堵原理、不同粒徑分布的封堵單劑為原則進(jìn)行復(fù)配，避免單劑粒徑分布窄、用量大和封堵效果差的缺點(diǎn)。三種封堵劑復(fù)配使用，復(fù)配配方2份樹(shù)脂類封堵劑、3 5份浙青類乳化封堵劑、2份納米封堵劑。利用鉆井正壓差，在井壁表面和近井壁處作用、密集堆積，迅速封堵地層裂縫，提高地層承壓能力，阻止鉆井液及其濾液向微裂縫中滲透。本本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高效封堵油基鉆井液，其特征在于：由以下重量份數(shù)的原料組成：加入加重材料使鉆井液密度達(dá)到1.45～1.56g/cm3。FDA00002751273100011.jpg

【技術(shù)特征摘要】
1. 一種高效封堵油基鉆井液，其特征在于由以下重量份數(shù)的原料組成配漿油配漿水 —七乳化劑70 80 ‘20—30 2. 5 3, 1·5~2· 2. 0—2. 2.(卜2. 2, 5 — 3.1. 5 2· O, 5 (>. 輔乳化劑潤(rùn)《劑流A調(diào)r劑降獻(xiàn)劑堿度_ '\i M 提酬封坫材料7 9份加入加重材料使鉆井液密度達(dá)到1. 45 1. 56g/cm3。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效封堵油基鉆井液，其特征在于所述配漿油為3號(hào)白油、 5號(hào)白油中的任意一種或組合；所述配漿水為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28%的CaCl2溶液；所述加重材料為重晶石、碳酸鋇、石灰石中的任意一種或組合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效封堵油基鉆井液，其特征在于所述主乳化劑為烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽、蓖麻油聚氧乙烯醚磷酸酯中的任意一種或組合；所述輔乳化劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的任意一種或組合；所述潤(rùn)濕劑為卵磷脂、咪唑啉兩性表面活性劑中的任意一種或組合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效封堵油基鉆井液，其特征在于所述流型調(diào)節(jié)劑為有機(jī)土、氧化浙青中的任意一種或組合；所述提切劑為黃原膠、酚醛樹(shù)脂中的任意一種或組合。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：何振奎，向興金，劉霞，胡金鵬，劉魁威，孫中偉，邱建君，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)石油化工股份有限公司，中國(guó)石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技術(shù)研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：