降低地层伤害的钻井液和煤层气开发钻井中使用的钻井液制造技术

本发明专利技术公开了降低地层伤害的钻井液和煤层气开发钻井中使用的钻井液。该降低地层伤害的钻井液包括：100单位质量的淡水、1.5～4.5单位质量的降滤失剂、1单位质量的防塌剂、2单位质量的聚合醇、1.5单位质量的无机钠膨润土、1单位质量的氟碳表面活性剂和3单位质量的无机碱。本发明专利技术的钻井液能够有效降低储层液体的表面张力，从而产生润湿或者反润湿，同时降低储存的毛细管阻力，从而极大地降低了钻井过程所产生的水锁效应。本发明专利技术的钻井液尤其适合在煤层气开发钻井中使用。

【技术实现步骤摘要】
降低地层伤害的钻井液和煤层气开发钻井中使用的钻井液
本专利技术涉及煤层气开发中的钻井领域，特别涉及一种降低底层伤害的钻井液及煤层气开发中使用的钻井液。
技术介绍
钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。清水是使用最早的钻井液，无需处理，使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区。泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。钻井液的作用有：携带岩屑，清洁井底；冷却和润滑钻头及钻柱；平衡井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁；悬浮岩屑和加重剂；平衡(控制)地层压力；在地面能沉除砂子和岩屑；有效传递水力功率；提供所钻地层的大量资料；承受钻杆和套管的部分重力；水力破碎岩石。依据基液和主要处理剂的不同，钻井液可以分为油基钻井液，水基钻井液，气体钻井流体等，比较常用的是前两种。钻井液主要由液相、固相和化学处理剂组成。液相可以是水(淡水、盐水)、油(原油、柴油)或乳状液(混油乳化液和反相乳化液)。固相包括有用固相(膨润土、加重材料)和无用固相(岩石)。化学处理剂包括无机、有机及高分子化合物。水基钻井液是一种以水为分散介质，以粘土(膨润土)、加重剂及各种化学处理剂为分散相的溶胶悬浮体混合体系。其主要组成是水、粘土、加重剂和各种化学处理剂。它在实际应用中一直占据着主导地位。其主要的体系有分散钻井液、钙处理钻井液、盐水钻井液、聚合物钻井液、正电胶钻井液和抗高温深井水基钻井液。油连续相钻井液(习惯称为油基钻井液)是一种以油(主要是柴油或原油)为分散介质，以加重剂、各种化学处理剂及水等为分散相的溶胶悬浮混合体系。其主要组成是原油、柴油、加重剂、化学处理剂和水等。它基本经历了原油钻井液、油基钻井液、油包水钻井液等三个阶段。水锁效应是在开采油气田的过程中，当钻井液、完井液等外来流体侵入储层后，造成近井壁处油气相渗透率降低的现象。水锁效应在煤层气钻井中也比较常见，在钻井的一系列过程中都不同程度的存在水锁效应，导致油井、气井减产甚至停产。因此，找到水锁效应的影响因素，以及抑制和解除水锁伤害的方法，对于改善煤层气开发效果的意义重大。现有技术中解决水锁效应的途径主要有以下几种：一是注氮气，氮气可以进入水不能进入的低渗地段，可以将低渗带的处于束缚态的原油躯体成可以流动的原油，对于原油产生“抽提”或“携带的”作用。二是水力压裂，此方法可以减小进井地层的流动压降，扩大有效地流入范围，让气井保持较高的井底压力生产，推迟井眼附近凝析液的聚集。该方法可有效解除水锁伤害,但成本较高。三是预热地层，此方法是经过一种专用的井底传输油管加热工具注入气体，由此来直接加热井底近井地带目标层。从而使井筒附近的温度达到500℃,从而使反渗吸水超临界抽提。四是注混相水溶剂，此工艺的机理为：在温度小于油气藏温度时，向近井地带注入混相水溶剂，然后焖井一段时间，当近井温度与油气藏温度相同时打开油井，此时释放的压力会对溶剂和水产生闪蒸作用，使束缚水得以解除，从而降低了水锁效应。利用现有技术中的上述方法解决水锁效应存在成本过高或者效果不理想的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种降低地层伤害的钻井液，以解决现有技术中解决水锁效应的方法存在的成本过高或者效果不理想的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供了一种降低地层伤害的钻井液，所述钻井液包括：100单位质量的淡水、1.5～4.5单位质量的降滤失剂、1单位质量的防塌剂、2单位质量的聚合醇、1.5单位质量的无机钠膨润土、1单位质量的氟碳表面活性剂和3单位质量的无机碱。可选地，所述1.5～4.5单位质量的降滤失剂为1～2.5单位质量的丙烯酸、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物和0.5～2单位质量的聚阴离子纤维素的混合物。可选地，所述淡水为氯化钠矿化度低于10000mg/L的天然淡水。可选地，所述防塌剂为乳化沥青、氯化钾或氯化铵。可选地，所述聚合醇为聚乙二醇或聚乙烯醇。可选地，所述无机碱为碳酸钠、碳酸氢钠或氢氧化钠。可选地，所述钻井液还包括：1单位质量的十六烷基三甲基溴化铵。本专利技术还提供了一种煤层气开发钻井中使用的钻井液，该煤层气开发钻井中使用的钻井液为上述任意一种钻井液。由上述可见，本专利技术的这种包括100单位质量的淡水、1.5～4.5单位质量的降滤失剂、1单位质量的防塌剂、2单位质量的聚合醇、1.5单位质量的无机钠膨润土、1单位质量的氟碳表面活性剂和3单位质量的无机碱的降低地层伤害的钻井液，能够有效降低储层液体的表面张力，从而产生润湿或者反润湿，同时降低储存的毛细管阻力，从而极大地降低了钻井过程所产生的水锁效应，进而降低对底层的伤害。并且，本专利技术的钻井液尤其适合在煤层气开发钻井中使用。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术的核心思想是，针对现有的钻井液由于水锁对地层伤害比较严重，使地层渗透率大大降低的问题，在钻井液中加入表面活性剂，从而有效降低储层液体的表面张力，从而产生润湿或者反润湿，同时降低储存的毛细管阻力，最终更好地解除水锁，减小对地层的伤害。表面活性剂的特点是：(1)、少量的加入便能大大降低溶液的表面张力或界面张力，改变体系界面状态，使表面呈活化状态，从而产生润湿或反润湿。(2)、表面活性剂是一种易挥发的极性物质，可加速侵入液的蒸发，这有利于近井地层滞留液以蒸发方式被驱走，更好地解除水锁。本专利技术的降低地层伤害的钻井液中所添加的表面活性剂为氟碳表面活性剂。氟碳表面表面活性剂是特种表面活性剂里面最重要的品种，指碳氢表面活性剂的碳氢链中氢原子全部或者部分被氟原子所取代，即氟碳链代替了碳氢链，因此表面活性剂中非极性基不仅有疏水性质而且独具疏油的性能，它能以极低的浓度显著地降低溶剂的表面张力。在加入了表面活性剂之后，表面活性剂可以改变体系界面状态，使表面呈活化状态，从而产生润湿或反润湿并解决钻井过程尤其是煤层气开发钻井过程中产生的水锁问题。同时，因为储层尤其是煤层气储层的孔隙喉道直径很小，它的毛细管阻力就很大，表面活性剂的加入降低了界面张力，从而降低毛细管阻力。并且表面活性剂是一种极性物质，这样就加速了侵入液的蒸发，这有利于近井地层滞留液以蒸发方式被驱走，更好地解除水锁。由于表面活性剂具有以上特有的性质，使得气相和液相的界面张力降低，提高气相相对渗透率，从而使采气过程中克服水锁效应所需的启动压力降低。更进一步地，在本专利技术的钻井液中，在加入氟碳表面活性剂的同时，可以加入一定量的十六烷基三甲基溴化铵，十六烷基三甲基溴化铵是一种阳离子表面活性剂，加入十六烷基三甲基溴化铵能够降低氟碳表面活性剂的用量，节省成本。同时不影响降低地层液体表面张力的效果。并且加入十六烷基三甲基溴化铵能够使本专利技术钻井液的防塌性能明显增加。本专利技术的降低地层伤害的钻井液包括：100单位质量的淡水、1.5～4.5单位质量的降滤失剂、1单位质量的防塌剂、2单位质量的聚合醇、1.5单位质量的无机钠膨润土、1单位质量的氟碳表面活性剂和3单位质量的无机碱。在本专利技术实施例的钻井液中，降滤失剂可以只使用丙烯酸、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低地层伤害的钻井液，其特征在于，所述钻井液包括：100单位质量的淡水、1.5～4.5单位质量的降滤失剂、1单位质量的防塌剂、2单位质量的聚合醇、1.5单位质量的无机钠膨润土、1单位质量的氟碳表面活性剂和3单位质量的无机碱。

【技术特征摘要】
1.一种降低地层伤害的钻井液，其特征在于，所述钻井液包括：100单位质量的淡水、1.5～4.5单位质量的降滤失剂、1单位质量的防塌剂、2单位质量的聚合醇、1.5单位质量的无机钠膨润土、1单位质量的氟碳表面活性剂、1单位质量的十六烷基三甲基溴化铵和3单位质量的无机碱；所述1.5～4.5单位质量的降滤失剂为1～2.5单位质量的丙烯酸、丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物和0.5～2单位质量的聚阴离子纤维素的混合物。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛志新，张太亮，全红平，彭宏钊，陈东，邓钧耀，纪元，张毅，田天，
申请(专利权)人：中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司，西南石油大学，中石油煤层气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11