專利名稱：一種硅酸鉀聚合醇水基鉆井液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于油氣田鉆井作業(yè)高溫高壓環(huán)境下，具有抑制強水敏性地層(高蒙脫土含量地層)的水化，減少因水化作用產(chǎn)生的地層縮徑，阻止弱水敏性地層因壓力傳遞、毛管壓力、水化等造成的掉塊、垮塌，且流變性穩(wěn)定的硅酸鉀聚合醇水基鉆井液。
背景技術(shù)：
近年來，我國石油鉆探開發(fā)逐漸由淺層向深層、由簡單地層向復(fù)雜地層發(fā)展。由于深井、超深井的井下溫度和壓力比較高，尤其鉆遇復(fù)雜地層時，井下鉆井液性能易發(fā)生較大變化，極易導(dǎo)致一些井下復(fù)雜情況的發(fā)生，如坍塌、卡鉆等，因而，尋求更有效的抑制地層膨脹和穩(wěn)定井壁的新型鉆井液體系是鉆井液研究的主要發(fā)展方向。國內(nèi)外在化學(xué)穩(wěn)定井壁方面作了大量工作，研制了甲酸鹽鉆井液、油基鉆井液、合成基鉆井液、硅酸鹽鉆井液、聚合醇鉆井液等體系，例如多年來，新疆油田形成了自己比較成熟的一類抑制性鉆井液體系鉀鈣基鉆井液或者鉀鈣基-聚合醇水基鉆井液；這類鉆井液具有抑制性強、成本較低、維護處理方便等優(yōu)點，為油田勘探開發(fā)作出了貢獻，但是，這類鉆井液的抑制性主要依靠鉀鈣無機鹽的作用得以實現(xiàn)，即鉀鈣離子的有效濃度是鉆井液抑制性強弱的重要標(biāo)志。該體系存在的問題是現(xiàn)場上并沒有檢測鉀鈣離子濃度的儀器，導(dǎo)致實際鉆井中鉀鈣離子含量不足，嚴(yán)重影響了該種鉆井液防塌效能的發(fā)揮，在高密度鉆井液中，這個問題更加突出。通過研究發(fā)現(xiàn)硅酸鉀穩(wěn)定井壁作用機理為(1)硅酸鉀形成凝膠與沉淀堵塞裂縫；(2)抑制頁巖中粘土礦物水化膨脹和分散；(3)與無機鹽協(xié)同作用阻止水進入地層；(4)硅酸鹽與地層粘土礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。聚合醇作用機理大致可以分為自由擴散、吸附和滲透三個作用階段，重點利用其濁點效應(yīng)提高體系抑制性和封堵能力。通常情況下，硅酸鹽和聚合醇分別作為抑制劑和潤滑劑加入鉆井液體系中，沒有將它們復(fù)合運用。將硅酸鉀的化學(xué)效應(yīng)(膠凝沉淀)以及聚合醇的物理效應(yīng)(濁點效應(yīng))結(jié)合一體，建立一套具有凝膠一濁點效應(yīng)的膜結(jié)構(gòu)硅酸鉀聚合醇鉆井液體系，旨在充分發(fā)揮膜結(jié)構(gòu)效應(yīng)的穩(wěn)定井壁機理，為鉆井液穩(wěn)定井壁研究開拓了新的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服由于深井、超深井的井下溫度和壓力較高，尤其鉆遇復(fù)雜地層時，井下鉆井液性能易發(fā)生較大變化，極易導(dǎo)致一些井下復(fù)雜情況的發(fā)生，如坍塌、卡鉆等，特提供一種硅酸鉀聚合醇水基鉆井液。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種硅酸鉀聚合醇水基鉆井液，其特征是制備該鉆井液所用原料的組分及含量為，其質(zhì)量單位為克或千克鈉膨潤土40-60 ；粉狀速溶硅酸鉀FP-V 40-60 ；增粘劑高粘-羧甲基纖維素HV-CMC 3_6 ；降濾失劑丙烯酰胺與丙烯酸共聚物JT888 4-6 ；封堵劑聚合醇JLX-B-S 20-40 ；KCl 8-13;Na0H質(zhì)量百分濃度為40%，調(diào)節(jié)體系pH為11. 5，自來水1000作溶劑。該硅酸鉀聚合醇水基鉆井液的配制方法是先量取1000克的自來水，加入40-60克鈉膨潤土，低速攪拌60min后，高速攪拌30min，在室溫下養(yǎng)護24h后在高速電動攪拌下加入40-60克粉狀速溶硅酸鉀FP-V攪拌5min，加入3_6克增粘劑HV-CMC攪拌5min，加入 4-6克降濾失劑JT888攪拌5min，加入20-40聚合醇JLX-B-S攪拌5min，加入8_13 KCl攪拌5min，再緩慢滴加質(zhì)量百分濃度為40%的NaOH調(diào)節(jié)體系pH為11. 5，繼續(xù)攪拌15min，制
得本硅酸鉀聚合醇水基鉆井液。 上述制備方法所用鈉膨潤土 ；粉狀速溶硅酸鉀FP-V ；增粘劑HV-CMC ；降濾失劑 JT888 ；聚合醇JLX-B-S ；KCl ；NaOH，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
表1 硅酸鉀聚合醇水基鉆井液基本原料明細(xì)表
權(quán)利要求
1.一種硅酸鉀聚合醇水基鉆井液，其特征是制備該鉆井液所用原料的組分及含量為，其質(zhì)量單位為克或千克；鈉膨潤土 40-60 ；粉狀速溶硅酸鉀FP-V 40-60 ；增粘劑高粘_羧甲基纖維素HV-CMC 3-6 ；降濾失劑丙烯酰胺與丙烯酸共聚物JT888 4-6 ；封堵劑聚合醇JLX-B-S 20-40 ；KCl 8-13 ；NaOH質(zhì)量百分濃度為40%，調(diào)節(jié)體系pH為11. 5，自來水 1000作溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述水基鉆井液，其特征是該硅酸鉀聚合醇水基鉆井液配制方法是先量取1000克的自來水，加入40-60克鈉膨潤土，低速攪拌60min后，再高速攪拌 30min ；在室溫下養(yǎng)護24h后在高速電動攪拌下加入40-60克粉狀速溶硅酸鉀FP-V攪拌 5min,加入3-6克增粘劑HV-CMC攪拌5min，加入4_6克降濾失劑JT888攪拌5min，再加入 20-40克聚合醇JLX-B-S攪拌5min，加入8_13克KCl攪拌5min ；最后緩慢滴加質(zhì)量百分濃度為40%的NaOH調(diào)節(jié)體系pH為11. 5，繼續(xù)攪拌15min，制得本硅酸鉀聚合醇水基鉆井液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于油氣田鉆井作業(yè)防垮塌、卡鉆的硅酸鉀聚合醇水基鉆井液。它克服深井、超深井井下溫度和壓力較高，極易導(dǎo)致一些井下復(fù)雜情況的發(fā)生。其技術(shù)方案是制備該鉆井液所用原料的組分及含量為鈉膨潤土40-60；粉狀速溶硅酸鉀40-60；增粘劑3-6；降濾失劑4-6；封堵劑20-40；KCl 8-13；NaOH調(diào)節(jié)體系pH為11.5，自來水1000。先取1000克自來水，在攪拌下依次加入鈉膨潤土、粉狀速溶硅酸鉀、增粘劑、降濾失劑、封堵劑、KCl；用40%的NaOH調(diào)節(jié)pH至11.5，繼續(xù)攪拌15min，制得硅酸鉀聚合醇水基鉆井液。本發(fā)明產(chǎn)品高溫下具有良好的流變性及失水造壁性、抑制性強、封堵能力強、潤滑性好、熱穩(wěn)定性好，能滿足復(fù)雜情況下安全鉆井的要求。
文檔編號C09K8/24GK102391843SQ20111039128
公開日2012年3月28日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者王平全, 白楊 申請人:西南石油大學(xué)