專利名稱：強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液及其制備方法，可以有效的封堵住微裂縫儲(chǔ)層的保護(hù)儲(chǔ)層。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，儲(chǔ)層物性較差，滲透率較低，孔隙吼道的連通性也較差，屬于低孔低滲儲(chǔ)層，且具有天然微裂縫的性質(zhì)，微裂縫的發(fā)育是油氣滲流的主要通道。由于儲(chǔ)層敏感性較強(qiáng)，在鉆井的過(guò)程中，鉆井液的與地層水的不配伍常常會(huì)引起沉淀，從而堵塞孔隙吼道； 另外鉆井液中的一些不可溶不可排的固相顆粒也會(huì)引起裂縫的堵塞，同時(shí)鉆井液與裂縫周圍儲(chǔ)層易發(fā)生吸水膨脹等，這些不利的因素都將造成儲(chǔ)層的不可逆的傷害。由于特殊的儲(chǔ)層地質(zhì)條件，且長(zhǎng)水平段的特殊鉆井工藝，建井周期較長(zhǎng)，長(zhǎng)裸眼段水平段長(zhǎng)期浸泡在鉆井液中，儲(chǔ)層傷害是不可逆的，都將直接的或間接的影響到后期的石油開采工作。所以針對(duì)以上技術(shù)難題，提出適合儲(chǔ)層微裂縫的屏蔽暫堵技術(shù)來(lái)保護(hù)儲(chǔ)層。屏蔽暫堵技術(shù)的核心內(nèi)容是“快速” “淺層” “高效”，目的在于在進(jìn)入到油層的時(shí)候，鉆井液中的一些可變形的纖維狀粒子快速且高效的暫時(shí)填充到裂縫中，把井筒周圍的儲(chǔ)層的滲透率迅速的降低到零，這樣在后期的鉆井過(guò)程中可以很好的阻止鉆井液濾液的侵入，把有害的固相顆粒和一些沉淀阻止在儲(chǔ)層外，這樣可以有效的保護(hù)儲(chǔ)層，鉆井工作完成后，可以采用酸溶或者壓裂的技術(shù)手段解除屏蔽暫堵帶，恢復(fù)儲(chǔ)層的滲透率，或者儲(chǔ)層本身的地層水排驅(qū)壓力都可以將這些粒子排除出去，起到解堵的作用。另外，在水平井的鉆井過(guò)程中，常常會(huì)鉆遇到泥巖或者泥頁(yè)巖互層，這些礦物類與水發(fā)生吸水膨脹，導(dǎo)致井眼縮徑，起下鉆遇阻或鉆進(jìn)時(shí)扭矩偏大，嚴(yán)重時(shí)井壁發(fā)生坍塌，甚至因坍塌引起掉鉆具等井下事故。所以要求鉆井液在保護(hù)儲(chǔ)層的同時(shí)應(yīng)該具有很強(qiáng)的抑制性，保證井壁穩(wěn)定，確保正常安全施工。但現(xiàn)有技術(shù)中的鉆井液都不能達(dá)到上述目的，且現(xiàn)有技術(shù)中的屏蔽暫堵劑，由于其粒徑比較大，不適合長(zhǎng)慶油田隴東地區(qū)的低孔低滲微裂縫儲(chǔ)層，由于現(xiàn)有的泥頁(yè)巖抑制性較差，不能很好的抑制泥頁(yè)巖的水化膨脹，導(dǎo)致井下不順或者井壁不穩(wěn)甚至出現(xiàn)井下事故，影響到正常鉆進(jìn)或油田的開發(fā)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的鉆井液存在的上述問題，提供一種強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液及其制備方法，本發(fā)明可以有效的暫時(shí)封堵住儲(chǔ)層的微裂縫， 具有高效的封堵性和淺層性，使得后期的鉆井液的一些固相顆粒無(wú)法進(jìn)入到儲(chǔ)層中，從而起到保護(hù)儲(chǔ)層的作用，且抑制性很好，可以平衡地層壓力，起到穩(wěn)定井壁的作用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液，其特征在于，包括如下重量比組份新型屏蔽暫堵劑2-5%，無(wú)機(jī)鹽抑制劑3%-7%、有機(jī)抑制劑3% -7%、低粘聚陰離子纖維素0. 3-0. 5%、 高粘聚陰離子纖維素0. 1-0. 3%、提粘提切劑0. 1-0. 3%、重晶石0%-3%，余量是水，且PH值為9-10。所述新型屏蔽暫堵劑包括325目的碳酸鈣粉作為暫堵劑、1250目的碳酸鈣粉作為填充粒子和含有纖維成份的乳化石蠟作為可變形粒子，三者的質(zhì)量比例關(guān)系為暫堵劑填充粒子可變形粒子=2:1:1。所述無(wú)機(jī)鹽抑制劑為氯化鉀與甲酸鈉復(fù)配，二者的質(zhì)量比例關(guān)系為氯化鉀甲酸鈉=1:1。所述有機(jī)抑制劑可以為聚丙烯酸鉀KPAM或者有機(jī)胺抑制劑G319-FTJ。所述提粘提切劑可以為黃原膠XCD或者鉆井液用動(dòng)切力提高劑G310-DQT。所述燒堿NaOH的加入量沒有固定值，具體加量依據(jù)PH值情況作相應(yīng)調(diào)整。一種強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟
a、通過(guò)水的密度與體積相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，確定水的用量，根據(jù)水的重量確定各組份的用
量；
b、將新型屏蔽暫堵劑、無(wú)機(jī)鹽抑制劑，有機(jī)抑制劑，提粘提切劑，低粘聚陰離子纖維素， 高粘聚陰離子纖維素按加料比例混合均勻，測(cè)量并記錄混合均勻之后的密度；
C、通過(guò)密度與體積之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系式，根據(jù)配方比例，計(jì)算新型屏蔽暫堵劑的用量，然后根據(jù)其用量將混合液加入到水中并攪拌使其充分溶解；
d、根據(jù)需要加入重晶石調(diào)節(jié)密度到所需值；
e、用燒堿NaOH將PH調(diào)節(jié)至9_10。采用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
一、本發(fā)明首先通過(guò)加入幾種新型的纖維狀的屏蔽暫堵劑，配合鉆井液的原漿，形成針對(duì)隴東地區(qū)微裂縫儲(chǔ)層的屏蔽暫堵體系，同時(shí)再?gòu)你@遇泥巖，提高鉆井液的抑制性方面考慮，穩(wěn)定泥頁(yè)巖段井壁，加入無(wú)機(jī)鹽抑制劑和有機(jī)抑制劑，形成強(qiáng)抑制性的高效潤(rùn)滑性能的屏蔽暫堵鉆井液體系，最終達(dá)到既保護(hù)微裂縫儲(chǔ)層又保證泥頁(yè)巖井壁穩(wěn)定、井下安全的目的。二、本發(fā)明中，低熒光防塌封堵劑系列、裂縫屏蔽暫堵劑和軟性填充粒子的協(xié)同作用，形成強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液體系，這種含有纖維狀物質(zhì)復(fù)配的封堵劑，可塑性很強(qiáng)，柔性很強(qiáng)，可以達(dá)到逐級(jí)填充裂縫的目的。該新型封堵劑在加量為2-5%加量時(shí)， 其對(duì)鉆井液其他性能的影響最低，性價(jià)比最高。三、抑制劑主要選擇無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)鹽協(xié)同作用，在無(wú)機(jī)抑制劑加量3-7%，有機(jī)抑制劑加量3-7%之間時(shí)其協(xié)同效果最好，抑制性最強(qiáng)，性價(jià)比最高。利用其包被和絮凝作用，將部分分散到鉆井液中的粘土顆粒絮凝聚結(jié)隨后利用固控設(shè)備除去，達(dá)到穩(wěn)定井壁和降低固相的雙重作用，而且通過(guò)改變?yōu)V液的性質(zhì)，也達(dá)到了儲(chǔ)層保護(hù)的目的。這樣，研制的新體系從多個(gè)方面，多個(gè)角度保護(hù)了儲(chǔ)層，并且提高了抑制性，達(dá)到穩(wěn)定井壁的目的。四、本發(fā)明具有快速、淺層、高效的屏蔽暫堵性、防塌抑制能力強(qiáng)、潤(rùn)滑防卡性能好、攜屑能力強(qiáng)的特點(diǎn)，能夠適應(yīng)儲(chǔ)層長(zhǎng)水平段水平井的安全快速鉆井的技術(shù)要求，同時(shí)也解決了該地區(qū)儲(chǔ)層保護(hù)的技術(shù)難題，配制工藝簡(jiǎn)單，性能易于維護(hù)和保持。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
儲(chǔ)層中發(fā)育的天然裂縫，對(duì)油氣運(yùn)移、聚集成藏有重要作用。裂縫的存在大大提高了儲(chǔ)層滲透率，成為低滲透及油氣藏勘探成功和經(jīng)濟(jì)開發(fā)的物質(zhì)基礎(chǔ)。根據(jù)鑄體薄片和電鏡掃描照片觀察，在研究區(qū)延長(zhǎng)組儲(chǔ)層中存在的微裂縫形狀多樣，廣泛發(fā)育于巖石碎屑集合體內(nèi)部，在礦物碎屑內(nèi)部和填隙物內(nèi)也發(fā)育有微裂縫。微裂縫長(zhǎng)度不一，在10 50Mm范圍內(nèi)，平均裂縫長(zhǎng)度為21.74Mm;張開度在1 IOMm之間，多在 2 4Mm范圍內(nèi)，平均張開度為2. 7Mm。經(jīng)過(guò)溶蝕作用的改造，有的裂縫不僅被溶蝕變寬，某些靠近裂縫的長(zhǎng)石也受到明顯的溶蝕。有些裂縫被次生或成巖物質(zhì)充填而形成充填裂縫，有些無(wú)礦物充填且有一定開度為開啟裂縫。裂縫特別是巖屑中的微裂縫對(duì)于油氣的滲流起到了重要作用。通過(guò)鑄體薄片鏡下觀察分析，延長(zhǎng)組儲(chǔ)層的孔隙類型中，石英和長(zhǎng)石中的裂縫并不多，而巖石碎屑中的裂縫發(fā)育很好，幾乎在所有的巖石碎屑集合體中均發(fā)育有較多的裂縫。用激光粒度儀分析原漿的粒徑可知，原漿中主要為粒徑為2Mffl的細(xì)顆粒，基本達(dá)到保護(hù)基塊孔喉的目的，但是相對(duì)裂縫寬度的粗顆?；緵]有，有效固相顆粒含量不足。因此，這種鉆井液不能很好地實(shí)現(xiàn)屏蔽暫堵，形成的泥餅滲透率高，造成的儲(chǔ)層損害較大。根據(jù)該區(qū)原漿特點(diǎn)、儲(chǔ)層孔喉與裂縫分布以及暫堵劑的粒度分布，將1#漿進(jìn)行改性，改性后兩種配方如下1#原漿+3%暫堵劑+1. 5%填充粒子、1#原漿+ 屏蔽暫堵劑+1% 填充粒子+1%變形粒子。裂縫暫堵劑是針對(duì)裂縫性或裂縫一孔隙性油氣藏的油氣層保護(hù)而開發(fā)的一種新型屏蔽式暫堵材料。裂縫暫堵劑由一定比例的纖維和超細(xì)碳酸鈣組成。加入鉆井完井液后會(huì)形成多根纖維和固相(碳酸鈣或泥漿顆粒)的絮凝團(tuán)，這種絮凝團(tuán)在瞬間失水發(fā)生時(shí)，會(huì)在裂縫入口處形成多點(diǎn)接觸和橋堵，在裂縫很淺的部位封堵裂縫，阻止泥漿的固相和液相進(jìn)一步侵入裂縫和基質(zhì)，從而有效地保護(hù)裂縫的導(dǎo)流能力，在射孔后進(jìn)行小酸量的酸洗連通孔眼與裂縫，就會(huì)獲得較高的產(chǎn)能。屏蔽暫堵劑是屏蔽暫堵技術(shù)專用屏蔽暫堵材料。它是由一定比例的架橋粒子和超細(xì)碳酸鈣組成。其粒子的大小與級(jí)配與地層的孔隙大小相匹配，能達(dá)到對(duì)地層孔隙的有效封堵。變形粒子為粉狀，粒度中值為2飛um，鹽酸不溶物小于等于1%。實(shí)施例2
強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液保護(hù)儲(chǔ)層效果評(píng)價(jià)
根據(jù)工區(qū)儲(chǔ)層及原漿特點(diǎn)，分別評(píng)價(jià)了兩種不同改性漿的保護(hù)儲(chǔ)層效果。這兩種改性漿的配方如下1#鉆井完井液+ 暫堵劑+1%填充粒子、1#鉆井完井液+ 暫堵劑+1%填充粒子+1%變形粒子。實(shí)驗(yàn)儀器采用CWCTAcid-I型高溫高壓酸溶解堵評(píng)價(jià)儀，實(shí)驗(yàn)流體為兩種改性漿和延長(zhǎng)組地層水，實(shí)驗(yàn)巖樣為砂巖人工造縫巖樣。實(shí)驗(yàn)條件鉆井完井液溫度 T=75°C，壓差ΔΡ=3. 5MPa，剪切速率 v=150S_l，時(shí)間 t=60min ；巖心溫度 T=75°C。改性漿一配方為:1#鉆井完井液+ 暫堵劑+1%填充粒子。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，裂縫寬度為34. 27 49. 09μπι的裂縫巖樣，自然返排恢復(fù)率為 46. 47% 69. 67%，相同裂縫寬度的范圍的裂縫巖樣返排恢復(fù)率相比改性前有所提高，酸溶后返排恢復(fù)率大幅度提高，有兩塊巖樣超過(guò)100%，但是有一塊巖樣返排恢復(fù)率降低。這說(shuō)明，鉆井完井液中加入的暫堵材料易酸溶。改性漿二配方為1#鉆井完井液+2%暫堵劑+1%填充粒子+1%變形粒子。縫寬為49 μ m的巖樣用改性漿損害60分鐘，累積濾失量為2. 65ml，返排恢復(fù)率在 2MPa時(shí)達(dá)到最大，為66. 44% ；縫寬為43 μ m的裂縫巖樣在相同條件下的60分鐘累積濾失量為2. 99ml，返排恢復(fù)率在1. 58MPa時(shí)達(dá)到最大，為47. 23%?？p寬為45 μ m的巖樣用改性漿損害60分鐘，濾餅在12MPa壓力下的暫堵率為 99. 98%，能夠承受12MPa的壓力。這說(shuō)明改性漿可以形成高強(qiáng)度的屏蔽環(huán)。實(shí)施例權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液，其特征在于，包括如下重量比組份: 新型屏蔽暫堵劑2-5%、無(wú)機(jī)鹽抑制劑3%-7%、有機(jī)抑制劑3% _7%、低粘聚陰離子纖維素 0. 3-0. 5%、高粘聚陰離子纖維素0. 1-0. 3%、提粘提切劑0. 1-0. 3%、重晶石0%_3%，余量是水， 且PH值為9-10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液，其特征在于所述新型屏蔽暫堵劑包括325目的碳酸鈣粉作為暫堵劑、1250目的碳酸鈣粉作為填充粒子和含有纖維成份的乳化石蠟作為可變形粒子，三者的質(zhì)量比例關(guān)系為暫堵劑填充粒子可變形粒子=2:1:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液，其特征在于所述無(wú)機(jī)鹽抑制劑為氯化鉀與甲酸鈉復(fù)配，二者的質(zhì)量比例關(guān)系為氯化鉀甲酸鈉=1:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液，其特征在于所述有機(jī)抑制劑為聚丙烯酸鉀KPAM或者有機(jī)胺抑制劑G319-FTJ。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液，其特征在于 所述低粘聚陰離子纖維素具體為PAC-L。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液，其特征在于所述高粘聚陰離子纖維素具體為PAC-H。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或6所述的強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液，其特征在于 所述提粘提切劑為黃原膠XCD或者鉆井液用動(dòng)切力提高劑G310-DQT。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟a、通過(guò)水的密度與體積相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，確定水的用量，根據(jù)水的重量確定各組份的用量；b、將新型屏蔽暫堵劑、無(wú)機(jī)鹽抑制劑，有機(jī)抑制劑，提粘提切劑，低粘聚陰離子纖維素， 高粘聚陰離子纖維素按加料比例混合均勻，測(cè)量并記錄混合均勻之后的密度；C、通過(guò)密度與體積之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系式，根據(jù)配方比例，計(jì)算新型屏蔽暫堵劑的用量，然后根據(jù)其用量將混合液加入到水中并攪拌使其充分溶解；d、根據(jù)需要加入重晶石調(diào)節(jié)密度到所需值；e、用燒堿NaOH將PH調(diào)節(jié)至9_10。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種強(qiáng)抑制高效屏蔽暫堵保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液，包括如下重量比組份新型屏蔽暫堵劑2-5%，無(wú)機(jī)鹽抑制劑3%-7%、有機(jī)抑制劑3％-7％、低粘聚陰離子纖維素0.3-0.5%、高粘聚陰離子纖維素0.1-0.3%、提粘提切劑0.1-0.3%、重晶石0%-3%，加入燒堿NaOH將pH調(diào)節(jié)至9-10之間，余量是水。本發(fā)明可以有效的暫時(shí)封堵住儲(chǔ)層的微裂縫，具有高效的封堵性和淺層性，使得后期的鉆井液的一些固相顆粒無(wú)法進(jìn)入到儲(chǔ)層中，從而起到保護(hù)儲(chǔ)層的作用，且抑制性很好，可以平衡地層壓力，起到穩(wěn)定井壁的作用。
文檔編號(hào)C09K8/03GK102559155SQ20111041465
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者巨滿成, 張建斌, 曲波, 李博, 李波, 蘇歡, 賈俊, 金祥哲, 馬祥林, 黎金明 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司