一种防塌钻井液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及防塌钻井液领域，公开了一种防塌钻井液及其制备方法和应用，其中，该防塌钻井液含有水、膨润土、流型调节剂、降滤失剂、抑制剂、封堵剂和加重剂，且以100重量份的水为基准，膨润土为4‑6重量份，流型调节剂为0.8‑1.2重量份，降滤失剂为2.2‑2.6重量份，抑制剂为28‑32重量份，封堵剂为26‑30重量份，加重剂为32‑38重量份；本发明专利技术的防塌钻井液主要针对鄂尔多斯盆地地层承压能力低的特点，较常用钻井液体系相比，本防塌钻井液能够扩大安全密度窗口，大大提高地层的承压能力，尽量避免井喷、井漏、井塌等地下复杂情况的出现。

An anti sloughing drilling fluid and its preparation method and Application

The invention relates to the field of anti collapse drilling fluid, and discloses an anti collapse drilling fluid and its preparation method and application, in which the anti collapse drilling fluid contains water, bentonite, flow pattern regulator, filter loss agent, inhibitor, plugging agent and aggravating agent, and with 100 weight of water as the reference, bentonite is 4 of 6 weight parts and flow pattern regulator. For 0.8 weight 1.2 weights, the filtrate loss agent is 2.2 2.6 weight parts, the inhibitor is 28 32 weight parts, the plugging agent is 26 30 weight parts, and the aggravating agent is 32 38 weight. The anti collapse drilling fluid of this invention is mainly aimed at low bearing capacity of the Ordos Basin. Compared with the commonly used drilling fluid system, this anti collapse drilling fluid can be compared. The safety density window can be expanded, and the bearing capacity of strata can be greatly improved. The underground complex situations such as blowout, well leakage and well collapse will be avoided as far as possible.

【技术实现步骤摘要】
一种防塌钻井液及其制备方法和应用
本专利技术涉及防塌钻井液领域，具体涉及一种防塌钻井液及其制备方法和应用，该防塌钻井液能有效解决鄂尔多斯盆地地层承压能力低的问题。
技术介绍
当前世界利用一次性能源的总体发展趋势是：清洁、高效、多样、低碳。天然气作为一种优质高效的清洁能源和化工原料，具有巨大的资源潜力，目前已进入高速发展时期。世界天然气资源丰富，2006年剩余天然气探明可采储量为175.08×1012m3，产量达到2.84×1012m3，随着天然气贸易的逐步全球化，天然气将成为21世纪世界的支柱能源。天然气资源主要集中在3个国家：俄罗斯为27％，伊朗为15％，卡塔尔为13％。这三个国家拥有全世界一半以上的天然气储量。我国常规和非常规天然气资源相对丰富，资源探明程度低，从1990年开始，我国天然气储量进入快速增长阶段，常规天然气地质资源量为52万亿立方米，最终可采资源量约32×1012m3。截至2010年底，累计探明地质储量9.13×1012m3，探明程度为17.5％。其中鄂尔多斯盆地、四川盆地、塔里木盆地和南海海域是我国四大天然气产区。鄂尔多斯盆地处于华北地块西部，是一个多构造体系、多旋回坳陷、多沉积类型的大型克拉通沉积盆地。总体构造呈东缓西陡的不对称箕状向斜。地层发育全，变形小，除边缘地区外，断裂构造和局部隆起都不甚发育。根据基底性质、地质演化历史和构造特征，鄂尔多斯盆地内可划分为：伊盟隆起、渭北隆起、晋西挠褶带、伊陕斜坡、天环坳陷和西缘逆冲带六个构造单元。其中，伊陕斜坡是延长石油油气勘探的主体区，构造整体表现为一平缓的向西倾斜的单斜构造，构造简单，局部发育由差异压实作用形成的小型鼻状构造。研究工区位于伊陕斜坡，区内构造简单，无背斜与断块圈闭发育，地层整体较为平缓。以刘家沟组为主的地层属于裂缝发育，其底部存在天然裂缝，既有垂直裂缝，又有水平裂缝，主要以垂直裂缝为主，垂直裂缝极为发育，宽度一般为小于0.5mm、0.5-1.5mm。漏失与裂缝的存在相随，有裂缝就有漏失，其结果表现出地层承压能力低。地层承压能力高低是一个相对的概念。所钻井段表现出随钻随漏、遇漏必堵(不堵则漏失越来越大)；堵完再钻、再钻再漏、再漏再堵；堵完又钻、又钻再漏、又漏再堵；再钻又漏……一直循环往复直至结束。整个地层漏点多、漏点随钻头不断下移、反复出现、位置不定、时间不定、漏失频繁；而完钻后固井还可能漏……，这称为地层承压能力低，或地层复杂压力系统引发的严重漏失。现在承压堵漏是提高地层承压能力常用的办法，有一定的效果，但随性成功的把握性不大，谁也无法保证。因此，它已成为当前制约我国钻井发展的一个重大技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，针对鄂尔多斯盆地地层裂缝发育，其底部存在天然裂缝，既有垂直裂缝，又有水平裂缝，主要以垂直裂缝为主而导致的地层承压能力低的特点，导致钻井过程中容易发生恶性漏失等复杂情况，而提供一种防塌钻井液及其制备方法和应用，该防塌钻井液能有效解决鄂尔多斯盆地地层承压能力低的问题。为了克服上述问题，本专利技术第一方面提供了一种防塌钻井液，其中，该适用于鄂尔多斯盆地的防塌钻井液含有水、膨润土、流型调节剂、降滤失剂、抑制剂、封堵剂和加重剂，且以100重量份的水为基准，所述膨润土的含量为2-9重量份，所述流型调节剂的含量为0.4-2.9重量份，所述降滤失剂的含量为1.1-5.8重量份，所述抑制剂的含量为10-39重量份，所述封堵剂的含量为8-35重量份，所述加重剂的含量为16-80重量份。本专利技术第二方面还提供了一种防塌钻井液的制备方法，其中，该制备方法包括以下步骤：(1)将膨润土预水化处理；(2)将步骤(1)经预水化处理的膨润土与流型调节剂、降滤失剂和抑制剂混合；(3)将碳酸钙A、碳酸钙B和碳酸钙C按比例在粉末状态下混合均匀；(4)将重晶石A与重晶石B按比例在粉末状态下混合均匀；(5)将步骤(2)、步骤(3)与步骤(4)所得的混合物混合均匀。本专利技术第三方面还提供了上述所述的防塌钻井液在鄂尔多斯盆地的钻井过程中的应用。通过以上技术方案，本专利技术提供的一种防塌钻井液及其制备方法和应用，在本专利技术中，通过利用不同粒径的刚性颗粒(碳酸钙A、碳酸钙B、碳酸钙C以及重晶石A、重晶石B)之间的架桥效应，在钻遇致漏裂缝时各类桥塞粒子进入裂缝并在其中架桥后逐级充填最终形成一层致密的封堵层，且由于所用封堵颗粒均为刚性材料，所形成的封堵层具有很高的抗压强度和很低的(接近零)渗透率；在钻遇细微裂缝(缝宽小于0.1mm)时，封堵颗粒在裂缝表面即形成致密的封隔层(人造井壁)，有效地阻止了钻井液中自由水继续渗入其中从而导致裂缝扩张演变为致漏裂缝。具体实施方式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。为了克服上述问题，本专利技术第一方面提供了一种防塌钻井液，其中，该适用于鄂尔多斯盆地的防塌钻井液含有水、膨润土、流型调节剂、降滤失剂、抑制剂、封堵剂和加重剂，且以100重量份的水为基准，所述膨润土的含量为2-9重量份，所述流型调节剂的含量为0.4-2.9重量份，所述降滤失剂的含量为1.1-5.8重量份，所述抑制剂的含量为10-39重量份，所述封堵剂的含量为8-35重量份，所述加重剂的含量为16-80重量份。根据本专利技术，优选情况下，以100重量份的水为基准，所述膨润土的含量为4-6重量份，所述流型调节剂的含量为0.8-1.2重量份，所述降滤失剂的含量为2.2-2.6重量份，所述抑制剂的含量为28-32重量份，所述封堵剂的含量为26-30重量份，所述加重剂的含量为32-38重量份。根据本专利技术，所述水无具体限定要求，可以为自来水、海水、地下水等。根据本专利技术，所述膨润土可以为新疆夏子街膨润土。根据本专利技术，所述流型调节剂可以为两性离子共聚物与磺化褐煤的组合物，并且，所述两性离子共聚物与所述磺化褐煤的含量的重量比为(0.2-0.8)：1；优选为(0.3-0.7)：1；跟优选为(0.4-0.6)：1；最优选为0.5：1。在本专利技术中，所述两性离子共聚物可以是由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAEMA)共聚而得到的，例如，可以将所述两性离子共聚物标记为AMPS-DMAEMA。根据本专利技术，所述降滤失剂可以为芳香族羟基羧酸盐和/或磺化酚醛树脂(SMP)。在本专利技术中，所述芳香族羟基羧酸盐可以为腐植酸钾(CAS68514-28-3，分子式C9H8K2O4)、硝基腐植酸钾(购自黑龙江聚丰腐植酸开发有限公司)、腐殖酸钠(CAS登录号68131-04-4，分子式C9H8Na2O4)和改性黄腐酸钾中的一种或多种；其中，改性黄腐酸钾为购自成都西南石大金牛石油科技有限公司。根据本专利技术，所述抑制剂可以为甲酸钾。根据本专利技术，所述封堵剂可以为碳酸钙A、碳酸钙B和碳酸钙C的组合物，并且，所述碳酸钙A、所述碳酸钙B和所述碳酸钙C的含量的重量比可以为为(0.2-0.8)：(0.2-0.8)：1；优选为(0.3-0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防塌钻井液，其特征在于，该防塌钻井液含有水、膨润土、流型调节剂、降滤失剂、抑制剂、封堵剂和加重剂，且以100重量份的水为基准，所述膨润土的含量为2‑9重量份，所述流型调节剂的含量为0.4‑2.9重量份，所述降滤失剂的含量为1.1‑5.8重量份，所述抑制剂的含量为10‑39重量份，所述封堵剂的含量为8‑35重量份，所述加重剂的含量为16‑80重量份。

【技术特征摘要】
1.一种防塌钻井液，其特征在于，该防塌钻井液含有水、膨润土、流型调节剂、降滤失剂、抑制剂、封堵剂和加重剂，且以100重量份的水为基准，所述膨润土的含量为2-9重量份，所述流型调节剂的含量为0.4-2.9重量份，所述降滤失剂的含量为1.1-5.8重量份，所述抑制剂的含量为10-39重量份，所述封堵剂的含量为8-35重量份，所述加重剂的含量为16-80重量份。2.根据权利要求1所述的防塌钻井液，其中，以100重量份的水为基准，所述膨润土的含量为4-6重量份，所述流型调节剂的含量为0.8-1.2重量份，所述降滤失剂的含量为2.2-2.6重量份，所述抑制剂的含量为28-32重量份，所述封堵剂的含量为26-30重量份，所述加重剂的含量为32-38重量份。3.根据权利要求1或2所述的防塌钻井液，其中，所述膨润土为新疆夏子街膨润土；其中，所述流型调节剂为两性离子共聚物与磺化褐煤的组合物；其中，所述降滤失剂为芳香族羟基羧酸盐和/或磺化酚醛树脂；其中，所述抑制剂为甲酸钾；其中，所述封堵剂为碳酸钙A、碳酸钙B和碳酸钙C的组合物；其中，所述加重剂为重晶石A与重晶石B的组合物。4.根据权利要求3所述的防塌钻井液，其中，所述两性离子共聚物与所述磺化褐煤的含量的重量比为(0.2-0.8)：1；所述碳酸钙A、所述碳酸钙B和所述碳酸钙C的含量的重量比为(0.2-0.8)：(0.2-0.8)：1；所述重晶石A与所述重晶石B的含量的重量比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，张文哲，李红梅，王波，王涛，杨超，
申请(专利权)人：陕西延长石油集团有限责任公司研究院，
类型：发明
国别省市：陕西,61