一種適合于頁巖氣開發(fā)的水基鉆井液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及石油鉆井工程領(lǐng)域所用的一種鉆井液，特別設(shè)及一種適合于頁巖氣開 發(fā)鉆井的水基鉆井液。
【背景技術(shù)】
[0002] 頁巖氣的勘探開發(fā)已經(jīng)在中國逐步興起，形成了一定的勘探開發(fā)規(guī)模，進入了快 速發(fā)展的階段。目前通用的鉆井液為油基鉆井液，油基鉆井液具有優(yōu)異的頁巖穩(wěn)定性能和 潤滑性能，并且耐污染能力強，可循環(huán)使用，已成為頁巖氣開發(fā)必不可少的一項關(guān)鍵技術(shù)。 但是，油基鉆井液高成本、環(huán)境保護問題的缺點也特別突出，因此，必須結(jié)合頁巖氣開發(fā)地 質(zhì)特點研究一套適合于頁巖氣鉆井的水基鉆井液體系就顯得尤為重要。
[0003] 國內(nèi)主要通過使用強制性水基鉆井液體系W保持頁巖地層的井壁穩(wěn)定性，同時也 開展了類油基鉆井液、仿油基鉆井液、穩(wěn)定頁巖的水基鉆井液等一系列水基鉆井液的研究 工作。
[0004] 中國發(fā)明專利"一種穩(wěn)定頁巖的水基鉆井液"（【申請?zhí)枴?01410020098. 7)，提供了 一種穩(wěn)定頁巖的水基鉆井液，該鉆井液由鋼基膨潤上、頁巖抑制劑、增粘劑、流型調(diào)節(jié)劑、降 濾失劑、抗高溫處理劑、架橋劑、堵漏劑W及防塌劑混合而成。 W05]中國發(fā)明專利"一種用于頁巖油氣藏勘探開發(fā)的鉆井液"（【申請?zhí)枴?201310540113. 6)提供一種用于頁巖油氣藏勘探開發(fā)的鉆井液，其在水的基礎(chǔ)上按照重量 百分比含有：膨潤±4~6%、娃酸鐘2~5%、包被抑制劑0. 2~0. 5%、流型調(diào)節(jié)劑0. 2~ 1. 5 %、降濾失劑4~6 %、頁巖防塌劑2~3 %、封堵劑2~3 %、濾餅表面改性劑0. 5~ 1 %、潤滑劑2~4 %、PH值調(diào)節(jié)劑0. 4~0. 6 %。該鉆井液針對頁巖油氣藏地層具有封堵 性好、抑制性強、潤滑性好、高溫性能穩(wěn)定特點，適合頁巖油氣藏的勘探開發(fā)。
[0006] 中國發(fā)明專利"一種鉆進頁巖用低密度水基鉆井液"（【申請?zhí)枴?01310540113. 6) 設(shè)及一種鉆進頁巖用低密度水基鉆井液。它克服使用水基鉆井液井壁失穩(wěn)問題。其技術(shù)方 案是制備該鉆井液所用原料的組分及含量：鉆井液用膨潤± 30-50 ;碳酸鋼1. 5-2. 5 ;氨氧 化鋼5-10 ;提切劑SZT15-20 ;兩性離子聚合物包被劑FA3672-5 ;降濾失劑CG810S-T10-15 ; 鉆井液流變性調(diào)節(jié)劑JHRM0. 2-1 ;高光碳酸巧C-L50140-60 ;潤滑劑R-1610-30 ;乳化石蠟 25-35 ;鉆井液用固體聚合醇JHGC40-60 ;自來水1000。先加入自來水、鉆井液用膨潤±、純 堿預(yù)水化24小時，在SOOOr/min攬拌下加入提切劑SZT之后在50化/min攬拌條件下依次 加入上述處理劑，調(diào)節(jié)體系抑至8. 5,最后加入重晶石。本鉆井液體系抑制性好、封堵性強， 用于頁巖層長水平段的鉆進。
[0007] 中國發(fā)明專利"一種頁巖氣水平井強化井壁的水基鉆井液及其應(yīng)用"（【申請?zhí)枴?201510144600.訝設(shè)及一種頁巖氣水平井強化井壁的水基鉆井液及其應(yīng)用，該水基鉆井液 包含W下重量份的組分：水，100份；粘±，0~5份；微納米顆粒封堵劑，0. 5~3份；化學(xué)封 堵劑，0.5~3份；增粘劑，0.1~2份；降濾失劑，1~5份；包被抑制劑，0.05~2份；聚胺 抑制劑，0. 1~3份；潤滑劑，1~5份；堿度調(diào)節(jié)劑，0. 1~1份，無機鹽2~25份，加重劑， ο~200份。該發(fā)明中的頁巖氣水平井強化井壁的水基鉆井液中所述微納米顆粒封堵劑與 化學(xué)封堵劑具有協(xié)同強化井壁作用效果，既可W有效封堵頁巖微孔縫阻緩壓力傳遞，還可 W顯著改善泥頁巖膜效率，有助于發(fā)揮化學(xué)活度平衡防塌作用。
[0008] 上述水基鉆井液體系中均存在一定的缺點和不足：①僅從抑制劑角度考慮頁巖的 井壁穩(wěn)定問題，沒有針對性；②水基鉆井液體系的高溫高壓濾失量均較高，無法達到與油基 鉆井液同等的水平，無法滿足頁巖氣開發(fā)鉆井對井壁問的要求；③水基鉆井液體系的潤滑 系數(shù)均較高，無法達到與油基鉆井液同等的水平，有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，提供一種適合于頁巖氣開發(fā)的水基鉆井 液，解決頁巖氣勘探與開發(fā)對鉆井液的特殊要求，該體系具有極低的濾失量，能夠有效的封 堵頁巖的微裂縫和微孔隙，提高井壁穩(wěn)定性能；并且潤滑性能良好，極好的解決頁巖氣水平 井所帶來的摩阻與扭矩的問題；并且具有優(yōu)異的流變性能，是一套適合于頁巖氣開發(fā)鉆井 的水基鉆井液體系。
[0010] 一種適合于頁巖氣開發(fā)的水基鉆井液，其特征在于，在水的基礎(chǔ)上按體積百分比 組成為：
[0011] 100 % 的水； 陽〇1引 2-6 %的潤滑劑；
[0013] 1-5 %的抑制劑；
[0014] 1-5%的封堵防塌劑；
[0015] 1-5 %的頁巖封堵劑；
[0016] 1-5 %的納米封堵劑；
[0017] 1-3 %的降濾失劑；
[0018] 1-3 %的添加劑；
[0019] 0-0. 4% 的提切劑；
[0020] 0. 1-0. 6%的抑調(diào)節(jié)劑；
[0021] 0-300 % 的加重劑。
[0022] 進一步地，所述的潤滑劑為橫化妥爾油、橫化植物油、聚氧丙締脂肪酸醋、烷基苯 橫酸酷胺中的至少一種。
[0023] 進一步地，所述所述的抑制劑為聚胺、聚酸胺、聚乙締亞胺、聚季錠鹽、胺基聚醇中 的至少一種。
[0024] 進一步地，所述的封堵防塌劑為橫化漸青、氧化漸青、天然漸青、乳化漸青中的至 少一種。
[0025] 進一步地，所述的頁巖封堵劑為腐殖酸與漸青的縮合物，所述腐殖酸質(zhì)量的有效 含量大于或等于70% ;漸青為能夠全部溶于柴油，質(zhì)量比為70:30 ;再進一步加入質(zhì)量分數(shù) 為3-10%氨氧化鐘和質(zhì)量分數(shù)為2-8%亞硫酸鋼在180°C下密閉反應(yīng)2-5小時即得到頁巖 封堵劑。
[00%] 進一步地，所述的納米封堵劑按下述按質(zhì)量百分比為：10-20%甲基丙締酸甲醋、 10-20%丙締酸下醋、5-15%苯乙締、5-15%下二締、30-70 %去離子水加入到密閉反應(yīng)蓋， 加入0. 5-1. 2%的乳化劑，再加入0. 2-0. 5%的引發(fā)劑，控制反應(yīng)時間3-6小時，反應(yīng)結(jié)束后 自然冷卻即得到納米封堵劑。
[0027] 進一步地，所述的降濾失劑為簇甲基淀粉、橫化淀粉、徑丙基淀粉、陽離子淀粉、橫 化褐煤、橫化褐煤樹脂、橫化酪醒樹脂、低黏聚陰離子纖維素、低黏簇甲基纖維素中的至少 一種。
[0028] 進一步地，所述的添加劑為納米氣相二氧化娃、白炭黑、凹凸棒±、海泡石、娃酸 侶、娃酸鋼、侶酸鋼中的至少一種。
[0029] 進一步地，所述的提切劑為黃原膠、瓜爾豆膠、田菁膠、香豆膠、徑乙基纖維素、高 黏聚陰離子纖維素中的至少一種。
[0030] 進一步地，所述的抑值調(diào)節(jié)劑為氨氧化鐘、氨氧化鋼、碳酸鋼、碳酸鐘飽和溶液中 的至少一種。
[0031] 進一步地，所述的加重劑為重晶石、石灰石、鐵礦粉中的至少一種。
[0032] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[003引（1)本發(fā)明采用納米乳液作為納米封堵劑，納米乳液具有溫壓成膜的特點，在井底 能夠迅速成膜，阻止鉆井液中的自由水繼續(xù)滲透到頁巖中，從而提高頁巖穩(wěn)定性；
[0034] (2)本發(fā)明所采用的添加劑即能夠達到納米封堵的目的，又能夠穩(wěn)定流變性，提高 鉆井液的懸浮穩(wěn)定性，并且還能夠進一步降低濾失量；
[0035] (3)本發(fā)明所采用的頁巖封堵劑和封堵防塌劑均能夠在提高鉆井液封堵能力的同 時，其顆粒進入頁巖裂縫內(nèi)達到"鑲嵌"與"膠結(jié)"的作用，進一步穩(wěn)定井壁；
[0036] (4)本發(fā)明所提供的水基鉆井液具有穩(wěn)定的流變性能，極強的封堵抑制性能W及 極佳的潤滑性能，高溫高壓濾失量可W達到2mLW下，能夠滿足頁巖氣長水平段鉆井的需 求。。
【具體實施方式】
[0037] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描 述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明 保護的范圍。 陽03引實施例1 :
[0039] 由W