本發(fā)明屬于油氣田鉆井作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種酸式焦磷酸鈉環(huán)保型鉆井液及制備方法。
背景技術(shù)：
厄瓜多爾TARAPOA區(qū)塊，地面海拔250-300米，地形多為丘陵，地層壓力和溫度正常，屬于新生界海相環(huán)境沉積，主要地層為晚第三系、第三系、白堊系。晚第三系和第三系都是比較新的地層，泥質(zhì)含量很高，沉積時(shí)間短，欠壓實(shí)，穩(wěn)定性差，吸水性強(qiáng)，分散性高，造漿嚴(yán)重。
厄瓜多爾TARAPOA區(qū)塊，通常是在同一個(gè)井場(chǎng)“一”字形排開(kāi)鉆五到十口井，而且是新井老井交錯(cuò)其中，都是大斜度定向井或者水平井。大斜度定向井技術(shù)又稱大位移定向井技術(shù)，它是一項(xiàng)實(shí)施難度極高的鉆井技術(shù)，從目前完成井的情況來(lái)看，主要難題存在導(dǎo)管下放不到位、井下坍塌嚴(yán)重、鉆進(jìn)中摩阻、扭矩偏大、起下鉆阻卡、大套管下放遇阻等問(wèn)題；尤其是井壁失穩(wěn)問(wèn)題一直是制約正常快速鉆井、鉆井提速的一個(gè)難題，甚至影響到油田的開(kāi)發(fā)速度和效益。
厄瓜多爾TARAPOA區(qū)塊位于亞馬遜熱帶雨林，周邊具有多個(gè)世界級(jí)自然保護(hù)區(qū)（亞蘇尼、庫(kù)亞貝諾國(guó)家森林公園），并且亞馬遜河流域的熱帶雨林素有“地球之肺”之稱。因此當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求苛刻，對(duì)環(huán)境危害較大鉆井液材料受到限制，譬如磺化材料和鹽類。所以厄瓜多爾TARAPOA區(qū)塊的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀客觀要求研發(fā)一種針對(duì)厄瓜多爾TARAPOA區(qū)塊海相沉積特點(diǎn)，具有優(yōu)異的井壁穩(wěn)定能力、高效攜砂能力的鉆井液配方及制備方法，滿足厄瓜多爾TARAPOA區(qū)塊上部井段高質(zhì)高效的開(kāi)發(fā)需要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中厄瓜多爾TARAPOA區(qū)塊上部地層導(dǎo)管和表層套管普遍存在下放不到位的難題，不僅能夠提供優(yōu)異的井壁穩(wěn)定能力，還能提供高效的攜砂能力，并且符合環(huán)保要求。
為此，本發(fā)明提供了一種酸式焦磷酸鈉環(huán)保型鉆井液，由以下質(zhì)量百分比的原料組成：焦磷酸鈉2～5%，提粘劑0.2～1.5%，降濾失劑0.5～2.0%，加重劑5～15%，余量為水。
一種酸式焦磷酸鈉環(huán)保型鉆井液，由以下質(zhì)量百分比的原料組成：焦磷酸鈉3%，提粘劑0.4%，降濾失劑1.8%，加重劑5%，水89.8%。
所述提粘劑是黃原膠、高粘聚陰離子纖維素或膨潤(rùn)土中的一種或兩種。
所述降濾失劑是低粘聚陰離子纖維素或淀粉中的一種或兩種。
所述加重劑是石灰石或重晶石。
本發(fā)明還提供了一種酸式焦磷酸鈉環(huán)保型鉆井液的制備方法，在配方量的水中加入依次加入配方量的焦磷酸鈉、降濾失劑、提粘劑、加重劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚺渲瞥摄@井液。
本發(fā)明的有益效果是：
1、酸式焦磷酸鈉作為主體處理劑、具有稀釋軟化、調(diào)節(jié)流變性、調(diào)節(jié)pH值，中和鈣離子的作用，配制的鉆井液體系具有低黏高切、流動(dòng)性好、抗石膏污染能力強(qiáng)、固相容量大、流變性能易于調(diào)節(jié)等特點(diǎn)；
2、該酸式焦磷酸鈉環(huán)保型鉆井液中相對(duì)于常規(guī)降粘劑如磺化單寧，鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽非常環(huán)保，不含重金屬離子，容易降解生成磷酸根，對(duì)改善土壤具有一定作用；
3、不僅能夠提供優(yōu)異的井壁穩(wěn)定能力，還能提供高效的攜砂能力，并且符合環(huán)保要求。滿足了厄瓜多爾TARAPOA區(qū)塊上部井段鉆進(jìn)的需要，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
下面將做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中厄瓜多爾TARAPOA區(qū)塊上部地層導(dǎo)管和表層套管普遍存在下放不到位的難題，本實(shí)施例提供了一種酸式焦磷酸鈉環(huán)保型鉆井液，由以下質(zhì)量百分比的原料組成：焦磷酸鈉2～5%，提粘劑0.2～1.5%，降濾失劑0.5～2.0%，加重劑5～15%，余量為水。
該酸式焦磷酸鈉環(huán)保型鉆井液在常溫常壓下制備，制備過(guò)程：在配方量的水中加入依次加入配方量的焦磷酸鈉、降濾失劑、提粘劑、加重劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚺渲瞥摄@井液。
本發(fā)明原理：
采用酸式焦磷酸鈉作為主體成分，相對(duì)于常規(guī)降粘劑如磺化單寧，鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽非常環(huán)保，不含重金屬離子，容易降解生成磷酸根，對(duì)改善土壤具有一定作用；同時(shí)該處理劑對(duì)鈣離子具有絡(luò)合作用，反應(yīng)產(chǎn)生的絡(luò)合離子相當(dāng)穩(wěn)定，相當(dāng)于去除了體系中的鈣離子，具有除鈣抗鈣的作用，另外自身具有良好的稀釋粘土的作用，能夠在高坂土含量的鉆井液中調(diào)節(jié)流變性能。
實(shí)施例2：
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種酸式焦磷酸鈉環(huán)保型鉆井液，由以下質(zhì)量百分比的原料組成：焦磷酸鈉5%，提粘劑0.8%，降濾失劑0.5%，加重劑5%，水88.7%。
制備方法：在配方量的水中加入依次加入配方量的焦磷酸鈉、降濾失劑、提粘劑、加重劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚺渲瞥摄@井液。
本實(shí)施例中的焦磷酸鈉（主體劑）為食品級(jí)焦磷酸鈉，降濾失劑為淀粉，提粘劑為高粘聚陰離子纖維素，加重劑為重晶石。
實(shí)施例3：
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種酸式焦磷酸鈉環(huán)保型鉆井液，由以下質(zhì)量百分比的原料組成：焦磷酸鈉2%，提粘劑1.3%，降濾失劑0.5%，加重劑5%，余量為水。
制備方法：在配方量的水中加入依次加入配方量的焦磷酸鈉、降濾失劑、提粘劑、加重劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚺渲瞥摄@井液。
本實(shí)施例中的焦磷酸鈉（主體劑）為食品級(jí)焦磷酸鈉，降濾失劑為低粘聚陰離子纖維素，提粘劑由0.3%黃原膠（相對(duì)分子質(zhì)量在2×106～2×107）和1%的膨潤(rùn)土組成，加重劑為325目石灰石。
一、測(cè)試性能實(shí)驗(yàn)
按照API推薦鉆井液測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，基本性能如表1所示，
表1 一種配比鉆井液基本性能
二、按照上述組成配比，根據(jù)配制程序在現(xiàn)場(chǎng)配制，進(jìn)行了1口井的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，在JOHANNA 11D井取得以下效果：
JOHANNA 11D井表層井段設(shè)計(jì)為φ406.4mm井眼，設(shè)計(jì)井段0ft～5664ft。該井2016年5月11日0:00開(kāi)始φ406.4mm井段施工，先后鉆遇第三系和晚第三系的泥巖和頁(yè)巖，于5月14日2:00鉆至5664ft(垂深4940ft，井斜58度)表層完鉆。表層單只鉆頭成功鉆穿表層井段，起下鉆不阻不卡、φ339.7mm表層套管一次性下到井底。整個(gè)井段鉆井液表現(xiàn)出低黏高切、流動(dòng)性好、抗石膏污染能力強(qiáng)、固相容量大、流變性能易于調(diào)節(jié)，能有效防止軟泥頁(yè)巖地層坍塌。其它技術(shù)指標(biāo)：密度1.05～1.22g/cm3, FV28～45s, API FL6～11ml, 泥餅 0.2～0.3mm, pH 7～8.5, 含砂量小于0.3%,PV5～18mPa.s, YP5～16Pa。
實(shí)施例4：
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種酸式焦磷酸鈉環(huán)保型鉆井液，由以下質(zhì)量百分比的原料組成：焦磷酸鈉3%，提粘劑0.4%，，降濾失劑1.8%，加重劑5%，水89.8%。
制備方法：在配方量的水中加入依次加入配方量的焦磷酸鈉、降濾失劑、提粘劑、加重劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚺渲瞥摄@井液。
本實(shí)施例中的焦磷酸鈉（主體劑）為食品級(jí)焦磷酸鈉，降濾失劑由0.8%的低粘聚陰離子纖維素和1%的淀粉組成，提粘劑為黃原膠（相對(duì)分子質(zhì)量在2×106～2×107），加重劑為325目石灰石。
一、測(cè)試性能實(shí)驗(yàn)
按照API推薦鉆井液測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，基本性能如表2所示，
表2 一種配比鉆井液基本性能
二、按照上述組成配比，根據(jù)上述配制程序在現(xiàn)場(chǎng)配制，進(jìn)行了1口井的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，在JOHANNA 15D井取得以下效果：
JOHANNA 15D井表層井段設(shè)計(jì)為φ406.4mm井眼，設(shè)計(jì)井段0ft～6701ft。2016年6月29日開(kāi)始表層段鉆進(jìn)，在施工中存在鉆遇軟泥巖、頁(yè)巖，但通過(guò)采取合理措施，很好的解決了軟泥巖惡性造漿、鉆井液流動(dòng)性差等難題。2016年于7月3日表層井段完鉆，井深6701ft。φ339.7mm表層套管一次性下到預(yù)定位置。整個(gè)井段鉆井液表現(xiàn)出良好的井壁穩(wěn)定能力、攜砂能力強(qiáng)、流動(dòng)性好、抗石膏污染能力強(qiáng)、固相容量大等優(yōu)點(diǎn)。
綜上所述，本發(fā)明酸式焦磷酸鈉環(huán)保型鉆井液能夠提供優(yōu)異的井壁穩(wěn)定能力，還能提供高效的攜砂能力，并且符合環(huán)保要求。滿足了厄瓜多爾TARAPOA區(qū)塊上部井段鉆進(jìn)的需要，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
以上實(shí)施例中黃原膠相對(duì)分子質(zhì)量在2×106～2×107；聚陰離子纖維素（PAC）是一種水溶性的高分子有機(jī)化合物，容易分散在所有水基鉆井液中，用于石油鉆探、掘井等工程：主要用于海上鉆井和陸地深井，在低固相鉆井液中，PAC能顯著降低濾失量，減薄泥餅厚度，并對(duì)頁(yè)鹽水化有較強(qiáng)的抑制作用，分為高粘聚陰離子纖維素、低粘聚陰離子纖維素、中粘聚陰離子纖維素三種，在市場(chǎng)上均可購(gòu)買得到。
以上各實(shí)施例沒(méi)有詳細(xì)敘述的方法和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知常識(shí)，這里不一一敘述。
以上例舉僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。