一種深井用低濾失耐高溫水基鉆井液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水基鉆井液，尤其涉及一種深井用低濾失耐高溫水基鉆井液。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著井深深度的加深，深井在能夠鉆探到更多石油天然氣的同時，井底溫度也明 顯的增高，很多深井鉆探溫度能夠達(dá)到、甚至超過200°C。儲層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，溫度升 高，巖體性質(zhì)以及周邊壓力明顯變化，會導(dǎo)致許多情況，比如伴有鹽水的超高壓儲層，鹽膏 狀的復(fù)雜儲層。用普通的鉆井液常常無法控制鉆井液在溫度升高出現(xiàn)的固相升高、礦化度 升高、鉆井液性能變化、濾失量失穩(wěn)過高等問題。而井壁失穩(wěn)、卡鉆斷鉆、鉆井液滲漏、儲層 蠕變等狀況也屢見不鮮，給鉆探工作帶來了很大的影響，使之效率降低且費(fèi)用增高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對上述問題，本發(fā)明提供了一種深井用低濾失耐高溫水基鉆井液，該鉆井液具 有在高溫高壓下性能穩(wěn)定、低固化且流變性、良好的降濾失性、較好的潤滑及剪切稀釋性、 對于各種可溶性鹽的抵抗性良好、抗污染性良好、適合在深井中使用。
[0004] 實現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為：一種深井用低濾失耐高溫水基鉆 井液，該鉆井液由清水、膨潤土、抑制劑、降濾失劑、降粘劑、PH值調(diào)節(jié)劑和加重劑按重 量份數(shù)比制備而成，清水：膨潤土 ：抑制劑：降濾失劑：降粘劑：PH值調(diào)節(jié)劑：加重劑= 350-450:10-20:8-15:10-20 :5-10:2-6:10-20。
[0005] 所述的清水、膨潤土、抑制劑、降濾失劑、降粘劑、PH值調(diào)節(jié)劑和加重劑的優(yōu) 選重量份數(shù)比為，清水：膨潤土 ：抑制劑：降濾失劑：降粘劑：PH值調(diào)節(jié)劑：加重劑= 400:16:12:16 ：8:4:15〇
[0006] 所述的抑制劑為兩性離子聚合物強(qiáng)包被劑PA367 ;降黏劑為兩性木質(zhì)素類降粘劑 ALSGC;PH值調(diào)節(jié)劑為NaOH;加重劑為重晶石。
[0007] 所述的降濾失劑的制備方法包括下述步驟：
[0008] 將8份褐煤樹脂、2份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)、0.1份氫氧化鈉以及 水100份放入燒杯中，充分?jǐn)嚢?，待溶液全部溶解時，加入0. 9份甲醛及0. 1份氫氧化鈉，繼 續(xù)充分?jǐn)嚢韬蠹尤虢?jīng)過水溶后的〇. 1份過硫酸鉀及〇. 1份亞硫酸鈉進(jìn)行引發(fā)，保持120°C， 持續(xù)攪拌3h。反應(yīng)產(chǎn)物在110°C條件下烘干，完全烘干后進(jìn)行粉碎，得到聚合物降濾失劑 SJ-l〇
[0009] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：研制的深井用低濾失耐高溫水基鉆井液，在抗高溫高壓水 基鉆井液在160°C下熱滾36h后，AV、YP變化幅度均不大，具有良好的熱穩(wěn)定性及流變性； 常溫常壓下FLAPI為2. 0ml，在經(jīng)過230°C熱滾16小時后，F(xiàn)LAPI的數(shù)值為3. 9ml，F(xiàn)LHTHP能夠 控制到14. 5ml，鉆井液配方降濾失性良好；抗土壤、抗Ca2+、抗鹽等污染能力良好；滾動回收 率為87. 9%，頁巖膨脹量升幅并不明顯。說明鉆井液體系抑制巖石膨脹性能良好，能夠保證 井壁的穩(wěn)定性，使鉆井可以快速而安全的進(jìn)行。
【附圖說明】
[0010] 圖1為巖樣與深井用低濾失耐高溫水基鉆井液熱滾前后的頁巖膨脹量變化曲線 圖。
【具體實施方式】
[0011] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明：
[0012] 實施例1
[0013] 1.SJ-1降濾失劑的制備方法
[0014] 將8份褐煤樹脂、2份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)、0. 1份氫氧化鈉以及 水100份放入燒杯中，充分?jǐn)嚢?，待溶液全部溶解時，加入0. 9份甲醛及0. 1份氫氧化鈉，繼 續(xù)充分?jǐn)嚢韬蠹尤虢?jīng)過水溶后的〇. 1份過硫酸鉀及〇. 1份亞硫酸鈉進(jìn)行引發(fā)，保持120°C， 持續(xù)攪拌3h。反應(yīng)產(chǎn)物在110°C條件下烘干，完全烘干后進(jìn)行粉碎，得到聚合物降濾失劑 SJ-l〇
[0015] 2.深井用低濾失耐高溫水基鉆井液的制備方法與基本流變參數(shù)測量
[0016] (1)其制備方法如下：
[0017] 1)首先稱取清水、膨潤土、抑制劑、降濾失劑、降粘劑、PH值調(diào)節(jié)劑和加重劑。
[0018] 2)在容器中加入400ml清水，在10000r/min轉(zhuǎn)速條件下，再依次加入，占400ml清 水質(zhì)量的4%膨潤土、3%兩性離子聚合物強(qiáng)包被劑PA367、4%SJ-1+3%兩性木質(zhì)素類降粘 劑ALSGC、1 %NaOH、重晶石（加重至1. 3g/cm3)，充分?jǐn)嚢韬蠹吹玫缴罹玫蜑V失耐高溫水 基鉆井液。
[0019] (2)基本流變參數(shù)的測量見表1。
[0020] 基漿為400ml清水+4 %膨潤土 +3 %兩性離子聚合物強(qiáng)包被劑PA367+4 % SJ-1+3%兩性木質(zhì)素類降粘劑ALSGC+1%Na0H+重晶石（加重至1. 3g/cm3);基漿在230°C 熱滾36h后，其PV、YP值變化很小且具有一定粘度及切力，滿足高溫流變性要求。
[0021] 3.熱穩(wěn)定性能評價見表2。
[0022] 基漿在230°C熱滾72h后，其PV、YP變化很小，230°C熱滾72h比230°C熱滾16h后 的FLHTHP僅增大3ml，這說明該基漿在230°C高溫下，體系熱穩(wěn)定良好。
[0023] 4.抗污染能力性能評價見表3。
[0024] 當(dāng)基漿中加入不同量的劣土后，鉆井液各數(shù)值未發(fā)生明顯增大或減小的現(xiàn)象，經(jīng) 230°C熱滾16h老化后，鉆井液的PV、YP、初切力、終切力、FLAPI、FLHTHP均變化不大，較之 與實驗配漿各項性能差別很小，這說明基漿具有較強(qiáng)的抗土壤污染性能，可以達(dá)到15%。
[0025] 5.抗Ca2+污染能力性能評價見表4。
[0026] 當(dāng)基漿中加0. 3%CaC12后，鉆井液粘度有所下降，濾失量有所增高，但改變均不 明顯。經(jīng)230Γ熱滾16h老化后，鉆井液的各項數(shù)值均變化不大，這說明基漿具有較強(qiáng)的抗 Ca2+污染性能，可以達(dá)到0. 3%。
[0027] 6.抗鹽污染能力性能評價見表5。
[0028] 當(dāng)基漿中加0. 3%CaC12后，鉆井液粘度有所下降，濾失量有所增高，但改變均不 明顯。經(jīng)230Γ熱滾16h老化后，鉆井液的各項數(shù)值均變化不大，這說明基漿具有較強(qiáng)的抗 鹽污染性能，可以達(dá)到5%。
[0029] 7.滾動回收率見表6。
[0030] 在清水中巖石的回收率僅為9. 53%，而在新配制的水基鉆井液中滾動回收率提高 到87. 9%，較清水有很大提高哦。這說明該鉆井液能夠很好的抑制頁巖水化分散，抑制性滿 足設(shè)計要求。
[0031] 8.頁巖膨脹性實驗見圖1。
[0032] 根據(jù)鉆井液侵入頁巖后會慢慢發(fā)生膨脹，經(jīng)80°C熱滾16h老化后，膨脹量從 0. 22mm升至熱滾后的0. 41mm，膨脹率雖略有增加，但增幅不明顯。通過以上數(shù)據(jù)得出該鉆 井液體系抑制頁巖膨脹性能良好，能夠保證井壁的穩(wěn)定性，使鉆井可以快速而安全的進(jìn)行。
[0033] 實施例2
[0034] -種深井用低濾失耐高溫水基鉆井液，該鉆井液由清水、膨潤土、抑制劑、降濾失 劑、降粘劑、PH值調(diào)節(jié)劑和加重劑按重量份數(shù)比制備而成，清水：膨潤土：抑制劑：降濾失 劑：降粘劑：PH值調(diào)節(jié)劑：加重劑=400:16:12:16 :8:4:15。
[0035] 所述的抑制劑為兩性離子聚合物強(qiáng)包被劑PA367;降黏劑為兩性木質(zhì)素類降粘劑 ALSGC;PH值調(diào)節(jié)劑為NaOH;加重劑為重晶石。其它步驟同實施例1。
[0036] 實施例3
[0037] -種深井用低濾失耐高溫水基鉆井液，該鉆井液由清水、膨潤土、抑制劑、降濾失 劑、降粘劑、PH值調(diào)節(jié)劑和加重劑按重量份數(shù)比制備而成，清水：膨潤土：抑制劑：降濾失 劑：降粘劑：PH值調(diào)節(jié)劑：加重劑=350:10:8:10 :5:2:10。
[0038] 所述的抑制劑為兩性離子聚合物強(qiáng)包被劑PA367;降黏劑為兩性木質(zhì)素類降粘劑 ALSGC;PH值調(diào)節(jié)劑為NaOH;加重劑為重晶石。其它步驟同實施例1。
[0039] 實施例4
[0040] -種深井用低濾失耐高溫水基鉆井液，該鉆井液由清水、膨潤土、抑制劑、降濾失 劑、降粘劑、PH值調(diào)節(jié)劑和加重劑按重量份數(shù)比制備而成，清水：膨潤土：抑制劑：降濾失 劑：降粘劑：PH值調(diào)節(jié)劑：加重劑=450:20:15:20 :10:6:20。
[0041] 所述的抑制劑為兩性離子聚合物強(qiáng)包被劑PA367 ;降黏劑為兩性木質(zhì)素類降粘劑 ALSGC;PH值調(diào)節(jié)劑為NaOH;加重劑為重晶石。其它步驟同實施例1。
[0042] 實施例5
[0043] -種深井用低濾失耐高溫水基鉆井液，該鉆井液由清水、膨潤土、抑制劑、降濾失 劑、降粘劑、PH值調(diào)節(jié)劑和加重劑按重量份數(shù)比制備而成，清水：膨潤土：抑制劑：降濾失 劑：降粘劑：PH值調(diào)節(jié)劑：加重劑=450:10:15:10 :5:6:20。
[0044] 所述的抑制劑為兩性離子聚合物強(qiáng)包被劑PA367 ;降黏劑為兩性木質(zhì)素類降粘劑 ALSGC;PH值調(diào)節(jié)劑為NaOH;加重劑為重晶石。其它步驟同實施例1。
[0045] 表1流變性實驗結(jié)果
[0046]
[0047] 表2熱穩(wěn)定性實驗結(jié)果
[0048]
[0049] 表3抗土壤污染實驗結(jié)果
[0050]
[0051] 表4抗Ca2+污染實驗結(jié)果
[0052]
[0053] 表5抗鹽污染實驗結(jié)果
[0054]
[0055] 表6滾動回收率測試結(jié)果
[0056]
【主權(quán)項】
1. 一種深井用低濾失耐高溫水基鉆井液，其特征在于該鉆井液由清水、膨潤土、 抑制劑、降濾失劑、降粘劑、PH值調(diào)節(jié)劑和加重劑按重量份數(shù)比制備而成，清水：膨潤 土：抑制劑：降濾失劑：降粘劑：PH值調(diào)節(jié)劑：加重劑=350-450:10-20:8-15: 10-20: 5-10:2-6:10-20。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深井用低濾失耐高溫水基鉆井液，其特征在于所述的清 水、膨潤土、抑制劑、降濾失劑、降粘劑、PH值調(diào)節(jié)劑和加重劑的優(yōu)選重量份數(shù)比為，清水： 膨潤土：抑制劑：降濾失劑：降粘劑：PH值調(diào)節(jié)劑：加重劑=400:16:12:16 :8:4:15。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種深井用低濾失耐高溫水基鉆井液，其特征在于所述 的抑制劑為兩性離子聚合物強(qiáng)包被劑PA367 ;降黏劑為兩性木質(zhì)素類降粘劑ALSGC;PH值調(diào) 節(jié)劑為NaOH;加重劑為重晶石。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種深井用低濾失耐高溫水基鉆井液，其特征在于所述 的降濾失劑的制備方法包括下述步驟： 將8份褐煤樹脂、2份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)、0. 1份氫氧化鈉以及水 100份放入燒杯中，充分?jǐn)嚢瑁芤喝咳芙鈺r，加入0. 9份甲醛及0. 1份氫氧化鈉，繼續(xù) 充分?jǐn)嚢韬蠹尤虢?jīng)過水溶后的〇. 1份過硫酸鉀及〇. 1份亞硫酸鈉進(jìn)行引發(fā)，保持120°C， 持續(xù)攪拌3h。反應(yīng)產(chǎn)物在110°C條件下烘干，完全烘干后進(jìn)行粉碎，得到聚合物降濾失劑 SJ-l〇
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種深井用低濾失耐高溫水基鉆井液，該鉆井液由清水、膨潤土、抑制劑、降濾失劑、降粘劑、PH值調(diào)節(jié)劑和加重劑按重量份數(shù)比制備而成。該鉆井液配方具有較強(qiáng)的高溫穩(wěn)定性、較好的流變性、高溫高壓降濾失性及抑制性，抗土壤、Ca2+及鹽等污染能力良好，能夠保證鉆井順利進(jìn)行。
【IPC分類】C09K8/24
【公開號】CN105349121
【申請?zhí)枴緾N201510810321
【發(fā)明人】馬貴陽, 潘一, 王世棟, 楊雙春, 蘇潔, 王璐, 張亮, 張秋實, 唐佳斌
【申請人】遼寧石油化工大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年11月18日