一種具有水合物抑制性能的鉆井液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鉆井液，具體涉及一種具良好有水合物抑制性能的鉆井液。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源需求的增長(zhǎng)及陸地常規(guī)油氣資源的日益減少，海洋油氣勘探開發(fā)已經(jīng)成為國(guó)際油氣勘探開發(fā)的熱點(diǎn)。然而在海洋油氣勘探開發(fā)中，復(fù)雜的海洋地質(zhì)環(huán)境和惡劣的操作條件使海洋油氣勘探開發(fā)面臨諸多風(fēng)險(xiǎn)，其中海洋油氣勘探開發(fā)中水合物的形成便是所面臨的風(fēng)險(xiǎn)之一。
[0003]在海洋油氣勘探開發(fā)中，鉆井管線中通常含有游離水，通過管線運(yùn)移的天然氣大多數(shù)情況都處于水飽和狀態(tài)，溫度、壓力的突變是影響管線中水合物形成的主要因素。在海洋油氣勘探開發(fā)中，一般會(huì)在以下三種情況下形成水合物:①海洋油氣田在正常生產(chǎn)時(shí)，井口及節(jié)流閥經(jīng)節(jié)流降壓后，由于焦耳-湯姆遜效應(yīng)，可能會(huì)在管線中生成水合物;②關(guān)井時(shí)，井內(nèi)壓力上升為關(guān)井壓力，管線中流體受到周圍海水的冷卻降低至環(huán)境溫度，較高的壓力和較低的溫度將導(dǎo)致井口形成水合物;③關(guān)井再進(jìn)行重新生產(chǎn)時(shí)，低溫高壓的流體經(jīng)過節(jié)流閥之后，將會(huì)產(chǎn)生較大的壓差，由于焦耳-湯姆遜效應(yīng)，管線中的流體溫度將會(huì)明顯降低，可能會(huì)在管線中形成水合物。
[0004]當(dāng)海洋油氣生產(chǎn)管線中形成水合物后，將造成堵塞，嚴(yán)重影響正常的鉆井作業(yè)。水合物的形成對(duì)正常油氣生產(chǎn)產(chǎn)生的影響具體表現(xiàn)有:①水合物的形成將會(huì)導(dǎo)致節(jié)流管線、壓井管線堵塞，使循環(huán)作業(yè)無法進(jìn)行;②水合物堵塞防噴器或防噴器以下的空間將導(dǎo)致無法檢測(cè)防噴器下的壓力;③水合物的形成將會(huì)使鉆具無法移動(dòng);④水合物的形成將會(huì)使防噴器無法完全打開或關(guān)閉;⑤所生成的水合物在管線中循環(huán)時(shí)，由于溫度和壓力發(fā)生變化，極易分解產(chǎn)生大量的氣體使管線內(nèi)壓力升高影響井控工作，甚至導(dǎo)致井噴;⑥管線內(nèi)水合物的分解容易引起氣侵，氣體進(jìn)入井筒后形成超高壓會(huì)導(dǎo)致井漏、井噴及套管損壞等事故；⑦水合物的分解也會(huì)使得沉積物倒塌，造成井壁失穩(wěn)。
[0005]為防止海洋油氣勘探開發(fā)過程中水合物的形成，目前所采用的主要防治措施有采用良好的井控措施、采用油基鉆井液或采用具有水合物抑制性的鉆井液。采用良好的井控措施主要是控制海洋油氣勘探開采過程中溫度和壓力，采用電子深潛栗(ESP)對(duì)管線中的液氣進(jìn)行分離。但在海洋油氣勘探開發(fā)中，鉆井管線復(fù)雜，循環(huán)過程中鉆井液使用量巨大，通過單一控制管線中鉆井液的溫度和壓力來防止水合物的形成不現(xiàn)實(shí)。若采用ESP對(duì)管線中的氣液分離，對(duì)于密度較高的鉆井液ESP分離效果不是特別理想，因此，通過單一的井控措施來防止海洋油氣勘探開發(fā)過程中水合物的形成較為困難。油基鉆井液中自由水含量較少，其形成水合物的幾率較小，但油基鉆井液配制成本較高，老式的油基鉆井液對(duì)井場(chǎng)附近的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，并且回收十分困難，目前全油基鉆井液已極少使用。采用具有水合物抑制性的鉆井液是目前海洋油氣勘探開發(fā)中研究的熱點(diǎn)，部分具有水合物抑制性的鉆井液已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。目前在實(shí)際生產(chǎn)中最常用的方法是向鉆井液中加入水合物抑制劑，抑制水合物的形成與聚集。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于制備一種具有水合物抑制性能的鉆井液，該鉆井液能滿足海洋油氣勘探開發(fā)所需的各項(xiàng)技術(shù)要求，并且環(huán)境污染小、原料成本低等特點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的:
[0008]一種具有水合物抑制性能的鉆井液，在基漿中添加處理劑而成;每IL基漿中處理劑的加入量為:1?2g聚丙烯酰胺鉀鹽KPAM、40?60g磺甲基酚醛樹脂SMP-2、10?40g磺化瀝青SAS-1、1g極壓潤(rùn)滑劑KRH、15?30g超細(xì)碳酸鈣QS-2、10?20g低粘度聚陰離子纖維素LV-PAC、85?170g水合物抑制劑和1g異辛醇。
[0009]優(yōu)選地，所述水合物抑制劑由50?10g氯化鈉、25?50g 1-乙基_3_甲基咪唑四氟硼酸鹽和1g?20g聚乙稀基己內(nèi)酰胺PVCap組成。
[0010]優(yōu)選地，所述基漿采用如下方法制備:在海水中加入純堿和燒堿，反應(yīng)I?2小時(shí)后，再加入膨潤(rùn)土，在室溫條件下經(jīng)12小時(shí)水化后形成基漿;每IL海水中的加入量為:0.4?0.Sg純堿，0.4?0.Sg燒堿，膨潤(rùn)土 20?40g。所述海水的主要成分為氯化鈉、氯化鉀、硫酸鎂等鹽類，含鹽量為34.4%0。
[0011]優(yōu)選地，所述鉆井液還含有密度調(diào)節(jié)劑，調(diào)節(jié)鉆井液的密度至1.05?1.3g/cm3。
[0012]進(jìn)一步的，所述密度調(diào)節(jié)劑為API級(jí)重晶石粉。根據(jù)實(shí)際鉆井工況加入API級(jí)重晶石粉調(diào)節(jié)所配制的鉆井液密度，密度優(yōu)選范圍為1.1?1.2g/cm3o
[0013]基漿形成后，在基漿中添加抑制頁(yè)巖分散劑、降濾失劑、防塌劑、潤(rùn)滑劑、增粘劑、水合物生成抑制劑和加重劑即得鉆井液。在以上鉆井液配方中，聚丙烯酰胺鉀鹽KPAM是一種很強(qiáng)的抑制頁(yè)巖分散劑，具有控制地層造漿的作用并兼有降失水、改善流型及增加潤(rùn)滑性等功能。在鉆井液中包被、提粘，具有較好的防塌作用。它能夠改善鉆井液的流變性能并能有效的包被鉆肩，能夠起到穩(wěn)定井壁的作用，并且具有良好的降失水作用?；羌谆尤渲琒MP-2是一種耐溫降失水劑，對(duì)粘土顆粒無絮凝作用，具有很強(qiáng)的親水性和抗鹽析能力，受溫度影響小，對(duì)降低鉆井液的高溫高壓水效果顯著，還能改善濾餅的潤(rùn)滑性，對(duì)井眼也有穩(wěn)定作用。較低使用濃度的極壓潤(rùn)滑劑KRH對(duì)鉆具起有效保護(hù)作用，延長(zhǎng)鉆頭壽命，提高鉆速，有效減輕對(duì)鉆桿和鉆頭的磨損，大幅度提高鉆井效率。油層保護(hù)劑QS-2作為一種常用的保護(hù)劑，其使用成本低，具有良好的作用效果。低粘度聚陰離子纖維素LV-PAC具有很好的耐熱穩(wěn)定性和耐鹽性，該處理劑加入到鉆井液后將會(huì)使鉆井液具有良好的降失水性、抑制性和耐溫性。
[0014]本發(fā)明的水合物抑制劑是氯化鈉、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和聚乙烯基己內(nèi)酰胺，氯化鈉是一種常用的水合物生成抑制劑，其作用效果好，使用成本低，對(duì)環(huán)境無污染，在實(shí)際油氣生產(chǎn)中廣泛用作為水合物生成抑制劑;1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽作為一種新型的離子液體，其使用量小，對(duì)水合物的生成具有非常明顯的抑制作用，無機(jī)鹽氯化鈉作為該離子液體的協(xié)助劑，該離子液體與氯化鈉共同使用時(shí)，對(duì)水合物的生成抑制作用十分明顯;聚乙烯基己內(nèi)酰胺作為水合物動(dòng)力學(xué)抑制劑，能夠有效抑制水合物的成核聚集。
[0015]異辛醇作為較為常用的消泡劑，能有有效消除鉆井液流動(dòng)過程中所產(chǎn)生的大量泡沫，并且具有殺菌除霉作用，維護(hù)鉆井液中各種處理劑的正常使用性能。密度調(diào)節(jié)劑重晶石粉不僅能夠調(diào)節(jié)鉆井液的密度，同時(shí)也能作為封堵劑維持井壁穩(wěn)定。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所使用的部分處理劑對(duì)海洋油氣鉆井具有多種功能，具有經(jīng)濟(jì)成本低、易分解、環(huán)境破壞小等特點(diǎn)，并且具有頁(yè)巖水化抑制與防塌作用強(qiáng)、流變性好、水合物抑制效果明顯，滿足海洋油氣鉆井工況所需的各項(xiàng)要求，適用于海洋油氣鉆井作業(yè)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了更清楚的說明本發(fā)明的技術(shù)方