一種井壁成膜防塌鉆井液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于頁巖氣開發(fā)鉆進頁巖的井壁成膜防塌鉆井液，它克服井壁失穩(wěn)問題，抑制頁巖地層水化坍塌，有效封堵頁巖微納米孔隙。其技術方案是制備該鉆井液所用原料的組分及其含量為，質(zhì)量單位為克：自來水900?1000；鉆井液用膨潤土30?60；Na2CO3 1.5?2.5；鉆井液用高效增粘劑80A51 2?4；鉆井液用抗復合鹽降濾失劑YJB?II 10?20；鉆井液用防塌降失水劑GSP 10?15；防塌潤滑劑K?31 10?20；鉆井液用成膜劑CMJ?1 10?20；鉆井液用抑制防塌劑ZNP?I 15?20；用NaOH加水配制成質(zhì)量百分濃度40％的堿液，調(diào)整體系pH為8.5，攪拌30min后，用鉆井液用加重劑重晶石加重體系密度至1.20g/cm3，制得本鉆井液。本鉆井液體系對環(huán)境污染小，有良好的流變性、抑制封堵能力強，用于頁巖鉆井。
【專利說明】
_種井壁成膜防塌鉆井液
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于鉆進頁巖用的井壁成膜防塌鉆井液，特別適合于微裂縫發(fā)育 的頁巖長水平井段的鉆進。
【背景技術】
[0002] 目前國內(nèi)外頁巖氣井普遍采用油基鉆井液，由于油基鉆井液可提高水濕性頁巖的 毛細管壓力，防止鉆井液對頁巖的侵入，通過使用油基鉆井液和合成基鉆井液，可以有效地 解決井壁不穩(wěn)定的問題。在應對頁巖氣水平井井壁穩(wěn)定方面，采用油基鉆井液體系是國外 目前最有效的措施。但即使采用油基鉆井液，對裂縫或層理發(fā)育的頁巖地層，還必須強化封 堵，以減少液體進入地層造成的壓力傳遞(阻斷流體通道）。油基鉆井液在潤滑、防卡和降阻 作用方面有著水基鉆井液無法比擬的優(yōu)勢，可以避免滑動鉆井時的拖壓問題，這也是其廣 泛應用的根本原因所在。但由于油基工作液使低滲透油層和氣層的潤濕性改變而造成傷 害，使儲層滲透率大為降低，從而降低油井產(chǎn)量。室內(nèi)巖芯實驗表明，當巖芯由親水改變?yōu)?親油時，其采收率由51%下降為17%。因此，在低滲透油層應慎重采用油基鉆井液鉆開產(chǎn) 層，尤其是油基鉆井液內(nèi)有乳化劑、表面活性劑時。
[0003] 相比油基鉆井液的優(yōu)缺點水基鉆井液優(yōu)點有:①環(huán)保;②天然氣浸易發(fā)現(xiàn);③溫度 對流變性影響較小;④成本相對低;⑤遇井漏容易處理等，缺點有:①井壁穩(wěn)定性差;②熱穩(wěn) 定性相對較差，易于高溫凝膠化;③抗污染性差（固相及CO 2、H2S氣體污染），維護處理工作量 大;④潤滑防卡能力不足。因此，研制一種能適用于頁巖地層的新型水基鉆井液替代油基鉆 井液能夠解決井壁穩(wěn)定、儲層污染等問題則是目前頁巖氣鉆井的關鍵技術，也是國內(nèi)外頁 巖鉆井的難點所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是:為了克服目前使用水基鉆井液鉆進頁巖地層時井壁失穩(wěn)問題， 抑制頁巖地層水化坍塌，能有效封堵頁巖微納米孔縫，為此特提供一種井壁成膜防塌鉆井 液。
[0005] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:一種井壁成膜防塌鉆井液，其特征 是制備該鉆井液所用原料的組分及含量為，其中質(zhì)量單位為克：
[0006] 氫氧化鈉 分T式NaOH 含量為5-10 鉆井液用高效增粘劑 代U S0A51 2-4 鉆并液川抗^合鹽降濾失剤 代分YjB-M 10-20 鈷并液,Hi防塌降失水劑 代分GSP 10-卜 防塌潤滑劑 代分K-31 10-20 碳酸鈉 i> T^Na2CCh 15-25
[0007] 鈷井液用成膜劑 代分CM.I-1 !0 20 鈷井液用抑制防塌剤 代1JZNP-I 15-20 鉆井液用膨潤土 蒙脫土 30-50. 自來水 分子式H2O 900-1000
[0008]用質(zhì)量百分濃度為40%的NaOH溶液調(diào)節(jié)體系pH值為8.5 ;用重晶石調(diào)節(jié)鉆井液密 度至1.20g/cm3〇
[0009] 本發(fā)明一種井壁成膜防塌鉆井液的制備方法是：
[0010] 先量取1000克的自來水將水溫升至70°C，在低速500r/min電動攪拌下加入30-50 克的鉆井液用膨潤土，攪拌IOmin，加入1.5-2.5克Na 2CO3再攪拌30min，常溫常壓下預水化 24h;再在高速8000r/min電動攪拌下加入2-4克鉆井液用高效增粘劑80A51攪拌5min，在低 速500r/min電動攪拌下加入10-20克鉆井液用抗復合鹽降濾失劑YJB-II攪拌5min，加入10-15克鉆井液用防塌降失水劑GSP攪拌5min，加入10-20克防塌潤滑劑K-31攪拌5min，加入10-20克鉆井液用成膜劑CMJ-I攪拌20min，然后加入15-20克鉆井液用抑制防塌劑ZNP-I攪拌 IOmin;最后用NaOH加水配制成40 %的堿液，調(diào)節(jié)體系pH為8.5。攪拌30min后加入重晶石調(diào) 節(jié)鉆井液密度至1.20g/cm3攪拌1小時，制得本井壁成膜防塌鉆井液。
[0011]上述制備方法所用鉆井液用膨潤土、Na2C03、鉆井液用高效增粘劑80A51、鉆井液用 抗復合鹽降濾失劑YJB-II、鉆井液用防塌降失水劑GSP、防塌潤滑劑K-31、鉆井液用成膜劑 CMJ-1、鉆井液用抑制防塌劑ZNP-I、重晶石均為市場上銷售產(chǎn)品，購置時嚴格按行業(yè)標準或 企標檢驗，合格者才能使用。具體見表1。
[0012]表1本井壁成膜防塌鉆井液基本原料明細表

[0015]本發(fā)明提供的鉆進頁巖用低熒光防塌鉆井液與現(xiàn)有所使用的頁巖鉆井液體系相 比有如下優(yōu)點：①具有較強的抑制封堵能力;②防止井壁坍塌;③抗溫能力強;④對環(huán)境污 染小，有良好的流變性;⑤在井壁外形成保護層，封堵地層裂隙，更好地保護油氣層等。
【具體實施方式】：
[0016] 下面結合具體實例對本發(fā)明作進一步的說明
[0017] 實例1: 一種井壁成膜防塌鉆井液的配制方法。
[0018] 先量取1000克的自來水將水溫升至70 °C，在低速500r/min電動攪拌下加入30克的 鉆井液用膨潤土，攪拌IOmin，加入1.5克Na2CO 3再攪拌30min，常溫常壓下預水化24h;再在高 速8000r/min電動攪拌下加入4克鉆井液用高效增粘劑80A51攪拌5min，在低速500r/min電 動攪拌下加入20克鉆井液用抗復合鹽降濾失劑YJB-II攪拌5min，加入20克鉆井液用防塌降 失水劑GSP攪拌5min，加入10克防塌潤滑劑K-31攪拌5min，加入20克鉆井液用成膜劑CMJ-I 攪拌20min，加入15克鉆井液用抑制防塌劑ZNP-I攪拌IOmin;最后用NaOH加水配制成40 %的 堿液，調(diào)節(jié)體系pH為8.5。攪拌30min后加入重晶石調(diào)節(jié)鉆井液密度至1.20g/cm3攪拌1小時， 制得本井壁成膜防塌鉆井液。
[0019] 實例2:采用XGRL-2型滾子加熱爐對本發(fā)明的井壁成膜防塌鉆井液體系進行了滾 動回收率測定。
[0020] 表2巖樣滾動回收率（150°C/16h)
[0024]由表2、表3本井壁成膜防塌鉆井液體系的滾動回收率及線性膨脹率實驗可知，滾 動回收率達到99%以上，16h線性膨脹率只有18.17%，說明該井壁成膜防塌鉆井液體系具 有較好的抑制性能。
【主權項】
1. 一種井壁成膜防塌鉆井液，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： .??化鈉 分了·式NaOH 含?為5-10 鉆井液用高效增粘劑 代號80A51 2-4： 鈷井液川抗殳合故降濾失劑 代訂YJB-Π 10-20 鉆井液用防塌降失水劑 代分GSP 10-15 防塌潤滑劑 代號K-31 10-20 碳酸鈉 分子式Na2C03 15-25 鉆井液用成膜劑 代.4CN1丨-1 10-20 鉆井液用抑制防塌劑 代4ZNP-I 15-20 鉆井液用膨潤土 蒙脫土 30-50 自來水 分了'式H2O 900-10()0 用質(zhì)量百分濃度為40 %的NaOH溶液調(diào)節(jié)體系pH值為8.5;用重晶石調(diào)節(jié)鉆井液密度至 1·20g/cm3。2. 先量取1000克的自來水將水溫升至70°C，在低速500r/min電動攪拌下加入30-50克 的鉆井液用膨潤土，攪拌l〇min，加入1.5-2.5克Na 2C03再攪拌30min，常溫常壓下預水化24h; 再在高速8000r/min電動攪拌下加入2-4克鉆井液用高效增粘劑80A51攪拌5min，在低速 500r/min電動攪拌下加入10-20克鉆井液用抗復合鹽降濾失劑YJB-II攪拌5min，加入10-15 克鉆井液用防塌降失水劑GSP攪拌5min，加入10-20克防塌潤滑劑K-31攪拌5min，加入10-20 克鉆井液用成膜劑CMJ-1攪拌20min，然后加入15-20克鉆井液用抑制防塌劑ZNP-I攪拌 lOmin;最后用NaOH加水配制成40%的堿液，調(diào)節(jié)體系口!1為8.5。攪拌3〇111；[11后加入重晶石調(diào) 節(jié)鉆井液密度至1.20g/cm 3攪拌1小時，制得本井壁成膜防塌鉆井液。
【文檔編號】C09K8/14GK105860942SQ201610247897
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】白楊, 石晛, 王平全, 陳婷, 陶鵬, 敬玉娟, 余冰洋, 楊萍, 胡亞琴
【申請人】西南石油大學