一種鉆井液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鉆井液及其制備方法，涉及鉆井【技術(shù)領(lǐng)域】，解決了現(xiàn)有的鉆井液對高滲透砂巖儲層損害嚴(yán)重的問題。本發(fā)明的主要技術(shù)方案為：鉆井液包括基液及鉆井液處理劑，基液包括90-100重量份的水、0.1-1重量份的堿、0.1-0.9重量份的碳酸鹽及1-10重量份的氯化鹽；基液與鉆井液處理劑的質(zhì)量百分比為100：(1-10)。本發(fā)明提供的鉆井液具有優(yōu)異的降失水性及流變性，其能保護低滲透、中滲透砂巖的油氣層，還能降低對高滲透砂巖油氣層的損害，以更好地保護巖石儲層。
【專利說明】一種鉆井液及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉆井【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種鉆井液及鉆井液的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]自從石油工業(yè)延生以來，油氣層保護就是石油工程師所致力實現(xiàn)的目標(biāo)，但鉆井過程中會造成油氣層損害(即，油氣層滲透率下降)。鉆井的目的是交給試用或采油部門一口無損害或低損害的油氣井，鉆井中對油氣層的損害不僅影響油氣層的發(fā)現(xiàn)，還影響油井的產(chǎn)量。而鉆井液是鉆井工程的血液，鉆開油氣層時，在正壓差、毛管力作用下，鉆井液中的固相進入油氣層造成孔喉堵塞，液相進入油氣層與油氣層巖石和流體作用，破壞油氣層原有的平衡，從而誘發(fā)油氣層潛在損害因素，造成油氣層滲透率下降。
[0003]為了解決油氣層損害問題，鉆井技術(shù)人員通過長期不懈的努力，研究出幾種類型保護油氣層的鉆井液，從而在油氣層保護技術(shù)上有了很大的進展。目前保護油氣層的鉆井液主要有無膨潤土聚合物暫堵型鉆井液、正電膠鉆井液、甲酸巖鉆井液及低毒無熒光油包水乳化鉆井液等。
[0004]而對于高滲透砂巖儲層，由于儲層砂巖孔喉大小的分布范圍很廣，與低滲透砂巖儲層相比，其在鉆井施工過程中實施暫堵的難度更大。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上述類型的鉆井液可用于保護低滲透、中滲透砂巖儲層的油氣層，但對高滲透砂巖儲層的油氣層損害仍然較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種鉆井液及其制備方法，主要目的是使鉆井液不僅能保護低滲透、高滲透砂巖的油氣層，還能降低對高滲透砂巖油氣層的損害，以更好地保護巖石儲層。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案:
[0007]—方面，本發(fā)明實施例提供一種鉆井液，包括基液及鉆井液處理劑；
[0008]所述基液包括下列重量份的組分:
[0009]水90-100 份；
[0010]堿0.1-1 份;
[0011]碳酸鹽0.1-0.9份；以及
[0012]氯化鹽1-10份；
[0013]其中，所述基液與鉆井液處理劑的質(zhì)量比為100: (1-10)。
[0014]優(yōu)選地，所述基液包括下列重量份的組分:
[0015]水90-100 份；
[0016]喊0.2~0.5 份；
[0017]碳酸鹽0.3-0.6 ;以及
[0018]氯化鹽5-10份。
[0019]所述基液與鉆井液處理劑的質(zhì)量比為100: (3-6)。
[0020]優(yōu)選地，所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種；
[0021]所述碳酸鹽為碳酸鈉、重碳酸鈉、堿式碳酸鈉、堿式碳酸鋅中的一種或幾種；
[0022]所述氯化物為氯化鈉、氯化鉀中的一種或兩種。
[0023]優(yōu)選地，所述鉆井液處理劑包括下列重量份的組分
[0024]增粘劑0.5-1.5 份；
[0025]纖維2-5 份；
[0026]降失水劑2-8份；
[0027]包被劑4-10份；以及
[0028]成膜劑4-10份。
[0029]優(yōu)選地，XC生物聚合物、羥乙基纖維素、丙烯酸鹽中的一種或幾種。
[0030]優(yōu)選地，纖維為羧甲基羥乙基纖維。
[0031]優(yōu)選地，所述降失水劑為聚陰離子纖維素、水解聚丙烯銨鹽中的一種或兩種。
[0032]優(yōu)選地，所述包被劑為羥乙基纖維素。
[0033]優(yōu)選地，所述成膜劑的型號為LIQU1-VIS。
[0034]另一方面，本發(fā)明實施例還提供一種鉆井液的制備方法，該方法包括:
[0035]按上述配比將堿、碳酸鹽、氯化鹽加入至水中，得到基液；
[0036]按照上述配比將增粘劑、纖維、降失水劑、包被劑及成膜劑混合均勻，得到鉆井液處理劑；
[0037]將基液和鉆井液處理劑按照上述配比混合，攪拌均勻，得到鉆井液。
[0038]本發(fā)明實施例提出的鉆井液主要包括按照一定比例混合的基液和鉆井液處理劑，基液包括水、堿、碳酸鹽及氯化鹽；其中，基液中的各組分與鉆井液處理劑各組分之間發(fā)生協(xié)同作用，使得本發(fā)明的鉆井液對巖層具有優(yōu)異的防止濾液浸入能力、封堵和降失水能力，使其不僅能保護低滲透、高滲透砂巖的油氣層，還能降低對高滲透砂巖油氣層的損害，以更好地保護巖石儲層。
[0039]進一步地，本發(fā)明鉆井液中的增粘劑采用XC生物聚合物、羥乙基纖維素、丙烯酸鹽的混合組分時時，可提高鉆井液的粘度，且流動性良好。
[0040]進一步地，本發(fā)明中的降失水劑為高粘度聚陰離子纖維素、水解聚丙烯銨鹽中的一種或兩種，加入降失水劑能在井壁上形成薄而堅、滲透性低的慮餅，使濾失量降低，從而可以很好地保護油層。另外，根據(jù)儲層空隙分布特點，聚陰離子纖維素，能夠調(diào)整鉆井液的固相粒度分布，使之與油層孔喉直徑分布相符，實現(xiàn)有效暫堵，同時利用成膜劑的膜結(jié)構(gòu)特性，既參與油層孔喉的封堵，又堵塞剛性顆粒間的微孔隙，從而提高了封堵效果，保護了油氣層。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1為本發(fā)明的一實施例示意圖；
[0042]圖2為本發(fā)明另一實施例示意圖。

【具體實施方式】
[0043]為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的一種鉆井液的制備方法【具體實施方式】、特征及其功效，詳細(xì)說明如下。
[0044]步驟一，制備基液
[0045]該步驟中的基液主要由水、堿、碳酸鹽、氯化鹽組成。其中，水、堿、碳酸鹽、氯化鹽的質(zhì)量比為(90-100):(0.1-1):(0.1-0.9): (1-10);優(yōu)選地，水、堿、碳酸鹽、氯化鹽的質(zhì)量比為 100: (0.2-0.5): (0.3-0.6): (5-10)。
[0046]該步驟中的水可以為淡水,也可以為鹽水，或者海水。
[0047]該步驟中的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種。氫氧化鈉在鉆井液中的主要作用是:提供氫氧根離子，遇到二價陽離子可形成低溶解度或難溶的氫氧化物，控制陽離子濃度；將鉆井液中的難溶有機酸轉(zhuǎn)化成易溶于水的鹽；分散和活化粘土 ；增強鉆井液處理劑的功能。氫氧化鉀的作用基本上與氫氧化鈉相似，其還可以提供大量的鉀離子，增加防塌效果。
[0048]該步驟中的碳酸鹽為碳酸鈉、重碳酸鈉、堿式碳酸鈉及堿式碳酸鋅中的一種或幾種。在鉆井液中加入適量的碳酸鈉可降低巖漿的濾失量；在鉆水泥塞或鉆井液受到鈣侵時，加入適量純堿使鈣離子沉淀成碳酸鈣，從而使鉆井液性能變好。
[0049]該步驟中的氯化鹽為氯化鈉、氯化鉀中的一種或幾種。鉆井液中的氯化鈉可以防止巖鹽井段溶解，并抑制井壁泥頁巖水化膨脹，可以保護油氣層。鉆井液中所包含的氯化鉀具有較強的抑制頁巖滲透水化能力，降低鉆井液濾失量，另外其主要提供鉀離子，可顯著降低固相顆粒粒度，有助于進入地層空隙和裂縫內(nèi)部，提高封堵效率和強度。
[0050]按照上述配比，將堿、碳酸鹽、氯化鹽加入水中，充分?jǐn)嚢璧玫交骸?br> [0051]步驟二，制備鉆井液處理劑
[0052]該步驟中的鉆井液處理劑主要由增粘劑、纖維、頁巖抑制劑、油層保護劑、降失水劑、包被劑、成膜劑組成。其中，增粘劑、纖維、頁巖抑制劑、油層保護劑、降失水劑、包被劑、成膜劑的質(zhì)量為 I: (2-5): (2-8):(4-10): (4-10) 0
[0053]另外，該步驟中的增粘劑選用XC生物聚合物、羥乙基纖維素、丙烯酸鹽中的一種，優(yōu)選為的XC生物聚合物，XC生物聚合物的親水性很強，沒有任何的毒副作用，由于其強假塑性，低濃度的Xe生物聚合物溶液表現(xiàn)出有較高的粘度和良好的流變性，可用于保持鉆井液的粘度，并控制其流變性能。較佳地，該步驟中的XC生物聚合物的型號為NEW-XC，由淄博中軒生物有限公司生產(chǎn)。
[0054]該步驟中的纖維優(yōu)選為羧甲基羥乙基纖維(CMHEC)，由湖北祥泰化工有限公司生產(chǎn)，羧甲基羥乙基是離子型雙基取代的纖維素混合醚，兼有離子型和非離子型的特型，其用于提聞鉆井液的粘度。
[0055]該步驟中的降失水劑為聚陰離子纖維素、磺甲基褐煤、水解聚丙烯銨鹽中的一種或幾種，能大幅度低失水而粘度效應(yīng)很小，反絮凝作用小，其通過在井壁上形成低滲透率、柔韌、薄而致密的濾膜，盡可能降低鉆井液的濾失量。
[0056]降失水劑優(yōu)選為高粘度聚陰離子纖維素(山東得順源化學(xué)公司生產(chǎn))，加入高粘度聚陰離子纖維素的鉆井液能在井壁上形成薄而堅、滲透性低的慮餅，使濾失量降低，從而可以很好地保護油層。另外，根據(jù)儲層空隙分布特點，選擇型號為DRISPAC-R的聚陰離子纖維素，調(diào)整鉆井液的固相粒度分布，使之與油層孔喉直徑分布相符，實現(xiàn)有效暫堵，同時利用成膜劑的膜結(jié)構(gòu)特性，既參與油層孔喉的封堵，又堵塞剛性顆粒間的微孔隙，從而提高了封堵效果，保護了油氣層。
[0057]該步驟中的包被劑選用部分水解聚丙烯酰胺PHPA、聚丙烯酰胺PAM、羥乙基纖維素中的一種或幾種，且優(yōu)選使用由加拿大勞恩化學(xué)公司生產(chǎn)的型號為LIQU1-VIS的包被劑。
[0058]該步驟中的成膜劑選用石棉纖維，型號為LIQU1-VIS，由美國蘭德化學(xué)公司生產(chǎn)。
[0059]步驟三，制備鉆井液
[0060]將步驟一制備的基液和步驟二制備的鉆井液處理劑混合，攪拌均勻得到鉆井液。
[0061]本發(fā)明提供的鉆井液中基液的組分與鉆井液處理劑的各組分發(fā)生協(xié)同作用，使得本發(fā)明的鉆井液不僅能保護低滲透、高滲透砂巖的油氣層，還能降低對高滲透砂巖油氣層的損害，以更好地保護巖石儲層
[0062]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明。
[0063]實施例1
[0064]步驟1，將0.3重量份的氫氧化鈉、0.4重量份的碳酸鈉、8重量份的氯化鉀加入至100重量份的水中，攪拌均勻得到基液。
[0065]步驟2，將I重量份的XC生物聚合物、3重量份的羧甲基羥乙基纖維、5重量份的聚陰離子纖維素、5重量份的羥乙基纖維素、5重量份的成膜劑(型號為LIQU1-VIS)石棉纖維依次加入到干粉混料機內(nèi)，攪拌20-40分鐘后得到鉆井液處理劑。
[0066]步驟3，向100重量份的基液中加入5重量份的鉆井液，攪拌均勻后得到鉆井液。
[0067]實施例2
[0068]步驟1，將0.3重量份的氫氧化鈉、0.4重量份的碳酸鈉、8重量份的氯化鉀加入至100重量份的水中，攪拌均勻得到基液。
[0069]步驟2，將0.6重量份的XC生物聚合物、0.4重量份的羥乙基纖維素、0.4重量份的丙烯酸鹽、3重量份的羧甲基羥乙基纖維、5重量份的聚陰離子纖維素、5重量份的羥乙基纖維素、5重量份的成膜劑(型號為LIQU1-VIS)依次加入到干粉混料機內(nèi)，攪拌20-40分鐘后得到鉆井液處理劑。
[0070]步驟3，向100重量份的基液中加入5重量份的鉆井液，攪拌均勻后得到鉆井液。
[0071]實施例3
[0072]步驟1，將0.3重量份的氫氧化鈉、0.4重量份的碳酸鈉、8重量份的氯化鉀加入至100重量份的水中，攪拌均勻得到基液。
[0073] 步驟2，將0.5重量份的羥乙基纖維素、0.5重量份的丙烯酸鹽、3重量份的羧甲基羥乙基纖維、5重量份的聚陰離子纖維素、5重量份的羥乙基纖維素、5重量份的成膜劑(型號為LIQU1-VIS)依次加入到干粉混料機內(nèi)，攪拌20-40分鐘后得到鉆井液處理劑。
[0074]步驟3，向100重量份的基液中加入5重量份的鉆井液，攪拌均勻后得到鉆井液。
[0075]實施例4
[0076]步驟1，將0.3重量份的氫氧化鈉、0.4重量份的碳酸鈉、6重量份的氯化鉀加入至100重量份的水中，攪拌均勻得到基液。
[0077]步驟2，將I重量份的XC生物聚合物、3重量份的羧甲基羥乙基纖維、3重量份的聚陰離子纖維素、2重量份的水解聚丙烯銨鹽、6重量份的羥乙基纖維素、5重量份的成膜劑(型號為LIQU1-VIS)依次加入到干粉混料機內(nèi)，攪拌20-40分鐘后得到鉆井液處理劑。
[0078]步驟3，向100重量份的基液中加入5重量份的鉆井液，攪拌均勻后得到鉆井液。
[0079]實施例5
[0080]步驟1，將0.3重量份的氫氧化鈉、0.4重量份的碳酸鈉、6重量份的氯化鉀加入至100重量份的水中，攪拌均勻得到基液。
[0081]步驟2，將I重量份的XC生物聚合物、3重量份的羧甲基羥乙基纖維、5重量份的水解聚丙烯銨鹽、6重量份的羥乙基纖維素、5重量份的成膜劑(型號為LIQU1-VIS)依次加入到干粉混料機內(nèi)，攪拌20-40分鐘后得到鉆井液處理劑。
[0082]步驟3，向100重量份的基液中加入5重量份的鉆井液，攪拌均勻后得到鉆井液。
[0083]實施例6
[0084]步驟1，將0.3重量份的氫氧化鈉、0.4重量份的碳酸鈉、6重量份的氯化鉀加入至100重量份的水中，攪拌均勻得到基液。
[0085]步驟2，將I重量份的XC生物聚合物、3重量份的羧甲基羥乙基纖維、5重量份的聚陰離子纖維素、6重量份的羥乙基纖維素依次加入到干粉混料機內(nèi)，攪拌20-40分鐘后得到鉆井液處理劑。
[0086]步驟3，向100重量份的基液中加入5重量份的鉆井液，攪拌均勻后得到鉆井液。
[0087]比較例I
[0088]將0.5重量份的氫氧化鈉、0.3重量份的碳酸鈉、5重量份的氯化鉀加入至100重量份的水中，攪拌均勻得到鉆井液。該比較例I中的鉆井液未加入鉆井液處理劑，以和上述實施例進行對比。
[0089]比較例2
[0090]向水中加入0.3%的正電膠、4%的預(yù)水化膨潤土漿、0.4%的降濾失劑、0.2%的降粘劑，攪拌均勻后得到正電膠鉆井液。
[0091]實施例7
[0092]利用鉆井液比重秤分別測定實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5、實施例6及比較例1、比較例2制備的鉆井液的密度，測定結(jié)果如表1所示。
[0093]利用高溫高壓濾失儀分別測定實施例1、實施例2、實施例3、實施例4、實施例5及比較例1、比較例2制備的鉆井液的高溫高壓濾失量(HTHP濾失量)及清水的濾失量。測試溫度分別為65°C、90°C，測試壓力為3.5MP，測定結(jié)果如表1所示。其中，在高溫高壓濾失儀測定相應(yīng)的鉆井液的高溫高壓濾失量后，向高溫高壓濾失儀中加入清水，測定出相應(yīng)的鉆進液的清水濾失量。
[0094]表1為實施例-實施例5及比較例I制備的鉆井液的密度及濾失量測定結(jié)果
[0095]

【權(quán)利要求】
1.一種鉆井液，其特征在于，包括基液及鉆井液處理劑； 所述基液包括下列重量份的組分: 水 90-100 份； 堿0.1-1份； 碳酸鹽0.1-0.9份；以及 氯化鹽1-1O份； 其中，所述基液與鉆井液處理劑的質(zhì)量比為100: (1-10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液，其特征在于，所述基液包括下列重量份的組分: 水 90-100 份；
喊 0.2-0.5 份； 碳酸鹽0.3-0.6 ;以及 氯化鹽5-10份。 所述基液與鉆井液處理劑的質(zhì)量比為100: (3-6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液，其特征在于， 所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種； 所述碳酸鹽為碳酸鈉、重碳酸鈉、堿式碳酸鈉、堿式碳酸鋅中的一種或幾種； 所述氯化鹽為氯化鈉、氯化鉀中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的鉆井液，其特征在于，所述鉆井液處理及包括下列重量份的組分: 增粘劑0.5-1.5份； 纖維2-5份； 降失水劑2-8份； 包被劑4-10份；以及 成膜劑4-10份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆井液，其特征在于，所述增粘劑為XC生物聚合物、羥乙基纖維素、丙烯酸鹽中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆井液，其特征在于，所述纖維為羧甲基羥乙基纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆井液，其特征在于，所述降失水劑為聚陰離子纖維素、水解聚丙烯銨鹽中的一種或兩種。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆井液，其特征在于，所述包被劑為羥乙基纖維素。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆井液，其特征在于，所述成膜劑的型號為LIQU1-VIS。
10.一種鉆井液的制備方法，其特征在于，包括: 按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的配比將堿、碳酸鹽、氯化鹽加入至水中，得到基液；按照權(quán)利要求4的配比將增粘劑、纖維、降失水劑、包被劑及成膜劑混合均勻，得到鉆井液處理劑； 將基液和鉆井液處理劑按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的配比混合，攪拌均勻，得到鉆井液。
【文檔編號】C09K8/12GK104178095SQ201410453464
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】李占國, 唐燕, 游成鳳 申請人:安東石油技術(shù)（集團）有限公司