本發(fā)明涉及鉆井液領(lǐng)域，進(jìn)一步地說，是涉及一種破碎帶井壁用鉆井液及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、斷裂帶破碎地層是油氣鉆探的復(fù)雜地層之一，井壁失穩(wěn)問題嚴(yán)重影響勘探開發(fā)進(jìn)程。破碎地層的顯著特征為破碎、不完整、膠結(jié)性差、裂縫發(fā)育和地應(yīng)力分布不均，極易導(dǎo)致井壁垮塌、掉塊卡鉆等復(fù)雜事故。受斷裂帶構(gòu)造影響，順北油氣田部分奧陶系一間房組和鷹山組地層破碎程度高、膠結(jié)差，發(fā)生坍塌掉塊等鉆井事故，經(jīng)濟(jì)和社會效益損失巨大。

2、順北油氣田一間房組和鷹山組儲集體類型主要為裂縫型和裂縫-溶洞型，儲集體形成主要受斷裂裂縫體系和流體性質(zhì)、來源及規(guī)模影響。斷裂裂縫體系直接控制裂縫型儲集體的發(fā)育，可提高儲集體滲透性并為流體或油氣的充注提供通道，是儲集體發(fā)育的主要控制因素。深入分析斷裂帶破碎地層井壁失穩(wěn)機(jī)理可知，就鉆井液技術(shù)而言，主要有以下應(yīng)對策略：(1)加強(qiáng)封堵成膜，降低鉆井液濾液進(jìn)人微裂隙的趨勢；(2)改善黏土礦物表面性質(zhì)，將其親水性轉(zhuǎn)變?yōu)樵魉?，降低其表面水化能力?3)提高破碎地層的膠結(jié)防塌能力；(4)優(yōu)選合適的鉆井液密度；(5)保持優(yōu)良的流變性，提高攜巖效果。

3、專利cn104910879a中描述了一種防塌鉆井液，該防塌鉆井液包含以下組分：聚丙烯酸鉀、抑制防塌劑(聚丙烯酰胺、環(huán)氧丙基三甲基氯化銨、氯化鉀、聚季銨鹽和水)。專利cn104177517a中描述了一種用于井壁穩(wěn)定的仿生聚合物及其制備方法和鉆井液。該聚合物含有作為主鏈的羧甲基殼聚糖和接枝在主鏈上的源自多巴胺的基團(tuán)，可提高井壁泥頁巖強(qiáng)度、封堵井壁泥頁巖孔隙并降低鉆井液濾失量，從而起到在鉆井過程中穩(wěn)定泥頁巖地層井壁的作用。但上述兩種防塌鉆井液抗溫小于150℃，高溫高密度易導(dǎo)致體系失穩(wěn)，影響鉆井施工。

4、因此，開發(fā)一種斷裂帶井壁穩(wěn)定鉆井液，在160℃以上、密度1.8～2.0g/cm3時能保持良好的抑制性和流變性，可有效提高鉆井效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種破碎帶井壁用鉆井液及其制備方法和應(yīng)用。

2、本發(fā)明的目的是為了克服超深井、特超深井?dāng)嗔褞扑榈貙鱼@進(jìn)時常規(guī)水基鉆井液“井壁穩(wěn)定(防塌)性能不足和高密度條件下(1.8～2.0g/cm3)流變性能難以控制”的技術(shù)難題，特提供一種破碎帶井壁穩(wěn)定鉆井液制備方法和應(yīng)用。該鉆井液體系可應(yīng)用于順北超深井、特超深井?dāng)嗔褞扑榈貙鱼@井，可抵抗160℃高溫，并在1.8～2.0g/cm3高密度狀態(tài)下保持良好的流變性，有效攜巖的同時快速封堵井周地層微孔縫，最大程度保持井壁穩(wěn)定。

3、本發(fā)明的目的之一是提供一種鉆井液。

4、所述鉆井液包括水、膨潤土、降濾失劑、抑制劑、防塌劑、純堿、燒堿、分散劑和加重劑；

5、以水為100重量份數(shù)計(jì)，

6、

7、

8、本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，

9、所述膨潤土為現(xiàn)有技術(shù)中本領(lǐng)域常用的膨潤土，如鈣基膨潤土或鈉基膨潤土，優(yōu)選為鈉基膨潤土；

10、所述降濾失劑為磺化酚醛樹脂smp、聚陰離子纖維素lv-pac、羧甲基纖維素鈉na-cmc、褐煤樹脂中的至少一種；

11、所述抑制劑為氯化鉀、聚胺、水解聚丙烯酰胺鉀鹽、腐殖酸鉀、聚合醇中的至少一種；

12、所述防塌劑包括井壁強(qiáng)化劑、瀝青、微納米封堵劑、纖維材料、片狀柔性橋接材料；

13、純堿和燒堿都是指化學(xué)純的固體；

14、所述分散劑為聚丙烯酸鈉、丹寧堿液、鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽中的至少一種；

15、所述加重劑為api重晶石、亞微米重晶石、石灰石粉、赤鐵礦粉中的至少一種；優(yōu)選為api重晶石、亞微米重晶石的混合物，更優(yōu)選api重晶石、亞微米重晶石的質(zhì)量比為(1.5～4)：1。加重劑除了可以調(diào)節(jié)密度之外，還有一定封堵作用，本發(fā)明中的加重劑在api重晶石、亞微米重晶石的質(zhì)量比為(1.5～4)：1時，封堵范圍更大。

16、本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，

17、所述防塌劑包括以下組分：

18、

19、將井壁強(qiáng)化劑、瀝青、纖維材料、片狀柔性橋接材料、微納米封堵劑混合，以800～1600轉(zhuǎn)/分鐘攪拌4～25分鐘得到所述防塌劑。

20、本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，

21、所述井壁強(qiáng)化劑為超細(xì)剛性顆粒，優(yōu)選為超細(xì)碳酸鈣、彈性石墨、石灰石、硫礦粉、超細(xì)硅酸鈣中的至少一種，優(yōu)選為超細(xì)碳酸鈣；更優(yōu)選為粒徑為200目、400目、800目、1200目、2500目中的至少一種，最優(yōu)選為2種以上；

22、所述瀝青為磺化瀝青、乳化瀝青、改性磺化瀝青、礦物瀝青的至少一種；優(yōu)選為磺化瀝青和乳化瀝青的混合物，更優(yōu)選磺化瀝青、乳化瀝青的質(zhì)量比為1：(1～2.5)；

23、所述微納米封堵劑為納米二氧化硅、納米水泥中的至少一種，優(yōu)選中值粒徑小于1.0μm，更優(yōu)選為納米二氧化硅；

24、所述纖維材料為聚丙烯纖維、碳纖維、棉纖維或木質(zhì)纖維的至少一種，優(yōu)選為聚丙烯纖維；

25、所述片狀柔性橋接材料為云母、木片、賽璐珞的至少一種，優(yōu)選為云母。

26、本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，

27、所述鉆井液的ph為8～12，優(yōu)選為9.0～10.0；

28、所述鉆井液密度為1.2～2.2g/cm3，優(yōu)選為1.6～2.0g/cm3。

29、本發(fā)明的目的之二是提供一種鉆井液的制備方法，包括：

30、先將膨潤土預(yù)水化，然后與降濾失劑、抑制劑、防塌劑、燒堿、分散劑和加重劑混合均勻得到所述鉆井液。

31、本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，

32、(1)先將膨潤土預(yù)水化，得到預(yù)水化膨潤土漿；

33、(2)在攪拌下，將降濾失劑、抑制劑、防塌劑、燒堿、分散劑和加重劑依次加入步驟(1)得到的預(yù)水化膨潤土漿混合均勻。

34、本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，

35、步驟(1)，

36、攪拌下，在水中加入膨潤土混合均勻，再加入純堿混合均勻制得預(yù)水化膨潤土漿；純堿是在膨潤土預(yù)水化時加入的，加入純堿后，其中鈉離子可以把鈣基膨潤土轉(zhuǎn)換為鈉基膨潤土，水化分散程度更高，碳酸鈣沉淀去除鈣離子；優(yōu)選地，

37、混合溫度為10～80℃，優(yōu)選為20～60℃；；

38、攪拌速率為800～1600r/min，優(yōu)選為1000～1200r/min；

39、加入膨潤土后混合時間為3～10min，優(yōu)選為5～8min；

40、加入純堿后混合時間為3～10min，優(yōu)選為5～8min；

41、步驟(2)，

42、攪拌速率為800～1600r/min，優(yōu)選為1000～1200r/min；

43、依次加入每一種組分都要攪拌3～10min，優(yōu)選為5～8min。

44、本發(fā)明的目的之三是提供一種上述制備方法得到的鉆井液。

45、本發(fā)明的目的之四是提供一種鉆井液在破碎地層油氣鉆探中的應(yīng)用，優(yōu)選在破碎帶超深地層或異常高壓井段鉆井中的應(yīng)用。

46、本發(fā)明的破碎帶井壁穩(wěn)定鉆井液，與現(xiàn)有技術(shù)相比的主要優(yōu)勢在于：

47、(1)有效克服了超深井、特超深井破碎帶地層鉆進(jìn)時常規(guī)水基鉆井液“井壁穩(wěn)定(防塌)性能不足和高密度條件下(1.8～2.0g/cm3)流變性能難以控制”的技術(shù)難題；

48、(2)通過加強(qiáng)封堵成膜，有效遏制了鉆井液濾液進(jìn)入微裂隙的趨勢，提高破碎地層的膠結(jié)防塌能力；

49、(3)可應(yīng)用于順北超深井、特超深井破碎帶地層鉆井，可抵抗160℃高溫降解作用，并在1.8～2.0g/cm3高密度狀態(tài)下保持良好的流變性，有效攜巖的同時快速封堵井周地層微孔縫，最大程度保持井壁穩(wěn)定。