一种页岩水平井水基钻井液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种页岩水平井水基钻井液，所述钻井液包含润湿反转剂。本发明专利技术还涉及所述的所述页岩水平井水基钻井液的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气井工程
，具体涉及一种适用于页岩水平井的水基钻井液体系。
技术介绍
目前页岩水平井钻井的技术中，如何解决井壁失稳是钻井液技术必须面临的技术难题，而钻井液体系的抑制性能和封堵性能均是解决页岩地层井壁失稳的重要技术指标之一。国外公司在页岩水平井施工中采用Kla-shield(胺基强封堵)、SHALEDRILTM(盐水强封堵)、Tlatidrill(盐水聚胺强封堵)等钻井液体系，利用聚胺类处理剂、盐水作为抑制剂，选用不同粒径的超细碳酸钙、纳米二氧化硅、沥青类处理剂等作为封堵剂。国内公司目前尚无使用水基钻井液钻页岩水平井的先例，而专用于或适用于页岩水平井的水基钻井液体系也多处于研发当中。但就钻井液的抑制性与封堵性方面有较多的专利技术专利与文献，通过调研与检索，中国专利技术专利CN201210592769.8(一种强抑制钻井液体系)、CN201110130011.8(用于活性泥页岩钻井的钻井液)、N201410020098.7(一种稳定页岩的水基钻井液)、CN201410146146.7(一种适用于水平段泥页岩的水基钻井液及制备方法)等钻井液体系抑制剂类选用聚胺类抑制剂、氯化钾、聚合醇、页岩抑制剂等，封堵剂选用纤维类封堵剂、纳米二氧化硅、超细碳酸钙或纳米碳酸钙等。而通过对泥页岩地层的地质特征及沉积环境等因素的分析，页岩水平井水基钻井液体系仅加强体系的抑制性和封堵能力是不够的，而且应该更全面的考虑钻井液体系与泥页岩地层地层水欠饱和、天然亲水性的特点，进而设计出一种适用于泥页岩水平井专用的钻井液体系。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种页岩水平井水基钻井液及其制备方法。本专利技术的页岩水平井水基钻井液不仅具有更优良的抑制性，
而且针对泥页岩微裂缝尺寸大小通过更合理的封堵材料颗粒配伍强化了体系的封堵能力，满足泥页岩水平井钻井的需要。本专利技术的第一个方面涉及一种页岩水平井水基钻井液，所述钻井液包含润湿反转剂。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述润湿反转剂选自胺型阳离子表面活性剂与氧化胺型两性离子表面活性剂的至少一种。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述钻井液还包含降滤失剂和流型调节剂。在进一步的优选实施方式中，所述降滤失剂为环保型改性淀粉SMART与羧甲基纤维素钠盐以及磺化酚醛树脂复配。在进一步的优选实施方式中，所述流型调节剂为黄原胶XCD。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述钻井液包括水、膨润土、碳酸钠、聚合物、页岩抑制剂、氯化钾、降失水剂、封堵防塌剂、封堵剂、润滑剂、流行调节剂和乳化剂。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述乳化剂是OP-10。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述聚合物是水解聚丙烯酰胺钾盐；所述页岩抑制剂包括氨基聚醚和络合铝；所述降失水剂包括环保型改性淀粉，羧甲基纤维素钠盐降失水剂和磺化酚醛树脂复配；所述封堵防塌剂是沥青类封堵防塌剂；所述封堵剂包括纳米二氧化硅、碳酸钙和零渗透封堵剂；所述润滑剂包括极压润滑剂和原油。在本专利技术的进一步的优选实施方式中，所述沥青类封堵防塌剂是磺化沥青、氧化沥青或低软化点沥青，所述沥青的软化温度为80-100℃。在本专利技术的进一步的优选实施方式中，所述沥青类封堵防塌剂是磺化沥青、氧化沥青和低软化点沥青中的至少一种，所述低软化点沥青的软化温度是80-100℃。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述纳米二氧化硅的粒度中值是30-50纳米。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述碳酸钙为1280目碳酸钙。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述极压润滑剂是SMJH-1润滑剂。在本专利技术的一个优选实施方式中，所述水基钻井液中的成分按照以下重量份
组成：水1000份、膨润土20-30份、碳酸钠1-3份、水解聚丙烯酰胺钾盐3-5份、胺基聚醚5-10份、络合铝20-40份、氯化钾50-70份、环保型改性淀粉10-20份、羧甲基纤维素钠盐降失水剂5-10份、磺化酚醛树脂20-40份、沥青类封堵防塌剂20-30份、纳米二氧化硅10-15份、碳酸钙30-40份、零渗透封堵剂10-20份、润湿反转剂5-10份、极压润滑剂20-30份、原油100-150份、流型调节剂XCD3-5份以及乳化剂3-5份。本专利技术还涉及一种所述页岩水平井水基钻井液的制备方法，包括：a.基浆配置：在1000份的水中加入1-3份的碳酸钠和重量为20-30份的膨润土，搅拌30-60min，预水化24h；b.加入降失水剂：在步骤a所得的基浆中加入10-20份的环保型改性淀粉，加入5-10份的羧甲基纤维素钠盐降失水剂，加入20-40份的磺化酚醛树脂，搅拌；c.加入抑制剂：在步骤b所得的钻井液中加入5-10份胺基聚醚，加入50-70份的氯化钾，加入20-40份的络合铝，搅拌；d.加入高分子聚合物：在步骤c所得的钻井液中加入3-5份的水解聚丙烯酰胺钾盐，搅拌；e.加入沥青类防塌剂：在步骤d所得钻井液中加入重量为20-30份的磺化沥青、氧化沥青或低软化点沥青的一种，搅拌；f.加入封堵剂：在步骤e所得的钻井液中加入10-15份纳米二氧化硅，加入30-40份碳酸钙，加入10-20份的零渗透封堵剂，搅拌；g.加入润湿反转剂：在步骤f所得的钻井液中加入5-10份的润湿反转剂，搅拌；h.加入润滑剂：在步骤g所得的钻井液中加入20-30份的极压润滑剂，加入重量为100-150份的原油，搅拌；i.加入乳化剂：在步骤h所得钻井液加入3-5份的乳化剂，搅拌；j.加入流型调节剂：在步骤i所得钻井液中加入3-5份的流型调节剂XCD，搅拌；其中，上述步骤之间无先后顺序之分，且上述步骤中的份数均为重量份，搅拌时间均为30-60min。本专利技术是针对页岩地层层理、微裂缝发育，分化分散能力弱、脆性强的特点，
以及页岩地层所含地层水欠饱和、天然亲水的特征，在进一步加强钻井液强体系强抑制强封堵基础上，加入润湿反转剂，削弱水与页岩地层的相互作用，延缓水进入微裂缝速度，并加入适合该体系的降滤失剂及流型调节剂等，以形成适用于页岩水平井钻进的水基钻井液。本专利技术专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术提供的页岩水平井水基钻井液体系具有：1、本专利技术提供的钻井液为水基钻井液，与油基钻井液相比，具有环保与低成本的特点；2、本专利技术提供的水基钻井液与目前常用的强抑制强封堵钻井液相比，不仅具有更优良的抑制性，而且针对泥页岩微裂缝尺寸大小通过更合理的封堵材料颗粒配伍强化了体系的封堵能力，使其更能有效的对微裂缝进行封堵；3、针对泥页岩地层地层水欠饱和、天然亲水的特点，加入润湿反转剂削弱水与页岩地层的相互作用，延缓水进入微裂缝的速度，达到稳定井壁的目的；4、具有优良的润滑性，满足泥页岩水平井钻井的需要；5、优选了适合该体系的降滤失剂，使该体系的滤失量满足钻井要求。附图说明图1为实施例1中页岩水平井水基钻井液高温流变图。图2为实施例1中页岩水平井水基钻井液线性膨胀对比图。图3为实施例1中聚胺高性能水基钻井液滤液润湿性效果图。图4为实施例1中页岩水平井水基钻井液滤液润湿性效果图。图5为实施例1中龙马溪组地层页岩SEM电镜扫描图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。本专利技术所有实施例均按页本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种页岩水平井水基钻井液，所述钻井液包含润湿反转剂。

【技术特征摘要】
1.一种页岩水平井水基钻井液，所述钻井液包含润湿反转剂。2.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于，所述润湿反转剂选自季胺型阳离子表面活性剂和氧化胺型两性离子表面活性剂中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的钻井液，其特征在于，所述钻井液还包含降滤失剂和流型调节剂，其中，所述降滤失剂为环保型改性淀粉SMART与羧甲基纤维素钠盐以及磺化酚醛树脂SMP-2复配，所述流型调节剂为黄原胶XCD。4.根据权利要求1-3中任一项所述的钻井液，其特征在于，所述钻井液包括水、膨润土、碳酸钠、聚合物、页岩抑制剂、氯化钾、降失水剂、封堵防塌剂、封堵剂、润滑剂、流行调节剂和乳化剂。5.根据权利要求4所述的钻井液，其特征在于，所述聚合物是水解聚丙烯酰胺钾盐；所述页岩抑制剂包括氨基聚醚和络合铝；所述降失水剂包括环保型改性淀粉，羧甲基纤维素钠盐降失水剂和磺化酚醛树脂复配；所述封堵防塌剂是沥青类封堵防塌剂；所述封堵剂包括纳米二氧化硅、碳酸钙和零渗透封堵剂；所述润滑剂包括极压润滑剂和原油。6.根据权利要求5所述的钻井液，其特征在于，所述沥青类封堵防塌剂是磺化沥青、氧化沥青和低软化点沥青中的至少一种，所述低软化点沥青的软化温度是80-100℃。7.根据权利要求5所述的钻井液，其特征在于，所述碳酸钙为1280目碳酸钙。8.根据权利要求5所述的钻井液，其特征在于，所述极压润滑剂是SMJH-1润滑剂。9.根据权利要求1-8中任意一项所述的钻井液，其特征在于，所述水基钻井液中的成分按照以下重量份组成：水1000份、膨润土20-30份、碳酸钠1-3份、水解聚丙烯酰胺钾盐3-5份、胺基聚醚5-10份、络合铝20-40份、氯化钾50-70份、环保型改性淀粉10-20份、羧甲基纤维素钠盐降...

【专利技术属性】
技术研发人员：何恕，林永学，陈晓飞，柴龙，高书阳，唐文泉，韩秀贞，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11