一種智能封堵水基鉆井液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)屬于石油開發(fā)鉆井液技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可穩(wěn)定泥頁(yè)巖井壁的智能封堵水 基鉆井液。
【背景技術(shù)】
[0002] 井壁穩(wěn)定與鉆井液濾液侵入或漏失關(guān)系密切，通常認(rèn)為大的漏失難堵而小的漏失 易堵，所以在開發(fā)作業(yè)中極少關(guān)注微小的鉆井液損失。然而事實(shí)卻截然相反，越是微小的泄 漏越是難以治理，如防洪大堤潰于蟻穴。泥頁(yè)巖孔徑通常在幾百納米到幾個(gè)微米，滲透率為 納達(dá)西級(jí)（K = 10 21~10 9D)，通常被地層水飽和，不可壓縮，故極小的侵入量也可極大的改 變其應(yīng)力平衡狀態(tài)，使其逐步失穩(wěn)。
[0003] 國(guó)內(nèi)主要通過強(qiáng)抑制、強(qiáng)封堵、成膜封堵等技術(shù)措施應(yīng)對(duì)泥頁(yè)巖井壁失穩(wěn)，其本質(zhì) 主要是強(qiáng)調(diào)外部封堵，但對(duì)深入泥頁(yè)巖內(nèi)部則能力有限甚至無(wú)能為力，即難以通過改變基 質(zhì)地層本身的性能（滲透率、強(qiáng)度），達(dá)到延緩或阻止濾液向地層侵入，實(shí)現(xiàn)地層長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn) 定性能的目的。
[0004] 另外，國(guó)內(nèi)外普遍采用油基鉆井液解決泥頁(yè)巖井壁穩(wěn)定問題，但是油基鉆井液配 制成本高，環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)高，隨著各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，其應(yīng)用越來(lái)越受到限制，因 此，大力發(fā)展性能接近油基的水基鉆井液是主要方向。
[0005] 因此，需要開發(fā)一種可以深入泥頁(yè)巖內(nèi)部的智能封堵水基鉆井液。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本申請(qǐng)的目的是提供一種能夠解決上述問題的智能封堵水基鉆井液。
[0007] 本申請(qǐng)所提供的智能封堵水基鉆井液，包括以下重量份的各組分：
[0008] 海水或淡水 100# 納基膨潤(rùn)土 1~5儉 pH值調(diào)節(jié)劑 份 降失.水猶 0.5H2 # 流型調(diào)節(jié)劑 0.1~0.6份 水活度調(diào)節(jié)劑 545 # 封諸劑 1~4份 封堵防塌劑 14僚 頁(yè)巖抑制劑 l··#份 頁(yè)巖包被劑 0.2~1份。
[0009] 在一些實(shí)施方式中，所述智能封堵水基鉆井液，包括以下重量份的各組分：
[0010] 海水或淡水 100份 鈉基膨潤(rùn)土 2~3份 pH值調(diào)節(jié)劑 0.3~0.5粉 降失水劑 0.5-1份 流型調(diào)節(jié)劑 0.2~0.4份 水活度調(diào)節(jié)劑 10~20份 封堵劑 2~3份 封堵防塌劑 2~3份 頁(yè)巖抑制劑 2~3份 頁(yè)巖包被劑： 0.2~05份。
[0011] 優(yōu)選地，所述智能封堵水基鉆井液，包括以下重量份的各組分：
[0012] 海水或淡水 100份 姻基摩潤(rùn)土 3份
[0013] pH值調(diào)節(jié)劑 0.3份 降失水劑 0.5份 流型調(diào)節(jié)劑 0.2份 水活性調(diào)節(jié)劑 20份 封堵劑 3份 封堵防塌劑 3份 頁(yè)巖抑制劑 3份 頁(yè)巖包被劑 0.2份。
[0014] 所述封堵劑可以為本領(lǐng)域常用的封堵劑，例如購(gòu)買自天津中海油服化學(xué)有限公司 的 PF-SmartSeal〇
[0015] 在一些實(shí)施方式中，所述封堵劑可以選自單糖、己糖酸鹽、均一性多糖、兩性氫氧 化物、腐殖酸和腐殖酸鹽中的一種或多種。
[0016] 所述封堵防塌劑可以為本領(lǐng)域常用的封堵防塌劑。
[0017] 在一些實(shí)施方式中，所述封堵防塌劑可以為可變形封堵防塌劑。
[0018] 優(yōu)選地，所述可變形封堵防塌劑由10~90重量份的微米級(jí)不可變形材料、20~ 80重量份的納米級(jí)可變形可再分散聚合物和10~60重量份的天然高分子改性材料組成， 其中所述微米級(jí)不可變形材料選自呈微米級(jí)的顆粒形式的木棉短纖維、碳酸鈣、重晶石、大 理石、云母、蛭石、石英、鋸末、亞麻纖維、花生殼、玉米芯、紙纖維、甘蔗渣、棉籽殼、石棉粉、 稻殼、賽璐珞、玻璃紙和魚鱗中的一種或多種，所述納米級(jí)可變形可再分散聚合物選自納米 級(jí)的聚甲基丙烯酸甲酯、聚異戊二烯、聚二甲基硅氧烷和其共聚物、聚乙烯、羧基化的苯乙 烯/ 丁二烯共聚物、苯乙烯/ 丁二烯共聚物、聚乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯/氯乙烯/ 乙烯共聚物、乙烯/氯乙烯/醋酸乙烯共聚物、醋酸乙烯酯/高級(jí)脂肪酸乙烯酯共聚物、乙 烯/氯乙烯/月桂酸乙烯酯三元共聚物、乙烯/氯乙烯共聚物和聚乙酸乙烯酯/乙烯共聚 物中的一種或多種，所述天然高分子改性材料選自腐植酸類改性材料、橡膠類材料、瀝青類 材料、淀粉類改性材料和木質(zhì)素類改性材料中的一種或多種。
[0019] 在一些實(shí)施方式中，所述可變形封堵防塌劑可以通過中國(guó)專利ZL201210120118. 9 所公開的方法制備。
[0020] 在一些實(shí)施方式中，所述頁(yè)巖抑制劑可以選自乙二醇、丙三醇、聚乙二醇、嵌段聚 醚和聚胺中的一種或多種。
[0021 ] 在一些實(shí)施方式中，所述pH值調(diào)節(jié)劑可以選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉和碳 酸氫鈉中的一種或多種。
[0022] 在一些實(shí)施方式中，所述降失水劑可以選自聚陰離子纖維素和改性淀粉中的一種 或多種。
[0023] 在一些實(shí)施方式中，所述流型調(diào)節(jié)劑可以選自黃原膠、瓜膠和韋蘭膠中的一種或 多種。
[0024] 在一些實(shí)施方式中，所述水活度調(diào)節(jié)劑可以選自氯化鈉、氯化鉀、甲酸鉀、甲酸鈉 和氯化鈣中的一種或多種。
[0025] 在一些實(shí)施方式中，所述頁(yè)巖包被劑可以為水解度為20 %~30%的部分水解聚 丙烯酰胺。
[0026] 本申請(qǐng)的智能封堵水基鉆井液較現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)勢(shì)：
[0027] 1、可隨著濾液進(jìn)入地層，遇地層水可智能匹配裂縫、孔隙形狀，充填空間，與地層 基質(zhì)膠結(jié)，形成致密牢固的一體化結(jié)構(gòu)，降低孔隙度、滲透率，阻止濾液進(jìn)一步侵入，同時(shí)提 高地層強(qiáng)度。
[0028] 2、能夠解決地層失穩(wěn)問題，并且較油基鉆井液更為環(huán)保，成本更低。
[0029] 3、本申請(qǐng)中添加的封堵劑和封堵防塌劑具有協(xié)同增效效果，有效阻緩或阻止濾液 的侵入，大大減少因?yàn)V液侵入對(duì)地層原有應(yīng)力系統(tǒng)的破壞，維持地層長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性能。
[0030] 4、當(dāng)本申請(qǐng)中添加中國(guó)專利ZL201210120118. 9公開的可變形封堵防塌劑時(shí)，由 于其核心物質(zhì)為納米級(jí)可變形球狀粒子，在壓差作用下，球狀改變?yōu)轱灎?，緊密、減小孔隙/ 裂縫口徑、增大壓差，進(jìn)一步壓縮、致密成一面"油漆墻"，從而顯著地降低地層滲透率，減少 濾液侵入。
[0031] 5、頁(yè)巖抑制劑的活性組分能吸附在粘土顆粒表面，增大膨潤(rùn)土顆粒表面的疏水 性，同時(shí)其特有的小分子結(jié)構(gòu)能進(jìn)入顆粒層間，抑制水進(jìn)入層間，防止膨潤(rùn)土顆粒吸水膨 脹。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1為幾種鉆井液針對(duì)美國(guó)PIERRE II天然頁(yè)巖進(jìn)行的孔隙壓力傳遞實(shí)驗(yàn)結(jié)果 圖。
[0033] 圖2為幾種鉆井液針對(duì)H0LEPLUG巖肩進(jìn)行的膨脹量變化曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面通過實(shí)施例來(lái)描述本申請(qǐng)的實(shí)施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這些 具體的實(shí)施例僅表明為了達(dá)到本申請(qǐng)的目的而選擇的實(shí)施技術(shù)方案，并不是對(duì)技術(shù)方案的 限制。根據(jù)本申請(qǐng)的教導(dǎo)，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案的改進(jìn)是顯然的，均屬于本申請(qǐng) 保護(hù)的范圍。
[0035] 以下實(shí)施例中采用的封堵劑PF-SmartSeal、封堵防塌劑PF-AquaSeal、頁(yè)巖抑制 劑PF-AquaTrol、聚胺抑制劑PF-UHIB、小分子包被劑PF-UCPA和防泥包潤(rùn)滑劑PF-HUBE均 購(gòu)買自天津中海油服化學(xué)有限公司，其他化學(xué)物質(zhì)可任意從市面購(gòu)買。
[0036] 智能封堵水基鉆井液的制備
[0037] 實(shí)施例1
[0038] 稱量33g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%的室溫養(yǎng)護(hù)至少16小時(shí)的鈉基膨潤(rùn)土漿，加入盛有 371g海水的漿杯中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下邊攪拌邊依次加入0. 8g氫氧化鈉、2g聚 陰離子纖維素 PAC LV、0. 4g黃原膠、20g氯化鈉、4g封堵劑PF-SmartSeal、4g封堵防塌劑 PF-AquaSeal、4g頁(yè)巖抑制劑PF-AquaTr〇l、0. 8g水解度為30%的部分水解聚丙烯酰胺，高 速攪拌30分鐘。
[0039] 實(shí)施例2
[0040] 稱量72g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%的室溫養(yǎng)護(hù)至少16小時(shí)的鈉基膨潤(rùn)土漿，加入盛有 337g海水的漿杯中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下邊攪拌邊依次加入1.2g氫氧化鈉、4g聚 陰離子纖維素 PAC LV、I. 2g黃原膠、60g氯化鈉、8g封堵劑PF-SmartSeal、8g封堵防塌劑 PF-AquaSeal、8g頁(yè)巖抑制劑PF-AquaTrol、I. 6g水解度為30%的部分水解聚丙烯酰胺，高 速攪拌30分鐘。
[0041] 實(shí)施例3
[0042] 稱量100g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%的室溫養(yǎng)護(hù)至少16小時(shí)的鈉基膨潤(rùn)土漿，加入盛有 312g海水的漿杯中，在11000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下邊攪拌邊依次加入I. 2g氫氧化鈉、2g交聯(lián) 淀粉、8g黃原膠、80g氯化鈉、12g封堵劑PF-S