一種儲(chǔ)氣庫(kù)井斜井段防托壓潤(rùn)滑鉆井液及其防托壓潤(rùn)滑方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種儲(chǔ)氣庫(kù)井斜井段防托壓潤(rùn)滑鉆井液及其防托壓潤(rùn)滑方法，目的在于在鉆井液中加入不同屬性的潤(rùn)滑材料和提粘切材料，找出合適的配方和加量提高鉆井液的攜砂效率，降低鉆井液和泥餅的摩阻，防止滑動(dòng)托壓和鉆具粘卡，確保斜井段套管下入順暢。通過(guò)對(duì)不同潤(rùn)滑材料降摩阻的能力及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果來(lái)合理選配潤(rùn)滑材料的配方，確定了斜井段不同井斜下潤(rùn)滑材料的含量和配比，并明確了具體的鉆井液性能，同時(shí)明確了相關(guān)的工程技術(shù)措施和四級(jí)固控設(shè)備的相關(guān)使用參數(shù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種儲(chǔ)氣庫(kù)井斜井段防托壓潤(rùn)滑鉆井液及其防托壓潤(rùn)滑方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油、天然氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中的鉆井液【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種儲(chǔ)氣庫(kù)井斜井段防托壓潤(rùn)滑鉆井液及其防托壓潤(rùn)滑方法。
【背景技術(shù)】
[0002]儲(chǔ)氣庫(kù)井是為了評(píng)價(jià)靖中南水平井建設(shè)儲(chǔ)氣庫(kù)后地層的注入與生產(chǎn)能力，分析水平井組間的干擾情況，論證儲(chǔ)氣庫(kù)水平井布井的極限井網(wǎng)、井距，而在高產(chǎn)區(qū)部署的四開(kāi)大尺寸井眼注采試驗(yàn)水平井。儲(chǔ)氣庫(kù)井為四開(kāi)結(jié)構(gòu)的大尺寸井眼的水平井，一開(kāi)井徑660.4mm, 二開(kāi)直井段井徑444.5mm,三開(kāi)斜井段井徑311.2mm,四開(kāi)水平段井徑215.9mm。
[0003]儲(chǔ)氣庫(kù)井斜井段井眼尺寸為311.2mm，而常規(guī)水平井斜井段井眼尺寸僅為215.9mm，同比增大44.14% ;斜井段建井周期80-110天，同比常規(guī)水平井增加80%_110% ;環(huán)空容積60.4L/m，環(huán)空返速僅為0.7-0.8m/s,同比常規(guī)水平井斜井段降低了 24.8%_36.4%。因此，儲(chǔ)氣庫(kù)斜井段面臨著鉆井周期長(zhǎng)、環(huán)空返速低、攜砂困難等一系列難題。鉆井周期長(zhǎng)使得鉆井液中有害固相累積量增多，環(huán)空返速低、攜砂困難導(dǎo)致鉆井液中含砂量增加、巖屑床形成，因此容易造成滑動(dòng)托壓、扭矩大、鉆具粘卡、套管下入困難等井下復(fù)雜事故。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為解決以上技術(shù)難題，特開(kāi)發(fā)一種儲(chǔ)氣庫(kù)井斜井段防托壓潤(rùn)滑鉆井液及其防托壓潤(rùn)滑方法，該鉆井液提聞鉆井液的攜砂能力，降低鉆井液有害固相含量，大幅提升鉆井液的潤(rùn)滑性。
[0005]為此，本發(fā)明提供了一種儲(chǔ)氣庫(kù)井斜井段防托壓潤(rùn)滑鉆井液，包括原復(fù)合鹽水鉆井液體系，即聚陰離子纖維素、硅氟防塌降慮失劑、抗鹽羧甲基淀粉GD-K、聚合物降失水劑JT-1、超細(xì)碳酸鈣、甲酸鈉、氯化鈉、氯化鉀、重晶石粉和水，依次的質(zhì)量體積比為0.3%、4%、3%、0.3%、5%、6%、4%、4%、10~20%和53.4~63.4%，還包括潤(rùn)滑材料和提粘切材料，質(zhì)量體積比分別為3~4.5%和5.7~7% ；
所述潤(rùn)滑材料包括已經(jīng)乳化的油基類(lèi)液體潤(rùn)滑劑RY-838、顆粒粒度達(dá)到納米級(jí)的石墨粉⑶-2和水基類(lèi)液體潤(rùn)滑劑無(wú)熒光聚合醇XCS-3，質(zhì)量體積比依次為1.5~2%、1~1.5%和0.5~1% ；
所述提粘切材料包括抗鹽羧甲基淀粉⑶-K、聚陰離子纖維素PAC-HV和X⑶黃原膠，質(zhì)量體積比依次為5~6%、0.5%~0.7%、0.2~0.3%。
[0006]一種上述鉆井液的防托壓潤(rùn)滑方法，包括以下步驟:
步驟1:井斜O(jiān)~40°時(shí)，在原復(fù)合鹽水鉆井液體系中加入RY-838、⑶-2和XCS-3，并使其質(zhì)量體積比依次達(dá)到1.5%、1%和0.5% ；同時(shí)加入⑶-K、PAC-HV和XCD，并使其質(zhì)量體積比依次達(dá)到5%、0.5%和0.2%，提升原復(fù)合鹽水鉆井液體系提粘切材料的含量，最終使鉆井液性能達(dá)到:馬氏漏斗黏度值為50~58s，PV=25~35 mPas, YP=6~8 mPa，摩阻系數(shù)(0.0963，含砂≤ 0.2% ；
步驟2:井斜40~90°時(shí)，在上述步驟I完成后的鉆井液中加入RY-838、⑶-2和XCS-3，并使其質(zhì)量體積比依次達(dá)到1.6~1.9%、1.I~1.4%和0.6~0.9% ;同時(shí)加入⑶-K、PAC-HV和X⑶，并使其質(zhì)量體積比依次達(dá)到5.6%、0.6%和0.2%，提升原復(fù)合鹽水鉆井液體系提粘切材料的含量，最終使鉆井液性能達(dá)到:馬氏漏斗黏度值為70~80s，PV=35~55mPas, YP=Il ~15 mPa，摩阻系數(shù)≤ 0.0787，含砂≤ 0.2% ；
步驟3:斜井段完鉆下套管前，收集80方上述步驟2中完成后的鉆井液用于封閉斜井段，配方為:在步驟2中完成后的鉆井液中加入RY-838、⑶-2和XCS-3，并使其質(zhì)量體積比依次達(dá)到2%、1.5%和1% ;同時(shí)加入⑶-K、PAC-HV和XCD，并使其質(zhì)量體積比依次達(dá)到6%、
0.7%和0.3%，提升原復(fù)合鹽水鉆井液體系提粘切材料的含量，最終使鉆井液性能達(dá)到:馬氏漏斗黏度值為80~90s，PV=55~65 mPas, YP=15~18 mPa，摩阻系數(shù)≤0.0787，含砂(0.2%。
[0007]本發(fā)明基于復(fù)合鹽水鉆井液體系之上，增加了潤(rùn)滑材料的種類(lèi)，調(diào)整了潤(rùn)滑劑在不同井段的加量和配比，并強(qiáng)化了幾種提粘切材料的含量。專(zhuān)項(xiàng)應(yīng)用于儲(chǔ)氣庫(kù)井斜井段鉆井液的防托壓潤(rùn)滑技術(shù)，與以往的配比和加量對(duì)比，斜井段機(jī)械鉆速大幅提升，滑動(dòng)托壓現(xiàn)象明顯改善，斜井段套管下入十分順暢。從而降低了滑動(dòng)粘卡、卡套管、斷鉆具等井下風(fēng)險(xiǎn)，為儲(chǔ)氣庫(kù)斜井段鉆井施工的提速工作提供了有力的保障。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是儲(chǔ)氣庫(kù)井與常規(guī)四開(kāi)水平井斜井段起下鉆摩阻對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]一種儲(chǔ)氣庫(kù)井斜井段防托壓潤(rùn)滑鉆井液，包括原復(fù)合鹽水鉆井液體系，即聚陰離子纖維素(PAC)、硅氟防塌降慮失劑(SF)、抗鹽羧甲基淀粉⑶-K、聚合物降失水劑JT-1、粒徑為0.01~0.08 μ m的超細(xì)碳酸鈣(ZDS)、甲酸鈉、氯化鈉、氯化鉀、重晶石粉和水，依次的質(zhì)量體積比為0.3%、4%、3%、0.3%、5%、6%、4%、4%、10~20%和53.4~63.4%,還包括潤(rùn)滑材料和提粘切材料，質(zhì)量體積比分別為3~4.5%和5.7~7% ;所述潤(rùn)滑材料包括已經(jīng)乳化的油基類(lèi)液體潤(rùn)滑劑RY-838、顆粒粒度達(dá)到納米級(jí)的石墨粉GD-2和水基類(lèi)液體潤(rùn)滑劑無(wú)熒光聚合醇XCS-3，質(zhì)量體積比依次為1.5~2%、1~1.5%和0.5~1% ;所述提粘切材料包括抗鹽羧甲基淀粉⑶-K、聚陰離子纖維素PAC-HV和X⑶黃原膠(石油級(jí)，分子量范圍是100-150)，質(zhì)量體積比依次為5~6%、0.5%~0.7%、0.2~0.3%。
[0010]針對(duì)上述配料比例進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
選取儲(chǔ)氣庫(kù)靖平22-4-1井和靖平51-13井斜井段復(fù)合鹽水鉆井液為實(shí)驗(yàn)基漿，評(píng)價(jià)潤(rùn)滑材料的潤(rùn)滑效果。
[0011 ] ①漿+納米石墨⑶-2 (表1)
【權(quán)利要求】
1.一種儲(chǔ)氣庫(kù)井斜井段防托壓潤(rùn)滑鉆井液，包括原復(fù)合鹽水鉆井液體系，即聚陰離子纖維素、硅氟防塌降慮失劑、抗鹽羧甲基淀粉GD-K、聚合物降失水劑JT-1、超細(xì)碳酸鈣、甲酸鈉、氯化鈉、氯化鉀、重晶石粉和水，依次的質(zhì)量體積比為0.3%、4%、3%、0.3%、5%、6%、4%、.4%、10~20%和53.4~63.4%，其特征在于:還包括潤(rùn)滑材料和提粘切材料，質(zhì)量體積比分別為3~4.5%和5.7~7% ； 所述潤(rùn)滑材料包括已經(jīng)乳化的油基類(lèi)液體潤(rùn)滑劑RY-838、顆粒粒度達(dá)到納米級(jí)的石墨粉⑶-2和水基類(lèi)液體潤(rùn)滑劑無(wú)熒光聚合醇XCS-3，質(zhì)量體積比依次為1.5~2%、1~1.5%和0.5~1% ； 所述提粘切材料包括抗鹽羧甲基淀粉⑶-K、聚陰離子纖維素PAC-HV和X⑶石油級(jí)黃原膠，質(zhì)量體積比依次為5~6%、0.5%~0.7%、0.2~0.3%。
2.一種如權(quán)利要求1所述的鉆井液的防托壓潤(rùn)滑方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1:井斜O(jiān)~40°時(shí)，在原復(fù)合鹽水鉆井液體系中加入RY-838、⑶-2和XCS-3，并使其質(zhì)量體積比依次達(dá)到1.5%、1%和0.5% ；同時(shí)加入⑶-K、PAC-HV和XCD，并使其質(zhì)量體積比依次達(dá)到5%、0.5%和0.2%，提升原復(fù)合鹽水鉆井液體系提粘切材料的含量，最終使鉆井液性能達(dá)到:馬氏漏斗黏度值為50~58s，PV=25~35 mPa*s, YP=6~8 mPa，摩阻系數(shù)(0.0963，含砂≤ 0.2% ； 步驟2:井斜40~90°時(shí)，在上述步驟I完成后的鉆井液中加入RY-838、⑶-2和XCS-3，并使其質(zhì)量體積比依次達(dá)到1.6~1.9%、1.I~1.4%和0.6~0.9% ;同時(shí)加入⑶-K、PAC-HV和X⑶，并使其質(zhì)量體積比依次達(dá)到5.3~5.8%、0.6%和0.2%，提升原復(fù)合鹽水鉆井液體系提粘切材料的含量，最終使鉆井液性能達(dá)到:馬氏漏斗黏度值為70~80s，PV=35~.55mPa*s, YP=Il ~15 mPa，摩阻系數(shù)≤ 0.0787，含砂≤ 0.2% ； 步驟3:斜井段完鉆下套管前，收集80方上述步驟2中完成后的鉆井液用于封閉斜井段，配方為:在步驟2中完成后的鉆井液中加入RY-838、⑶-2和XCS-3，并使其質(zhì)量體積比依次達(dá)到2%、1.5%和1% ；同時(shí)加入⑶-K、PAC-HV和XCD，并使其質(zhì)量體積比依次達(dá)到6%、.0.7%和0.3%，提升原復(fù)合鹽水鉆井液體系提粘切材料的含量，最終使鉆井液性能達(dá)到:馬氏漏斗黏度值為80~90s，PV=55~65 mPa*s, YP=15~18 mPa，摩阻系數(shù)≤0.0787，含砂(0.2%。
【文檔編號(hào)】C09K8/12GK103911130SQ201410113123
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】朱明明, 張建卿, 劉兆利, 蘭正升, 屈艷平, 陳永生, 王玉鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司長(zhǎng)慶鉆井總公司