一种保护高渗透储层的水基钻井液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及石油钻井技术领域，公开了一种保护高渗透储层的水基钻井液及其制备方法和应用，该钻井液包括：膨润土、增粘剂、稀释剂、降滤失剂、防塌剂、储层保护剂、润滑剂和水，储层保护剂包括中间产品、碱、盐和水，以100重量份的储层保护剂计，中间产品、碱、盐的用量分别为5‑40、1‑10、1‑12重量份，中间产品由包括丙烯酰胺、阳离子单体、交联剂、引发剂、增韧材料和水的原料制成，以100重量份的原料计，丙烯酰胺、阳离子单体、交联剂、引发剂、增韧材料的用量分别为8‑30、1‑10、0.01‑0.5、0.01‑0.1、5‑25重量份。本发明专利技术的水基钻井液具有明显的保护储层效果，具有封堵效果好及单向解堵的特征。

Water base drilling fluid for protecting high permeable reservoir, preparation method and application thereof

The present invention relates to the technical field of petroleum drilling, discloses a high permeability reservoir of water-based drilling fluid and a preparation method and application of the drilling fluid including: bentonite, tackifier, diluent, filtration reducing agent, anti sloughing agent, reservoir protection agent, lubricant and water, reservoir protection agent: intermediate products, alkali, salt and water, reservoir protection agent to 100 parts by weight of a meter, intermediate product, alkali and salt content were 5, 10, 1 and 40 1 12 weight portions, including intermediate products made of acrylamide and cationic monomer, crosslinking agent, initiator, toughening the raw materials and water, 100 parts by weight of the raw material, acrylamide and cationic monomer, crosslinking agent, initiator, toughening materials were 8, 1, 30 10 0.01, 0.01 0.1, 0.5 5 25 weight. The water base drilling fluid of the invention has obvious effect of protecting reservoir, and has the characteristics of good plugging effect and unidirectional blockage removal.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油钻井
，具体地，涉及一种保护高渗透储层的水基钻井液及其制备方法和应用。
技术介绍
一般来说，高渗透储层的渗透率在500毫达西以上。对于高渗透储层来说，由于其渗透率大，钻井液中的液相和固体颗粒更容易进入储层的空隙和孔喉处，造成渗透率大幅下降；并且，也是由于渗透率较大，钻井液将更深地浸入到储层中，导致粘土膨胀、分散运移和水锁等损害，伤害范围更大，严重影响油气井产量，由此造成的储层损害引起了国内外石油工业界的普遍关注。国内外在保护储层钻井液技术方面经过了长时间的探索，研发了屏蔽暂堵保护储层技术及以此为基础的钻井液体系，后来又研发了分形几何学暂堵技术、D90理想暂堵技术、广谱暂堵技术及其配套的钻井液体系，但目前的钻井液对高渗特高渗储层的保护效果都不太理想。保护效果不佳的主要原因在于以上的储层保护技术均要求刚性的暂堵剂粒子进入孔隙内部，通过架桥对孔隙产生封堵。要想产生良好的屏蔽暂堵作用，架桥粒子尺寸与孔隙直径满足一定的匹配关系，因此，准确了解储层孔隙直径分布特征是目前暂堵技术实施成功的前提和关键。但是由于储层的非均质性特点，储层孔隙特征很难准确把握，因此常常导致暂堵效果不理想，暂堵成功率低。同时，即使暂堵材料对储层实现了良好的暂堵效果，暂堵层在阻止钻井液进入储层的同时，也阻止了油气流入井眼，因此，钻完井后必须进行解堵作业，增加了作业成本。因此，针对现有保护储层钻井液技术的不足，急需研发一种新型适合高渗透储层的强封堵易返排的水基钻井液。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中存在的上述缺陷，提供一种保护高渗透储层的水基钻井液及其制备方法和应用。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种水基钻井液，该水基钻井液包括：任选的膨润土、增粘剂、任选的稀释剂、降滤失剂、任选的防塌剂、储层保护剂、任选的润滑剂和水，其中，所述储层保护剂包括中间产品、碱、盐和水，且以100重量份的所述储层保护剂计，中间产品的用量为5-40重量份，碱的用量为1-10重量份，盐的用量为1-12重量份，其中，所述中间产品由包括丙烯酰胺、阳离子单体、交联剂、引发剂、增韧材料和水的原料制成，且以100重量份的所述原料计，丙烯酰胺的用量为8-30重量份，阳离子单体的用量为1-10重量份，交联剂的用量为0.01-0.5重量份，引发剂的用量为0.01-0.1重量份，增韧材料的用量为5-25重量份。第二方面，本专利技术提供了一种水基钻井液的制备方法，该方法包括：将任选的膨润土、增粘剂、任选的稀释剂、降滤失剂、任选的防塌剂、储层保护剂、任选的润滑剂和水混合均匀。第三方面，本专利技术提供了本专利技术所述的水基钻井液在高渗透储层钻井中的应用。与现有技术相比，本专利技术的水基钻井液具有以下优良效果：(1)保护高渗透储层效果显著本专利技术的水基钻井液含有聚合物弹性颗粒，以聚合物弹性颗粒为储层保护剂，克服了现有暂堵技术的不足。聚合物弹性颗粒具有以下显著优点：①封堵速度快，封堵成功率高。聚合物弹性颗粒为形状不规则、可变形、不易被破坏的弹性颗粒，具有较好的弹性和韧性，当聚合物弹性颗粒直径大于储层孔隙直径时，在压差的作用下，弹性颗粒可部分镶嵌入孔隙入口处，将孔隙封堵住，其余部分仍在孔隙外面，起到封堵的作用(见图1)。同时，聚合物弹性颗粒对入口为不同形状的孔隙均具有良好的适应性，克服了刚性颗粒因不能变形而适应性差的缺点，可对孔隙快速产生封堵，暂堵成功率高，达到阻止钻井液继续侵入储层的目的。②单向封堵，不需要解堵作业。聚合物弹性颗粒镶嵌在孔隙的入口处，没有进入孔隙内部，若有反压差存在，镶嵌封堵层很容易解除。因此，使用聚合物弹性颗粒暂堵后不需要特殊的解堵措施，完井后，在生产压差(负压差)的作用下，堵塞自动解除，储层恢复原来的渗透率，不影响油井产能，不需要解堵作业。③适用温度和矿化度范围广。聚合物弹性颗粒在室温～200℃温度范围内稳定存在，具有较高的热稳定性能，可使用于不同井深的储层；聚合物弹性颗粒性能受矿化度影响小，可用于高矿化度盐水钻井液。相应地，本专利技术的水基钻井液，尤其适用于高渗透储层的保护，其保护储层的特点如下：①封堵成功率高，封堵效果好。目前常用的屏蔽暂堵技术要求碳酸钙或其它刚性粒子进入孔隙内部架桥，架桥粒子尺寸与孔隙直径必须严格匹配，否则架桥不能有效产生封堵。由于储层的非均质性特点，往往很难准确掌握储层孔隙的尺寸分布，此情况下导致架桥粒子的尺寸选择具有较大的盲目性，暂堵效果往往不佳，成功率低。而本专利技术的水基钻井液，要求聚合物弹性颗粒尺寸大于孔隙直径，在不确知储层孔隙尺寸分布的情况下，可选择较大尺寸的颗粒，以确保镶嵌暂堵的效果，具有广谱封堵性能。因此，在储层孔隙尺寸分布明确或未知的情况下，本专利技术的水基钻井液均具有较好的封堵效果，而现有的屏蔽暂堵技术仅仅在储层孔隙尺寸分布明确的情况下应用较好。②不需解堵作业，降低作业成本。本专利技术的水基钻井液形成的保护层主要在井壁的表面或孔隙入口处，而不是在储层孔隙内部。因此，使用本专利技术的水基钻井液不需要额外的解堵作业，完井后只要在井底产生反压差，封堵即可消除。(2)抗温能力强，适合于深井超深井钻井作业根据本专利技术的一种优选的实施方式，本专利技术的水基钻井液中含有的磺酸盐共聚物DSP-2、磺甲基褐煤树脂SPNH、有机胺页岩抑制剂AP-2、聚醚多元醇SYP-2及储层保护剂等主要处理剂皆具有良好的抗温性能，因此，使得本专利技术的水基钻井液的抗温能力达200℃以上，可用于深井及超深井。(3)润滑性好，可适用于大斜度井、定向井和水平井根据本专利技术的一种优选的实施方式，本专利技术的水基钻井液中含有润滑性好的聚醚多元醇SYP-2，同时，作为防塌剂的有机胺页岩抑制剂AP-2也具有良好的润滑性能。因此，本专利技术的水基钻井液润滑性能优异，可有效降低钻井过程中由于钻具旋转而产生的摩阻和扭矩，可适用于大斜度井、定向井和水平井。(4)配方简单，配制快捷钻井液配方相对简单，配制简单、快捷，综合成本低。(5)有利于环境保护所用处理剂均无毒，且易生物降解，对敏感地区影响小，有利于环境保护。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的水基钻井液中储层保护剂(聚合物弹性颗粒)镶嵌封堵示意图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术提供了一种水基钻井液，该水基钻井液包括：任选的膨润土、增粘剂、任选的稀释剂、降滤失剂、任选的防塌剂、储层保护剂、任选的润滑剂和水，其中，所述储层保护剂包括中间产品、碱、盐和水，且以100重量份的所述储层保护剂计，中间产品的用量为5-40重量份，碱的用量为1-10重量份，盐的用量为1-12重量份，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水基钻井液，其特征在于，该水基钻井液包括：任选的膨润土、增粘剂、任选的稀释剂、降滤失剂、任选的防塌剂、储层保护剂、任选的润滑剂和水，其中，所述储层保护剂包括中间产品、碱、盐和水，且以100重量份的所述储层保护剂计，中间产品的用量为5‑40重量份，碱的用量为1‑10重量份，盐的用量为1‑12重量份，其中，所述中间产品由包括丙烯酰胺、阳离子单体、交联剂、引发剂、增韧材料和水的原料制成，且以100重量份的所述原料计，丙烯酰胺的用量为8‑30重量份，阳离子单体的用量为1‑10重量份，交联剂的用量为0.01‑0.5重量份，引发剂的用量为0.01‑0.1重量份，增韧材料的用量为5‑25重量份。

【技术特征摘要】
1.一种水基钻井液，其特征在于，该水基钻井液包括：任选的膨润土、增粘剂、任选的稀释剂、降滤失剂、任选的防塌剂、储层保护剂、任选的润滑剂和水，其中，所述储层保护剂包括中间产品、碱、盐和水，且以100重量份的所述储层保护剂计，中间产品的用量为5-40重量份，碱的用量为1-10重量份，盐的用量为1-12重量份，其中，所述中间产品由包括丙烯酰胺、阳离子单体、交联剂、引发剂、增韧材料和水的原料制成，且以100重量份的所述原料计，丙烯酰胺的用量为8-30重量份，阳离子单体的用量为1-10重量份，交联剂的用量为0.01-0.5重量份，引发剂的用量为0.01-0.1重量份，增韧材料的用量为5-25重量份。2.根据权利要求1所述的水基钻井液，其中，以100重量份的所述储层保护剂计，中间产品的用量为10-30重量份，碱的用量为2-5重量份，盐的用量为5-10重量份。3.根据权利要求1或2所述的水基钻井液，其中，以100重量份的所述原料计，丙烯酰胺的用量为10-25重量份，阳离子单体的用量为2-5重量份，交联剂的用量为0.01-0.05重量份，引发剂的用量为0.02-0.05重量份，增韧材料的用量为8-15重量份。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的水基钻井液，其中，所述阳离子单体为季铵盐化合物，优选为二甲基二烯丙基卤化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基卤化铵、丙烯酰氧乙基三甲基卤化铵、烷基二甲基苄基卤化铵和烷基三甲基卤化铵中的至少一种，进一步优选地，烷基二甲基苄基卤化铵中的烷基为C8-C20的烷基，烷基三甲基卤化铵中的烷基为C8-C20的烷基；和/或所述交联剂为N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯和戊二醛中的至少一种；和/或所述引发剂为过硫酸盐，优选为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的至少一种；和/或所述增韧材料为淀粉和/或膨润土；和/或所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠和碳酸氢钾中的至少一种；和/或所述盐为氯化钠、氯化钾、氯化钙、甲酸钠、甲酸钾和甲酸铯中的至少一种。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的水基钻井液，其中，所述储层保护剂还包括杀菌剂，且以100重量份的所述储层保护剂计，杀菌剂的用量为0.03-2重量份，优选为0.05-1重量份；优选地，所述杀菌剂为吸附性杀菌...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕开河，孙金声，刘敬平，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37