一種超高密度抗高溫飽和鹽水鉆井液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油勘探開(kāi)發(fā)用鉆井液技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種超高密度抗高溫飽和鹽 水鉆井液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在超深井鹽骨層等復(fù)雜井的勘探開(kāi)發(fā)中，鉆井液所面臨的商溫、商壓、商礦化度等 環(huán)境因素影響是目前公認(rèn)的世界級(jí)難題。
[0003] 目前采用的抗高溫高密度鉆井液多為聚磺鉆井液體系，在高密度條件下鉆井液體 系中固相含量高、自由水相少，加之聚磺處理劑在高溫高礦化度條件下易發(fā)生高溫過(guò)度交 聯(lián)，引起鉆井液體系嚴(yán)重增稠，流變性控制困難，處理頻繁，使鉆井作業(yè)無(wú)法正常進(jìn)行。因 此，如何解決鉆井液在高溫高壓高礦化度條件下的流變性和濾失性，是深井、超深井鉆井液 技術(shù)面臨的首要問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述技術(shù)難題，本發(fā)明的目的在于提供一種超高密度抗高溫飽和鹽水鉆井 液，通過(guò)交聯(lián)抑制劑的加入，得到一種抗高溫能力強(qiáng)、可控密度高、抗鹽能力強(qiáng)且具有良好 的流變性的超高密度抗高溫飽和鹽水鉆井液。本發(fā)明的目的還在于提供上述鉆井液的制備 方法。
[0005] 首先，一種超高密度抗高溫飽和鹽水鉆井液，各組分質(zhì)量百分比為： 鈉基膨潤(rùn)土 ：1. 5%-4% ; 抗高溫磺化類降濾失劑：8%_14% ; 乳化浙青：2%_3% ; 潤(rùn)滑劑：2%_3% ; pH 調(diào)節(jié)劑：0· 2%-1· 5% ; 乳化劑：〇· 2%-L 0% ; 無(wú)機(jī)鹽：20%-30% ; 加重劑：20%_40% ; 其余為水。
[0006] 上述方案還包括：交聯(lián)抑制劑：0· 2%-1· 0%。
[0007] 所述的抗高溫磺化類降濾失劑是由磺甲基酚醛樹(shù)脂、磺化褐煤樹(shù)脂和磺甲基腐殖 酸鉻組成。
[0008] 所述的乳化浙青軟化點(diǎn)為160°C -200°c。
[0009] 所述的潤(rùn)滑劑為抗高溫白油潤(rùn)滑劑。
[0010] 所述的PH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉。
[0011] 所述的乳化劑為SP80。
[0012] 所述的無(wú)機(jī)鹽為氯化鈉和氯化鉀組成。
[0013] 所述的加重劑為重晶石粉和鐵礦石粉的一種或兩種。
[0014] 所述的交聯(lián)抑制劑為焦亞硫酸鈉和三聚甲醛組成。
[0015] 上述方案進(jìn)一步包括； 其中所述的抗高溫磺化類降濾失劑是由磺甲基酚醛樹(shù)脂、磺化褐煤樹(shù)脂和磺甲基腐殖 酸鉻按質(zhì)量比為4_8 :2_3 :2_3組成。
[0016] 所述的交聯(lián)抑制劑為焦亞硫酸鈉和三聚甲醛按質(zhì)量比為5-7 :1組成。
[0017] 所述的無(wú)機(jī)鹽為氯化鈉和氯化鉀按質(zhì)量比為22-25:5-7組成。
[0018] 添加 pH調(diào)節(jié)劑后的鉆井液體系的pH為9-10。
[0019] 所述的加重劑為重晶石粉和鐵礦石粉按質(zhì)量比為1:2-3復(fù)配。
[0020] 所述的重晶石粉的密度在4. 20g/cm3以上，純度在95%以上；所述的鐵礦石粉的密 度在4. 80 g/cm3以上。
[0021] 按照上述方案的超高密度抗高溫飽和鹽水鉆井液的制備方法包括： 一種是針對(duì)無(wú)交聯(lián)抑制劑的情形，將上述比例的水放入攪拌容器中，邊攪拌邊加入鈉 基膨潤(rùn)土，繼續(xù)攪拌15-25分鐘后，停止攪拌，密閉養(yǎng)護(hù)24小時(shí)以上得到預(yù)水化膨潤(rùn)土漿； 在轉(zhuǎn)速為10000-12000轉(zhuǎn)/分的高速攪拌狀態(tài)下，向預(yù)水化膨潤(rùn)土漿中按照上述比例 依次加入pH調(diào)節(jié)劑、抗高溫磺化類降濾失劑、乳化劑、乳化浙青、潤(rùn)滑劑，每加入一種材料 攪拌20-40分鐘，全部加完后繼續(xù)攪拌50-70分鐘，再加入無(wú)機(jī)鹽，高速攪拌20-40分鐘后， 最后加入加重劑，得到超高密度抗高溫飽和鹽水鉆井液。
[0022] 另一種是針對(duì)有交聯(lián)抑制劑的情形，將上述比例的水放入攪拌容器中，邊攪拌邊 加入鈉基膨潤(rùn)土，繼續(xù)攪拌15-25分鐘后，停止攪拌，密閉養(yǎng)護(hù)24小時(shí)以上得到預(yù)水化膨潤(rùn) 土楽； 在轉(zhuǎn)速為10000-12000轉(zhuǎn)/分的高速攪拌狀態(tài)下，向預(yù)水化膨潤(rùn)土漿中按照上述比 例依次加入PH調(diào)節(jié)劑、抗高溫磺化類降濾失劑、交聯(lián)抑制劑、乳化劑、乳化浙青、潤(rùn)滑劑，每 加入一種材料攪拌20-40分鐘，全部加完后繼續(xù)攪拌50-70分鐘，再加入無(wú)機(jī)鹽，高速攪拌 20-40分鐘后，最后加入加重劑，得到超高密度抗高溫飽和鹽水鉆井液。
[0023] 本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有以下有益效果：本發(fā)明提供的鉆井液是能夠在超深 井鹽膏層等復(fù)雜井鉆井中使用的高密度鉆井液，具有較高的熱穩(wěn)定性，能夠保持良好的流 變性，克服了普通飽和鹽水聚磺鉆井液抗溫抗鹽能力有限，密度調(diào)節(jié)能力較低，易高溫增稠 引起流變性難以控制，維護(hù)周期頻繁等難題。本發(fā)明超高密度抗高溫飽和鹽水鉆井液適用 于I. 8-2. 55g/cm3的密度條件下，抗溫能力達(dá)200°C。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025] 實(shí)施例1 : 本實(shí)施例提供了一種密度為2. 25g/cm3抗高溫150°C的超高密度抗高溫飽和鹽水鉆井 液，其中各組分的質(zhì)量百分比為： 鈉基膨潤(rùn)土 ：2. 5%、抗高溫磺化類降濾失劑9% (磺甲基酚醛樹(shù)脂：4. 0%、磺化褐煤樹(shù)脂： 3. 0%和磺甲基腐殖酸鉻：2· 0%)、乳化浙青(軟化點(diǎn)為160°C) :3· 0%、潤(rùn)滑劑：2· 0%、pH調(diào)節(jié) 齊[J :0. 9%、乳化劑：1. 0%、無(wú)機(jī)鹽（NaCl :22. 0%和KCl :7. 0%)、水：余量。最后添加加重劑(重 晶石粉和鐵礦石粉比例為I :2)將鉆井液體系的密度調(diào)整至2. 25g/ cm3。
[0026] 實(shí)施例2 : 本實(shí)施例提供了一種密度為2. 55g/cm3抗高溫150°C的超高密度抗高溫飽和鹽水鉆井 液，其中各組分的質(zhì)量百分比為： 鈉基膨潤(rùn)土 ：2. 5%、抗高溫磺化類降濾失劑(磺甲基酚醛樹(shù)脂：4. 0%、磺化褐煤樹(shù)脂： 2. 0%和磺甲基腐殖酸鉻：2· 0%)、乳化浙青(軟化點(diǎn)為180°C) :2· 5%、潤(rùn)滑劑：2· 0%、pH調(diào)節(jié) 齊[J :0. 8%、乳化劑：0. 5%、無(wú)機(jī)鹽（NaCl :20. 0%和KCl :5. 0%)、水：余量。最后添加加重劑(重 晶石粉和鐵礦石粉比例為1 :3)將鉆井液體系的密度調(diào)整至2. 55g/ cm3。
[0027] 針對(duì)實(shí)施例1和2的制備方法是將上述比例的水放入攪拌容器中，邊攪拌邊加入 鈉基膨潤(rùn)土，繼續(xù)攪拌20分鐘后，停止攪拌，密閉養(yǎng)護(hù)24小時(shí)以上得到預(yù)水化膨潤(rùn)土漿； 在轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)/分的高速攪拌狀態(tài)下，向預(yù)水化膨潤(rùn)土漿中按照上述比例依次加 入pH調(diào)節(jié)劑、抗高溫磺化類降濾失劑、乳化劑、乳化浙青、潤(rùn)滑劑，每加入一種材料攪拌30 分鐘,全部加完后繼續(xù)攪拌60分鐘，再加入無(wú)機(jī)鹽，高速攪拌30分鐘后，最后加入加重劑， 得到超高密度抗高溫飽和鹽水鉆井液。
[0028] 實(shí)施例3 : 本實(shí)施例提供了一種密度為2. 30g/cm3抗高溫180°C的超高密度抗高溫飽和鹽水鉆井 液，其中各組分的質(zhì)量百分比為： 鈉基膨潤(rùn)土 ：2. 0%、抗高溫磺化類降濾失劑(磺甲基酚醛樹(shù)脂：6. 0%、磺化褐煤樹(shù)脂： 2. 0%和磺甲基腐殖酸鉻：3. 0%)、交聯(lián)抑制劑(焦亞硫酸鈉和三聚甲醛按質(zhì)量比為5 :1組 成）:0. 3%、乳化浙青(軟化點(diǎn)為180°C):2. 0%、潤(rùn)滑劑：2. 0%、ρΗ調(diào)節(jié)劑：1. 1%、乳化劑：0. 5%、 無(wú)機(jī)鹽（NaCl :22. 0%和KCl :7. 0%)、水：余量。最后添加加重劑(重晶石粉和鐵礦石粉比例 為1 :2)將鉆井液體系的密度調(diào)整至2. 30g/ cm3。
[0029] 實(shí)施例4 : 本實(shí)施例提供了一種密度為2. 53g/cm3抗高溫180°C的超高密度抗高溫飽和鹽水鉆井 液，其中各組分的質(zhì)量百分比為： 鈉基膨潤(rùn)土 ：1. 5%、抗高溫磺化類降濾失劑(磺甲基酚醛樹(shù)脂：4. 5%、磺化褐煤樹(shù)脂： 2. 5%和磺甲基腐殖酸鉻：3. 0%)、交聯(lián)抑制劑(焦亞硫酸鈉和三聚甲醛按質(zhì)量比為7 :1組 成）:1. 0%、乳化浙青(軟化點(diǎn)為180°C):2. 0%、潤(rùn)滑劑：2. 0%、ρΗ調(diào)節(jié)劑：1. 1%、乳化劑：0. 5%、 無(wú)機(jī)鹽（NaCl :20. 0%和KCl :7.