專利名稱：一種顯著改善流變性的鉆井液制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備工藝，具體是指一種顯著改善流變性的鉆井液制備工藝。
背景技術(shù)：
隨著世界石油工業(yè)的不斷發(fā)展，油氣鉆探開發(fā)區(qū)域不斷拓寬，鉆探開發(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，對于所需要的鉆井液提出了更高的要求，以滿足石油工業(yè)的日益發(fā)展。目前，在中國油氣勘探開發(fā)中，深井將是今后勘探開發(fā)的重點。在新疆巴什托地區(qū)進(jìn)行的鉆探作業(yè)，由于儲層埋藏相對較深、地層壓力變化大、巖性復(fù)雜多變，鉆探較為困難，時效低，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、濾失量過高等技術(shù)難題，在鉆井施工過程中經(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，鉆井液流動性差、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)，同時給保護(hù)油氣層的鉆井液技術(shù)也提出了很多新問題，因此要成功地進(jìn)行勘探開發(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 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階段。(I)鈣處理鉆井液鈣處理鉆井液是我國在六十年代到七十年代初使用的基本深井鉆井液類型，主要利用無機(jī)鈣鹽(Ca (OH) 2)或鈉鹽(NaCl)來提高井眼穩(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年代以后我國大多數(shù)深井所使用的鉆井液類型，所謂“三磺”即是磺化酚醛樹脂(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脂后，隨著井深及壓差的增加，其濾失量增加很少，有時還降低(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，在4700 5335m，向含10%的膨潤土漿加入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。為我國深井鉆井液技術(shù)開創(chuàng)了新的局面。(3)聚磺鉆井液階段 所謂“聚磺鉆井液”是指在實踐過程中將“聚合物鉆井液”與“三磺鉆井液”結(jié)合在一起而形成的一類體系，目前仍廣泛應(yīng)用“聚合物鉆井液”，開始叫“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。這類鉆井液由于使用了長鏈的有機(jī)聚合物代·替了原鈣處理鉆井液中使用的無機(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到了顯著的效果。這一類有機(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離子官能團(tuán)的聚合物等。任何處理劑加入鉆井液中，都會溶解(或溶脹、分散)，會有大量水吸附(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，有的處理劑還會與坂土、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的水也減少。所有這些情況，均會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，處理劑會因此而喪失作用效能，其結(jié)果無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盡可能少，且每種處理劑應(yīng)具有一種專門的功能，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程中，決定使用可能少的處理劑，并使每種處理劑能單獨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。在鉆井液的制備過程中，流型穩(wěn)定劑的加量對制備出的鉆井液體系的流變性存在很大的影響，如何確定一個合適的流型穩(wěn)定劑加量，對鉆井液的制備顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提供一種顯著改善流變性的鉆井液制備工藝，該制備工藝通過控制制備過程中的流型穩(wěn)定劑SPC加量，達(dá)到降粘和改善鉆井液體系流變性的目的，不僅能成功制備出抗高溫高密度鉆井液，且制備過程簡單，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性能優(yōu)異，從而滿足了鉆井工程及儲層保護(hù)的需要。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種顯著改善流變性的鉆井液制備工藝，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，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降濾失劑SMPUg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)按量一次性加入流型穩(wěn)定劑SPC，且控制流型穩(wěn)定劑SPC的加量為4% 6%，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。所述步驟(a)中，基漿為鈉膨潤土。所述步驟(b)中，高速攪拌的時間為lOmin。所述步驟(c)中，低速攪拌的時間為40_60min。所述步驟(C)中，反應(yīng)容器為搪瓷杯。所述步驟(h)中，將體系加熱至40°C。所述步驟(f)中，控制流型穩(wěn)定劑SPC的加量為5 %。綜上所述，本發(fā)明的有益效果是通過控制制備過程中的流型穩(wěn)定劑SPC加量，達(dá)到降粘和改善鉆井液體系流變性的目的，不僅能成功制備出抗高溫高密度鉆井液，且制備過程簡單，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性能優(yōu)異，從而滿足了鉆井工程及儲層保護(hù)的需要。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步地的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例本實施例涉及一種顯著改善流變性的鉆井液制備工藝，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，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)按量一次性加入流型穩(wěn)定劑SPC，且控制流型穩(wěn)定劑SPC的加量為4% 6%，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。所述步驟(a)中，基漿為鈉膨潤土。所述步驟(b)中，高速攪拌的時間為lOmin。所述步驟(c)中，低速攪拌的時間為40_60min。所述步驟(C)中，反應(yīng)容器為搪瓷杯。所述步驟(h)中，將體系加熱至40°C。為了得到制備過程中的最佳的流型穩(wěn)定劑SPC加量，本發(fā)明做了流型穩(wěn)定劑SPC
加量對產(chǎn)品性能的影響實驗，實驗結(jié)果如下表所示
權(quán)利要求
1.一種顯著改善流變性的鉆井液制備工藝，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，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)按量一次性加入流型穩(wěn)定劑SPC，且控制流型穩(wěn)定劑SPC的加量為4% 6(%，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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顯著改善流變性的鉆井液制備工藝，其特征在于，所述步驟(a)中，基漿為鈉膨潤土。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顯著改善流變性的鉆井液制備工藝，其特征在于，所述步驟(b)中，高速攪拌的時間為IOmin。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顯著改善流變性的鉆井液制備工藝，其特征在于，所述步驟(c)中，低速攪拌的時間為40-60min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顯著改善流變性的鉆井液制備工藝，其特征在于，所述步驟(C)中，反應(yīng)容器為搪瓷杯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種顯著改善流變性的鉆井液制備工藝，其特征在于，所述步驟(h)中，將體系加熱至40°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項所述的一種顯著改善流變性的鉆井液制備工藝，其特征在于，所述步驟(f)中，控制流型穩(wěn)定劑SPC的加量為5%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種顯著改善流變性的鉆井液制備工藝，包括(a)配置質(zhì)鈉膨潤土備用；(b)加入增粘劑PAC-HV并完全溶解；(c)加入降濾失劑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4％～6％的流型穩(wěn)定劑SPC；(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)明通過控制制備過程中的流型穩(wěn)定劑SPC加量，達(dá)到降粘和改善鉆井液體系流變性的目的，不僅能成功制備出抗高溫高密度鉆井液，且制備過程簡單，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性能優(yōu)異，從而滿足了鉆井工程及儲層保護(hù)的需要。
文檔編號C09K8/14GK103045193SQ20111032633
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者張彪 申請人:張彪