一種彈性微球防塌鉆井液的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種用于頁巖氣開發(fā)鉆進頁巖的彈性微球防塌鉆井液，特別適合于微 裂縫發(fā)育的頁巖長水平井段的深部地層的鉆進。
【背景技術】
[0002] 目前隨著非常規(guī)能源頁巖氣在國內的興起，頁巖氣已被證實在我國具有廣泛的開 采前途，是解決目前國內油氣資源緊張，實現油氣增儲上產，保障國家能源安全的重中之 重，與此同時圍繞頁巖氣開發(fā)的一些關鍵科學問題也被提上日程。W往頁巖地層是作為非 儲層進行研究，但隨著頁巖氣的勘探開發(fā)進入工業(yè)開采實質性階段，頁巖地層作為主力儲 層進行開發(fā)，頁巖地層與常規(guī)的水敏性泥頁巖相比，其水敏較弱，巧塌機理也有所偏頗，導 致在進行長水平井鉆井時出現濾液侵入，井壁發(fā)生周期性巧塌，出現時敏性，鉆遇裂縫若不 及時封堵，則會出現井壁跨塌等現象。運種W往只會在大段泥膏巖直井段中偶然出現的狀 況，卻在頁巖氣鉆井過程中成為不可避免的情況，加之是水平井，因此其復雜性更高。
[0003] 目前國內頁巖氣水平井鉆井過程中主要采用移植性和潤滑性較好的油基鉆井液， 但油基鉆井液高成本、高污染是其自然缺陷，水基鉆井液代替其鉆進頁巖地層是必然，目前 在運方面已經取得很多進展。相比油基鉆井液的優(yōu)缺點水基鉆井液優(yōu)點有:①環(huán)保;②天然 氣浸易發(fā)現;③溫度對流變性影響較小;④成本相對低;⑤遇井漏容易處理等。缺點有:①井 壁穩(wěn)定性差;②熱穩(wěn)定性相對較差，易于高溫凝膠化;③抗污染性差，維護處理工作量大;④ 潤滑防卡能力不足。因此，研制一種能適用于頁巖地層的新型水基鉆井液替代油基鉆井液 能夠解決井壁穩(wěn)定、儲層污染等問題則是目前頁巖氣鉆井的關鍵技術，也是國內外頁巖鉆 井的難點所在。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是:為了克服目前使用水基鉆井液鉆進深層頁巖地層時井壁失穩(wěn)問 題，抑制頁巖水化分散，鉆遇裂縫及時封堵，為此特提供一種彈性微球防塌鉆井液。
[0005] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用W下技術方案:一種彈性微球防塌鉆井液，其特征 是制備該鉆井液所用原料的組分及其含量，其質量單位為克：
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[0008] 用氨氧化鋼加水配成質量百分濃度為40%的堿液，調節(jié)體系pH值為9;用鉆井液加 重劑重晶石加重體系密度至1.2-1.3g/cm 3。
[0009] 本發(fā)明一種彈性微球防塌鉆井液的制備方法是：
[0010] 先量取900-1000克的自來水將水溫升至65°C，在低速60化/min電動攬拌下加入 30-60克的鉆井液用膨潤±，攬拌10分鐘加入1.5-3克Na2C〇3再攬拌30分鐘，常溫常壓下預水 化24h;再在低速50化/min電動攬拌下加入30-50克鉆井液用頁巖抑制劑TSG攬拌5分鐘，加 入10-20克鉆井液用降濾失劑SO-I攬拌10分鐘，加入40-50克鉆井液用彈性微球ISP-I攬拌 15分鐘，加入5-10克鉆井液用潤滑降粘劑GFR-7攬拌15分鐘，加入10-20克改性漸青GLA攬拌 20分鐘，然后加入10-30克鉆井液用防塌封堵劑DWF-I攬拌5分鐘；最后用化OH加水配制成質 量百分濃度40 %的堿液，調整體系抑為9，攬拌1小時，用鉆井液用加重劑重晶石加重體系密 度至1.2-1.3g/cm3，制得本彈性微球防塌鉆井液。
[0011] 上述制備方法所用鉆井液用膨潤±、鉆井液用頁巖抑制劑TSG、鉆井液用降濾失劑 SO-I、鉆井液用彈性微球ISP-I、鉆井液用潤滑降粘劑GFR-7、改性漸青GLA、碳酸鋼Na2C〇3、氨 氧化鋼NaOH、鉆井液用防塌封堵劑DWF-1、鉆井液用加重劑均為市場上銷售產品，購置時嚴 格按行業(yè)標準或企標檢驗，合格者才能使用。具體見表1。
[0012] 表1本彈性微球防塌鉆井液基本原料明細表
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[0015]本發(fā)明提供的鉆進頁巖用彈性微球防塌鉆井液與現有所使用的頁巖鉆井液體系 相比有如下優(yōu)點：①具有較強的抑制封堵能力；②防止井壁巧塌;③彈性微球可變形，在裂 縫中充分填充進行封堵;④對環(huán)境污染小，有良好的流變性;⑤采用無巧光材料避免干擾 等。
【具體實施方式】：
[0016]下面結合具體實例對本發(fā)明作進一步的說明 [0017]實例1: 一種彈性微球防塌鉆井液的配制方法。
[001引先量取1000克的自來水將水溫升至65°C，在低速6(K)r/min電動攬拌下加入30克的 鉆井液用膨潤上，攬拌10分鐘加入1.5克化2(X)3再攬拌30分鐘，常溫常壓下預水化2地;再在 低速50化/min電動攬拌下加入30克鉆井液用頁巖抑制劑TSG攬拌5分鐘，加入20克鉆井液用 降濾失劑SO-I攬拌10分鐘，加入50克鉆井液用彈性微球ISP-I攬拌15分鐘，加入5克鉆井液 用潤滑降粘劑GFR-7攬拌15分鐘，加入10克改性漸青GLA攬拌20分鐘，然后加入30克鉆井液 用防塌封堵劑DWF-I攬拌5分鐘；最后用化OH加水配制成質量百分濃度40%的堿液，調整體 系抑為9，攬拌1小時，用鉆井液用加重劑重晶石加重體系密度至1.2g/cm 3，制得本彈性微球 防塌鉆井液。
[0019]實例2:采用XG化一 2型滾子加熱爐對本發(fā)明的彈性微球防塌鉆井液體系進行了滾 動回收率測定。
[0020] 表2巖樣滾動回收率(15(TC/1化）
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[0022] 表3本彈性微球防塌鉆井液體系線性膨脹性實驗結果
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[0024] 由表2、表3本彈性微球防塌鉆井液的滾動回收率及線性膨脹率實驗可知，滾動回 收率達到99% W上，1化線性膨脹率只有18.47%，說明該水基鉆井液體系具有較好的抑制 性能。
【主權項】
1. 一種彈性微球防塌鉆井液，其特征是：制備該鉆井液所用原料的組分及含量為，其質 量單位為克： 氫氧化鈉 分子式NaOH 含量為5-10 鉆井液用頁巖抑制劑 代號TSG 30-50 鈷井液用降濾失劑 代4 SO-1 10-20 鉆井液用彈性微球 代4IS1M 40-50 鉆井液用潤滑降粘劑 代號GFR-7 5-10 改性瀝青 代號GLA 10-20 碳酸鈉 分子式Na2C03: 1.5-3 鉆井液用防塌封堵劑 代號DWF-1 10-30 鉆井液用膨潤土 蒙脫土 30-60 自來水 分子式H20 900-1000 用氫氧化鈉加水配成質量百分濃度為40 %的堿液，調節(jié)體系pH值為9;用鉆井液加重劑 重晶石加重體系密度至1 · 2-1 · 3g/cm3〇2. -種如權利要求1所述鉆井液的配制方法，其特征是:先量取900-1000克的自來水將 水溫升至65°C，在低速600r/min電動攪拌下加入30-60克的鉆井液用膨潤土，攪拌10分鐘加 入1.5-3克Na2C0 3再攪拌30分鐘，常溫常壓下預水化24h;再在低速500r/min電動攪拌下加入 30-50克鉆井液用頁巖抑制劑TSG攪拌5分鐘，加入10-20克鉆井液用降濾失劑S0-1攪拌10分 鐘，加入40-50克鉆井液用彈性微球ISP-1攪拌15分鐘，加入5-10克鉆井液用潤滑降粘劑 GFR-7攪拌15分鐘，加入10-20克改性瀝青GLA攪拌20分鐘，然后加入10-30克鉆井液用防塌 封堵劑DWF-1攪拌5分鐘；最后用NaOH加水配制成質量百分濃度40 %的堿液，調整體系pH為 9，攪拌1小時，用鉆井液用加重劑重晶石加重體系密度至1.2-1.3g/cm3，制得本彈性微球防 塌鉆井液。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于頁巖氣開發(fā)鉆進頁巖的彈性微球防塌鉆井液，它克服井壁失穩(wěn)問題，抑制頁巖地層水化坍塌，鉆遇裂縫能及時封堵。其技術方案是制備該鉆井液所用原料的組分及其含量為，質量單位為克：自來水900?1000；鉆井液用膨潤土30?60；Na2CO3 1.5?3；鉆井液用頁巖抑制劑TSG 30?50；降濾失劑SO?1 10?20；鉆井液用彈性微球ISP?1 40?50；鉆井液用潤滑降粘劑GFR?7 5?10；改性瀝青GLA 10?20；鉆井液用防塌封堵劑DWF?1 10?30；用NaOH加水配制成質量百分濃度40％的堿液，調整體系pH為9，攪拌1小時，用鉆井液用加重劑重晶石加重體系密度至1.2?1.3g/cm3，制得本鉆井液。本鉆井液體系對環(huán)境污染小，有良好的流變性、低熒光、抑制封堵能力強，用于頁巖鉆井。
【IPC分類】C09K8/24
【公開號】CN105713583
【申請?zhí)枴緾N201610142027
【發(fā)明人】白楊, 石晛, 王平全, 陳婷, 陶鵬, 敬玉娟, 余冰洋, 楊萍, 胡亞琴
【申請人】西南石油大學