一種鉆進頁巖用抗溫鹽水基鉆井液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于頁巖氣開發(fā)鉆進頁巖的抗溫鹽水基鉆井液，能夠維持井壁穩(wěn)定，抗鹽抗溫。其技術(shù)方案是制備該鉆井液所用原料的組分及其含量為，質(zhì)量單位為克：自來水900?1000；鉆井液用膨潤土40?80；Na2CO3 2?4；NaCl 180?200；鉆井液用頁巖抑制劑FT103 20?30；鉆井液用增粘降濾失劑SRLS?Z3 10?20；鉆井液用抗鹽抗高溫高壓降濾失劑RSTF?532 3?5；鉆井液用潤滑防塌劑RS?1 10?25；降濾失劑KJAN 2?4；抗溫抗鹽極壓潤滑劑HEP?1 10?15；用質(zhì)量百分濃度40％的NaOH溶液調(diào)整體系pH為9，用鉆井液用加重劑重晶石加重體系密度至1.30g/cm3，制得本鉆進頁巖用抗溫鹽水基鉆井液。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。
【專利說明】
一種鉆進頁巖用抗溫鹽水基鉆井液
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于頁巖氣開發(fā)鉆進頁巖的抗溫鹽水基鉆井液，能夠維持井壁穩(wěn) 定，抗鹽抗溫，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(shù)】
[0002] 隨著頁巖氣開發(fā)在國內(nèi)的興起，成功鉆進頁巖氣井成為目前重要問題之一。頁巖 氣的開發(fā)是解決目前國內(nèi)油氣資源緊張，實現(xiàn)油氣增儲上產(chǎn)，保障國家能源安全的重中之 重。以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(zhì)性 階段，頁巖地層作為主力儲層進行開發(fā)，頁巖地層水敏較弱，坍塌機理也有所偏頗，在鉆進 頁巖地層時經(jīng)常會導(dǎo)致在進行長水平井鉆井時出現(xiàn)濾液侵入，井壁發(fā)生周期性坍塌;鉆遇 裂縫若不及時封堵，則會出現(xiàn)井壁垮塌等現(xiàn)象。這種以往只會在大段泥膏巖直井段中偶然 出現(xiàn)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(fù)雜性更 高。因此鉆井液的抑制性及穩(wěn)定性等性能對于成功鉆進是十分重要的。
[0003] 目前國內(nèi)頁巖氣水平井鉆井過程中主要采用油基鉆井液，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，目前在這方面已經(jīng)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(xiàn);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(guān)鍵技術(shù)，也是國內(nèi)外頁巖鉆井的難點所在。

【發(fā)明內(nèi)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)以 及抗鹽侵、抗溫的穩(wěn)定性等問題，抑制頁巖水化分散，為此特提供一種鹽水基抗溫鉆井液。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種鉆進頁巖用抗溫鹽水基鉆井 液，其特征是制備該鉆井液所用原料的組分及其含量，其質(zhì)量單位為克：
[0006] 氣化鈉 分了·式NiaCI 180-200 氫奴化鈉 禽.?為5-10 詁井液川貞S·抑制劑 代'<JTT103 20-30 $占井液用增粘降濾失剤 代.''j.SRLS-Z3 10-20 鉆井液川抗故抗高溫高出降濾失劑 代4RST「-532 3-5 鉆井液用潤滑防塌劑 代WRS-1 10-25 降濾失劑 代號KJAN 2-4
[0007] 碳酸鈉 分了·式Na2C03 2-4 抗溫抗鹽極,!h:潤沿劑 代w EP-1 10-15 鉆井液用膨潤土 蒙脫土 40-80 自笊水 分了式丨·Κ) 900-1000
[0008] 用氫氧化鈉加水配成質(zhì)量百分濃度為40%的堿液，調(diào)節(jié)體系pH值為8.5;用鉆井液 加重劑重晶石加重體系密度至1.30g/cm3。
[0009] 本發(fā)明一種鉆進頁巖用抗溫鹽水基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600r/min電動攪拌下加入 40-80克的鉆井液用膨潤土，攪拌10分鐘加入2-4克Na2C03再攪拌30分鐘，常溫常壓下預(yù)水化 24h;再在低速500r/min電動攪拌下加入180-200克NaCl攪拌10分鐘，加入20-30克鉆井液用 頁巖抑制劑FT103攪拌10分鐘，加入10-20克鉆井液用增粘降濾失劑SRLS-Z3攪拌5分鐘，加 入3-5克鉆井液用抗鹽抗高溫高壓降濾失劑RSTF-532攪拌10分鐘，加入10-25克鉆井液用潤 滑防塌劑RS-1攪拌10分鐘，加入2-4克降濾失劑KJAN攪拌5分鐘，然后加入10-15克抗溫抗鹽 極壓潤滑劑HEP-1攪拌10分鐘;最后用NaOH加水配制成質(zhì)量百分濃度40 %的堿液，調(diào)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1.30g/cm3,制得本鉆進頁巖 用抗溫鹽水基鉆井液。
[0011] 上述制備方法所用鉆井液用膨潤土、鉆井液用頁巖抑制劑FT103、鉆井液用增粘降 濾失劑SRLS-Z3、鉆井液用抗鹽抗高溫高壓降濾失劑RSTF-532、鉆井液用潤滑防塌劑RS-1、 降濾失劑KJAN、碳酸鈉 Na2C03、氫氧化鈉 NaOH、氯化鈉 NaCl、抗溫抗鹽極壓潤滑劑HEP-1、鉆井 液用加重劑均為市場上銷售產(chǎn)品，購置時嚴(yán)格按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或企標(biāo)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(xì)表
[0013]
[0014]
[0015] 本發(fā)明提供的鉆進頁巖用抗溫鹽水基鉆井液與現(xiàn)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防止井壁坍塌;③具有抗溫抗鹽能力;④對 環(huán)境污染小，有良好的流變性等。
【具體實施方式】：
[0016] 下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明作進一步的說明
[0017] 實例1: 一種鉆進頁巖用抗溫鹽水基鉆井液的配制方法。
[0018] 先量取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80克的 鉆井液用膨潤土，攪拌10分鐘加入4克Na2C〇3再攪拌30分鐘，常溫常壓下預(yù)水化24h;再在低 速500r/min電動攪拌下加入180克NaCl攪拌10分鐘，加入20克鉆井液用頁巖抑制劑FT103攪 拌10分鐘，加入10克鉆井液用增粘降濾失劑SRLS-Z3攪拌5分鐘，加入5克鉆井液用抗鹽抗高 溫高壓降濾失劑RSTF-532攪拌10分鐘，加入10克鉆井液用潤滑防塌劑RS-1攪拌10分鐘，加 入4克降濾失劑KJAN攪拌5分鐘，然后加入15克抗溫抗鹽極壓潤滑劑HEP-1攪拌10分鐘;最后 用NaOH加水配制成質(zhì)量百分濃度40%的堿液，調(diào)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1.30g/cm3,制得本鉆進頁巖用抗溫鹽水基鉆井液。
[0019] 實例2:采用XGRL-2型滾子加熱爐對本發(fā)明鉆井液體系進行了滾動回收率測定。
[0020] 表2本鉆進頁巖用抗溫鹽水基鉆井液體系滾動回收率實驗結(jié)果
[0021]
[0022] 注：1)紅層土為四紅層土巖肩，頁巖露頭為長7頁巖露頭，均為6~10目，回收率為 過40目回收率;2)表中結(jié)果均為2次實驗數(shù)據(jù)均值。
[0023] 表3本鉆進頁巖用抗溫鹽水基鉆井液線性膨脹性實驗結(jié)果
[0024]
[0025] 注：1)巖芯為鉆井液用膨潤土(配漿土)壓制成型；2)濾液為體系熱滾105°C/16h后 壓出的濾液;3)表中結(jié)果均為2次實驗數(shù)據(jù)均值。
[0026] 由表2、表3該鉆進頁巖用抗溫鹽水基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(dá)到95%以上，16h線性膨脹率只有22.85%具有較好的抑制水化分散及膨 脹性。
[0027]實例3:采用XGRL-2型滾子加熱爐連續(xù)熱滾，測試該鉆進頁巖用抗溫鹽水基鉆井液 熱穩(wěn)定性效果。
[0028] 表4本鉆進頁巖用抗溫鹽水基鉆井液熱穩(wěn)定性評價
[0029]
[0030] 表5本鉆進頁巖用抗溫鹽水基鉆井液抗溫能力評價
[0031]
[0032] 由表4的熱穩(wěn)定性結(jié)果可知體系粘、切和濾失量隨著滾動時間的增加變化甚微，具 有良好的熱穩(wěn)定性。從表5的抗溫能力實驗可知該鉆進頁巖用抗溫鹽水基鉆井液在120Γ條 件下能很好地維持流變性、HTHP失水，可抗溫120°C。
【主權(quán)項】
1. 一種鉆進頁巖用抗溫鹽水基鉆井液，其特征是：制備該鉆井液所用原料的組分及含 量為，其質(zhì)量單位為克： 氯化鋪 分?·式NaCI 180-200 氨氧化鋼 分f式NaOH 含巧為5-10 鉆井液川內(nèi)巧抑制劑 代巧η ()3 20-30 化井浪W增料降濾失劑 代巧RLS-Z3 ! 0-20 鉆井液用抗鹽抗高溫高化降濾失劑 代-1'_>1^? I F-532 3-5 巧井液用潤滑防塌劑 代'補S-1 10-25 降濾失劑 代-明CIAN 2-4 碳酸鋼 分Γ式Na義'化 2-4 化騙抗鹽核比:潤扣劑 代10-15 鉆井液用膨潤± 蒙脫± 40-80 自來水 分Γ式化〇 9()0-!0()() 用氨氧化鋼加水配成質(zhì)量百分濃度為40 %的堿液，調(diào)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。2. -種如權(quán)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6(K)r/min電動攬拌下加入40-80克的鉆井液用膨潤±，攬拌10分鐘加 入2-4克化2〇)3再攬拌30分鐘，常溫常壓下預(yù)水化2地;再在低速50化/min電動攬拌下加入 180-200克化C1攬拌10分鐘，加入20-30克鉆井液用頁巖抑制劑FT103攬拌10分鐘，加入10- 20克鉆井液用增粘降濾失劑SRLS-Z3攬拌5分鐘，加入3-5克鉆井液用抗鹽抗高溫高壓降濾 失劑RSTF-532攬拌10分鐘，加入10-25克鉆井液用潤滑防塌劑RS-1攬拌10分鐘，加入2-4克 降濾失劑KJAN攬拌5分鐘，然后加入10-15克抗溫抗鹽極壓潤滑劑肥P-1攬拌10分鐘;最后用 NaOH加水配制成質(zhì)量百分濃度40 %的堿液，調(diào)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1.30g/cm3，制得本鉆進頁巖用抗溫鹽水基鉆井液。
【文檔編號】C09K8/24GK105838344SQ201610247841
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月20日
【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(xué)