微米化加重鉆井液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及油田鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別是鉆井液的配制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來隨著鉆井井深的增加，高溫、高壓、地層塑性蠕變和高壓下巖石物理性質(zhì)發(fā)生變化等復(fù)雜地質(zhì)情況也越來越多，盡管支持深鉆作業(yè)的各種技術(shù)在不斷進(jìn)步，但迄今為止，這些地質(zhì)現(xiàn)象仍舊是鉆探工程的主要威脅。
[0003]現(xiàn)有的鉆井液由5% 膨潤(rùn)土粉、0.2%Na2C03、0.3%Na0H、0.3%PMCA_2、0.5%NH4_HPAN、2%FM-2、1%KD-21D、0.5%MS0和重晶石粉組成。如江蘇油田老區(qū)因注水影響，地層壓力紊亂，存在溢流風(fēng)險(xiǎn)大、壓井鉆井液密度高等問題，鉆進(jìn)時(shí)鉆井液密度高達(dá)1.88g/cm3，黃玨區(qū)塊壓井密度高達(dá)2.06g/cm3，在用高密度鉆進(jìn)時(shí)由于重晶石沉降問題嚴(yán)重，高密度鉆井液濾失性能差，導(dǎo)致粘卡、井壁失穩(wěn)等復(fù)雜頻發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)情況，提出一種微米化加重鉆井液，以減少井下復(fù)雜和縮短鉆井周期。
[0005]本發(fā)明由除水以外，其特征在于包括膨潤(rùn)土粉、Na2C03、NaOH、PAC-LV (聚陰離子纖維素鹽)、PMCA-2 (復(fù)合金屬離子聚合物)、NH4-HPAN (聚丙烯腈銨鹽)、SMP-1 (磺化酚醛樹脂)、SPNH (磺化褐煤)、磺化瀝青、KD-21D (植物油潤(rùn)滑劑)、稀釋劑和活化重晶石粉。
[0006]活化重晶石粉，加入鉆井液后活化重晶石粉由于具有不同粒徑級(jí)別，小顆粒填充大顆粒間隙，減小了原重晶石粉粒徑級(jí)別相近而形成的體積，也有利于快速形成濾餅降低濾失量。
[0007]稀釋劑有機(jī)硅醇，加入鉆井液后能夠有效降低鉆井液的粘度和切力。
[0008]聚陰離子纖維素鹽，加入鉆井液后改善鉆井液的懸浮能力。
[0009]磺化酚醛樹脂和磺化褐煤，加入鉆井液后改善了濾餅質(zhì)量。
[0010]本發(fā)明鉆井液與以往的鉆井液相比，最大的特點(diǎn)是:鉆井液流變性能調(diào)節(jié)變?nèi)菀?，濾餅質(zhì)量改善，加重材料懸浮穩(wěn)定性變好。
[0011]本發(fā)明具有低塑性粘度和低切力，優(yōu)良的重晶石懸浮性能，在鉆井過程中采用本發(fā)明鉆井液，能防止在井下形成重晶石巖肩床。動(dòng)態(tài)、靜態(tài)濾失量小。能提高固相分離效率。本發(fā)明是支持高壓地層鉆探施工所必需的基礎(chǔ)技術(shù)之一。
[0012]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述所述膨潤(rùn)土粉、Na2C03、NaOH、聚陰離子纖維素鹽、復(fù)合金屬離子聚合物、聚丙烯腈銨鹽、磺化酚醛樹脂、磺化褐煤、磺化瀝青、植物油潤(rùn)滑劑、稀釋劑和水的混合質(zhì)量比為 2.5: 0.1: 0.3: 0.2: 0.2: 1: 4: 4: 3: 1: 0.5: 100。
[0013]所述活化重晶石粉和水的混合質(zhì)量比為1?80: 100。
[0014]所述活化重晶石粉的密度大于4.20 g/cm3，粒徑大于75μπι的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉總質(zhì)量的10%?12%，粒徑為大于45Mm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉總質(zhì)量的23%?27%，粒徑小于6Mm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉總質(zhì)量的24%?30%。本發(fā)明選擇此些不同粒徑的活化重晶石粉混合構(gòu)成的活化重晶石粉具有較低的摩擦因子，具有良好的沉降穩(wěn)定性，能夠改善井下鉆具扭矩和摩阻。
【具體實(shí)施方式】
[0015]一、備料:
分別備有膨潤(rùn)土粉、Na2C03、NaOH、PAC-LV、PMCA-2、NH4-HPAN、SMP-1、SPNH、FM-2 (或FT_1 )、KD_2ID、稀釋劑、活化重晶石粉和清水。
[0016]其中，活化重晶石粉的密度大于4.20 g/cm3，粒徑大于75μπι的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉總質(zhì)量的10%?12%，粒徑為大于45Mm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉總質(zhì)量的23%?27%，粒徑小于6Mm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉總質(zhì)量的24%?30%。
[0017]二、現(xiàn)場(chǎng)施工應(yīng)用:
1、施工準(zhǔn)備:
鉆進(jìn)至高壓地層前，在置有清水的循環(huán)罐中加入膨潤(rùn)土粉和Na2C03，經(jīng)混合攪拌24小時(shí)后形制成預(yù)水化的膨潤(rùn)土粉漿，備用。
[0018]其中，膨潤(rùn)土粉、Na2C0#P清水的混合質(zhì)量比為2.5: 0.1: 100。
[0019]2、鉆井液配制
按配方逐步在預(yù)水化的膨潤(rùn)土粉漿中加入NaOH、PAC-LV (聚陰離子纖維素鹽)、PMCA-2 (復(fù)合金屬離子聚合物)、NH4-HPAN (聚丙烯腈銨鹽)、SMP-1 (磺化酚醛樹脂)、SPNH (磺化褐煤)、磺化瀝青(FM-2或FT-1)和KD-21C (植物油潤(rùn)滑劑)，其中，NaOH,PAC-LV, PMCA-2, NH4_HPAN、SMP-1、SPNH,磺化瀝青、KD-21C和清水的混合質(zhì)量比為0.3: 0.2: 0.2: 1: 4: 4: 3: 1: 100。
[0020]攪拌均勻后根據(jù)所需鉆井液密度確定活化重晶石粉的加入量，通?；罨鼐酆退幕旌腺|(zhì)量比為1?80: 100，每5分鐘測(cè)量一次鉆井液密度、粘度，直至密度達(dá)到鉆井設(shè)計(jì)要求，期間向鉆井液中加入稀釋劑，稀釋劑和清水的混合質(zhì)量比為0.5:100。
[0021]3、鉆井液性能維護(hù):
1)鉆井液粘切控制
在日常維護(hù)鉆井液性能，加入KD-21D (植物油潤(rùn)滑劑)等提高鉆井液潤(rùn)滑性，加PMCA-2(復(fù)合金屬離子聚合物)等抑制泥巖地層造漿，通過加入稀釋劑控制鉆井液粘度和切力。
[0022]2)四級(jí)固控的使用
一級(jí)固控振動(dòng)篩篩布100目以上，振動(dòng)篩、除砂器和除泥器使用率要達(dá)到100% ;高低速離心機(jī)搭配使用，清除鉆井液中劣質(zhì)固相。
[0023]4、使用后的效果:
鉆井液流變性能相比以往塑性粘度低、切力低，鉆井液栗開啟激動(dòng)壓力??；
鉆井液流變性能調(diào)節(jié)相比以往變得容易；
鉆井液濾餅質(zhì)量相比以往改善，濾失量降低；
鉆井液流變性能相比以往加重材料懸浮穩(wěn)定性變好，不易分層，能防止在井下形成重晶石粉沉積。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.微米化加重鉆井液，除水以外，其特征在于包括膨潤(rùn)土粉、Na2C03、NaOH、聚陰離子纖維素鹽、復(fù)合金屬離子聚合物、聚丙烯腈銨鹽、磺化酚醛樹脂、磺化褐煤、磺化瀝青、植物油潤(rùn)滑劑、稀釋劑和活化重晶石粉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述微米化加重鉆井液，其特征在于所述膨潤(rùn)土粉、Na2C03、NaOH,聚陰離子纖維素鹽、復(fù)合金屬離子聚合物、聚丙烯腈銨鹽、磺化酚醛樹脂、磺化褐煤、磺化瀝青、植物油潤(rùn)滑劑、稀釋劑和水的混合質(zhì)量比為2.5: 0.1: 0.3: 0.2: 0.2: 1: 4: 4: 3:1: 0.5: 100。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述微米化加重鉆井液，其特征在于所述活化重晶石粉和水的混合質(zhì)量比為1?80: 100。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述微米化加重鉆井液，其特征在于所述活化重晶石粉的密度大于4.20 g/cm3，粒徑大于75μπι的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉總質(zhì)量的10%?12%，粒徑為大于45μπι的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉總質(zhì)量的23%?27%，粒徑小于6Mm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉總質(zhì)量的24%?30%。
【專利摘要】微米化加重鉆井液，涉及油田鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別是鉆井液的配制技術(shù)領(lǐng)域。除水以外，本發(fā)明還包括膨潤(rùn)土粉、Na2CO3、NaOH、聚陰離子纖維素鹽、復(fù)合金屬離子聚合物、聚丙烯腈銨鹽、磺化酚醛樹脂、磺化褐煤、磺化瀝青、植物油潤(rùn)滑劑、稀釋劑和活化重晶石粉。本發(fā)明流變性能調(diào)節(jié)容易，濾餅質(zhì)量改善，加重材料懸浮穩(wěn)定性變好。本發(fā)明具有低塑性粘度和低切力，優(yōu)良的重晶石懸浮性能，在鉆井過程中采用本發(fā)明鉆井液，能防止在井下形成重晶石巖屑床。動(dòng)態(tài)、靜態(tài)濾失量小。能提高固相分離效率。本發(fā)明是支持高壓地層鉆探施工所必需的基礎(chǔ)技術(shù)之一。
【IPC分類】C09K8/24, C09K8/16
【公開號(hào)】CN105273697
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510740476
【發(fā)明人】王學(xué)軍, 徐國良, 陳波, 梁鼎, 樊繼強(qiáng), 茍?zhí)烊A, 陳軍, 夏迎春
【申請(qǐng)人】中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司, 中石化江蘇石油工程有限公司
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月5日