本發(fā)明涉及石油天然氣領域，具體地涉及一種高密度低固相鉆井液。
背景技術：
隨著國內外石油工業(yè)的發(fā)展和對石油需求的不斷增長，石油勘探開發(fā)范圍越來越廣，在鉆遇強水敏儲層時，地層黏土水化膨脹、分散、運移易造成儲層孔道堵塞等水敏性傷害，造成儲層滲透率下降，因而在強水敏儲層鉆進時，必須采用具有強抑制性鉆井液。目前常用的鉆井液主要有油基鉆井液、氯化鉀鹽水鉆井液、氯化鈉鹽水鉆井液、有機鹽鉆井液等，油基鉆井液具有成本高，對地層及環(huán)境污染等問題，如果使用普通的鹽水基鉆井液，體系中鹽主要為鈉鹽、鉀鹽等一價鹽類，抑制性弱于鈣離子等二價鹽類，在高密度情況下鉆井液中還需要加入大量重晶石等惰性材料，容易造成儲層孔喉封堵，對儲層造成不可逆?zhèn)Α?/p>
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種高密度低固相鉆井液，該鉆井液具有強抑制性、固相含量低、抗鹽污染能力強、儲層保護效果好特點，適用于強水敏地層儲層保護鉆井。
本發(fā)明通過如下技術方案實現(xiàn)：
一種高密度低固相鉆井液，包括1-2％的膨潤土、1-3％的淀粉類降濾失劑、1-3％的纖維素類降濾失劑、1-3％的植物膠、1-3％緩蝕劑、1-2％氧化鎂、0.1-0.5％除氧劑、1-5％的細目鈣、50-65％的氯化鈣、40-140％的溴化鈣，以上各組分的含量以水的質量計，
所述淀粉類降濾失劑為烯丙基淀粉、羥乙基淀粉、羥丙基淀粉、羧甲基淀粉、雙醛淀粉、丙烯酰胺淀粉中的至少一種；
所述纖維素類降濾失劑為羥乙基纖維素、甲基纖維素、聚陰離子纖維素、羧甲基纖維素中的至少一種；
所述植物膠為田菁膠、瓜爾膠、胡麻膠、香豆膠中的至少一種；
所述緩蝕劑為咪唑啉、琉基苯并噻唑、苯并三唑中的至少一種；
所述除氧劑為亞硫酸鈉。
所述的高密度低固相鉆井液的制備方法，包括以下步驟：
(1)向水中加入膨潤土，攪拌均勻形成混合物a；
(2)向步驟(1)所得的混合物a加入所述淀粉類降濾失劑、纖維素類降濾失劑、植物膠，攪拌均勻形成混合物b；
(3)向步驟(2)所得混合物b中加入所述緩蝕劑，攪拌均勻形成混合物c；
(4)向步驟(3)所得混合物c中加入所述氧化鎂、細目鈣，攪拌均勻形成混合物d；
(5)向步驟(4)所得混合物d中加入所述除氧劑、氯化鈣、溴化鈣，攪拌均勻，制得所述高密度低固相鉆井液。
所述步驟(1)中是在8000-12000r/min的轉速下，邊攪拌邊加入所述的膨潤土，攪拌10-30min，所述步驟(2)中，攪拌30-45min；所述步驟(3)中攪拌10-20min；所述步驟(4)中攪拌10-20min；所述步驟(5)中攪拌30-45min。
本發(fā)明的有益效果為:
1.該高密度低固相鉆井液具有良好的抑制性，鹽水鉆井液體系抑制性隨著陽離子價態(tài)升高而增強，該鉆井液中加入大量的氯化鈣、溴化鈣二價鹽，大大降低了自由水活度，提高了鉆井液抑制性，有利于水敏地層井壁穩(wěn)定性。
2.該高密度低固相鉆井液采用氯化鈣、溴化鈣作為復合加重鹽，相對于常規(guī)氯化鈣鉆井液體系中引入大量溴離子，溴離子較氯離子離子半徑更大，吸附能力更弱，更容易游離于鉆井液體系中，實現(xiàn)對黏土礦物更強的聚沉能力，提高鉆井液抑制性，保證鉆井過程井壁穩(wěn)定。
3.該高密度低固相鉆井液中鹽含量高，鹽水基液密度最高可到1.80g/cm3，體系中無需采用重晶石等惰性材料加重，大大降低了體系固含量，減少對儲層孔喉封堵，儲層保護效果好。
4.該高密度低固相鉆井液采用氧化鎂作為ph調節(jié)劑，氧化鎂一方面可以提高ph值，一方面可與細目鈣配合，實現(xiàn)對儲層孔喉的屏蔽暫堵，達到保護儲層效果。
5.該高密度低固相鉆井液通過加入除氧劑，提高體系處理劑抗溫性，抗溫可達125℃，解決了高密度低固相鹽水鉆井液抗溫難題。
6.該高密度低固相鉆井液含有大量鈣離子，常規(guī)鉆井液用降濾失劑在高含鈣情況下失效，單一使用淀粉類降濾失劑、纖維素類降濾失劑或植物膠也無法達到控制濾失量目的。本發(fā)明使用淀粉類降濾失劑、纖維素類降濾失劑、植物膠三元協(xié)同作用，首先三類降濾失劑結構中都含有豐富的羥基，可與鈣離子形成弱絡合作用，形成空間網(wǎng)狀結構，降低自由水活度，有效降低在井下高壓下鉆井液濾液向地層滲透趨勢，此外利用淀粉類降濾失劑的弱水溶封堵效果，配合纖維素類降濾失劑與植物膠對鉆井液液相粘度提升，三元協(xié)同達到控制濾失量效果。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步闡述，各組分含量均以水的質量計。
實施例1
本發(fā)明提供的一種高密度低固相鉆井液，包括1％的膨潤土、2％的羥丙基淀粉、1％的聚陰離子纖維素、1％的瓜爾膠、1％咪唑啉、1％氧化鎂、0.1％亞硫酸鈉、2％的細目鈣、65％的氯化鈣、40％的溴化鈣和水。
所述高密度低固相鉆井液的制備方法如下：
(1)在12000r/min的轉速下，向水中邊攪拌邊加入1％膨潤土，攪拌30min；
(2)依次加入2％的羥丙基淀粉、1％的聚陰離子纖維素、1％的瓜爾膠，攪拌30min；
(3)加入1％咪唑啉，攪拌10min；
(4)依次加入1％氧化鎂、2％的細目鈣，攪拌20min；
(5)依次加入0.1％亞硫酸鈉、65％的氯化鈣、40％的溴化鈣，攪拌45min，制得所述高密度低固相鉆井液。
實施例2
本發(fā)明提供的一種高密度低固相鉆井液，包括1.5％的膨潤土、3％的羧甲基淀粉、1.0％的甲基纖維素、0.5％的羧甲基纖維素、1％的胡麻膠、1％苯并三唑、1.5％氧化鎂、0.2％亞硫酸鈉、1％的細目鈣、50％的氯化鈣、140％的溴化鈣和水。
所述高密度低固相鉆井液的制備方法如下：
(1)在8000r/min的轉速下，向水中邊攪拌邊加入1.5％膨潤土，攪拌20min；
(2)依次加入3％的羧甲基淀粉、1.0％的甲基纖維素、0.5％的羧甲基纖維素、1％的胡麻膠，攪拌40min；
(3)加入1％苯并三唑，攪拌15min；
(4)依次加入1.5％氧化鎂、1％的細目鈣，攪拌20min；
(5)依次加入0.2％亞硫酸鈉、50％的氯化鈣、140％的溴化鈣，攪拌30min，制得所述高密度低固相鉆井液。
實施例3
本發(fā)明提供的一種高密度低固相鉆井液，包括1％的膨潤土、1％的雙醛淀粉、1％的丙烯酰胺淀粉、2％的羥乙基纖維素、0.5％的田菁膠、0.5％的香豆膠、1％苯并三唑、2％氧化鎂、0.2％亞硫酸鈉、3％的細目鈣、60％的氯化鈣、90％的溴化鈣和水。
所述高密度低固相鉆井液的制備方法如下：
(1)在10000r/min的轉速下，向水中邊攪拌邊加入1％膨潤土，攪拌20min；
(2)依次加入1％的雙醛淀粉、1％的丙烯酰胺淀粉、、2％的羥乙基纖維素、0.5％的田菁膠、0.5％的香豆膠，攪拌45min；
(3)加入1％苯并三唑，攪拌15min；
(4)依次加入2％氧化鎂、3％的細目鈣，攪拌20min；
(5)依次加入0.2％亞硫酸鈉、60％的氯化鈣、90％的溴化鈣，攪拌45min，制得所述高密度低固相鉆井液。
對比例1
高密度低固相鉆井液，采用1％的膨潤土、2％的聚合物類降濾失劑、1％的聚陰離子纖維素、1％的瓜爾膠、1％咪唑啉、1％氧化鎂、0.1％亞硫酸鈉、2％的細目鈣、65％的氯化鈣、40％的溴化鈣和水。
其中聚合物類降濾失劑為山東德順源石油科技有限公司磺酸鹽共聚物降濾失劑dsp-2。
所述鉆井液的制備方法如下：
(1)在12000r/min的轉速下，向邊攪拌邊加入1％膨潤土，攪拌30min；
(2)依次加入2％的聚合物類降濾失劑、1％的聚陰離子纖維素、1％的瓜爾膠，攪拌30min；
(3)加入1％咪唑啉，攪拌10min；
(4)依次加入1％氧化鎂、2％的細目鈣，攪拌20min；
(5)依次加入0.1％亞硫酸鈉、65％的氯化鈣、40％的溴化鈣，攪拌45min，制得所述高密度低固相鉆井液。
對比例2
高密度低固相鉆井液，采用1％的膨潤土、1％的聚陰離子纖維素、1％的瓜爾膠、1％咪唑啉、1％氧化鎂、0.1％亞硫酸鈉、2％的細目鈣、50％的氯化鈣、140％的溴化鈣和水。
所述鉆井液的制備方法如下：
(1)在12000r/min的轉速下，向水中邊攪拌邊加入1％膨潤土，攪拌30min；
(2)依次加入1％的聚陰離子纖維素、1％的瓜爾膠，攪拌30min；
(3)加入1％咪唑啉，攪拌10min；
(4)依次加入1％氧化鎂、2％的細目鈣，攪拌20min；
(5)依次加入0.1％亞硫酸鈉、50％的氯化鈣、140％的溴化鈣，攪拌45min，制得所述高密度低固相鉆井液。
對比例3
高密度低固相鉆井液，采用1％的膨潤土、2％的羥丙基淀粉、1％的聚陰離子纖維素、1％咪唑啉、1％氧化鎂、0.1％亞硫酸鈉、2％的細目鈣、60％的氯化鈣、90％的溴化鈣和水。
所述鉆井液的制備方法如下：
(1)在12000r/min的轉速下，向水中邊攪拌邊加入1％膨潤土，攪拌30min；
(2)依次加入2％的羥丙基淀粉、1％的聚陰離子纖維素，攪拌30min；
(3)加入1％咪唑啉，攪拌10min；
(4)依次加入1％氧化鎂、2％的細目鈣，攪拌20min；
(5)依次加入0.1％亞硫酸鈉、60％的氯化鈣、90％的溴化鈣，攪拌45min，制得所述高密度低固相鉆井液。
表1為本發(fā)明有機鹽鉆井液性能評價結果，測試了高溫下本發(fā)明鉆井液的流變性能，降濾失性能和線性頁巖膨脹降低率等指標。
表1：高密度低固相鉆井液性能
注：流變性能在50℃下測量。
從表1可以看出，本發(fā)明高密度低固相鉆井液具有優(yōu)良的性能，能有效抑制頁巖膨脹，保證在強水敏儲層鉆進過程中井壁穩(wěn)定性，防止井下復雜事故發(fā)生，該鉆井液采用淀粉類降濾失劑、纖維素類降濾失劑、植物膠三類處理劑同時復合作用，在鉆井液高含鈣情況下達到了降低濾失量目的。