一种超低滤失水基钻井液及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种超低滤失水基钻井液及其制备方法，所述钻井液包括如下组分：基浆、固壁剂、胶束剂、键合剂以及重晶石，所述固壁剂占所述钻井液体积的3‑5％，所述胶束剂占所述钻井液体积的2‑3％，所述键合剂占所述钻井液质量的20‑30％。本发明专利技术提供的水基钻井液与传统的水基钻井液相比，具有更低的滤失量、更强的抑制性和封堵性并且活度低，能够在大斜度井、大位移井、水平井和深井钻探中代替油基钻井液，减少自由水向泥岩的迁移，预防泥岩水化膨胀，增强井壁稳定。

Ultra low filtration base drilling fluid and preparation method thereof

The invention provides a ultra low filtration water lost base drilling fluid and its preparation method. The drilling fluid includes the following components: base slurry, wall fixing agent, micelle, bond agent, and barite. The solid wall agent accounts for 3 of the volume of the drilling fluid, and the micelles account for 2 of the liquid product of the drilling fluid, and the bond mixture accounts for the account. The quality of the drilling fluid is 20 and 30%. Compared with the traditional water based drilling fluid, the water based drilling fluid provided with the invention has lower filtration loss, stronger inhibition and blocking property and low activity. It can replace oil based drilling fluid in large inclined wells, large displacement wells, horizontal wells and deep well drilling, reduce the migration of free water to mud rock, and prevent shale hydration expansion. Enhance the stability of the wellbore.

【技术实现步骤摘要】
一种超低滤失水基钻井液及其制备方法
本专利技术属于石油钻井领域，涉及一种水基钻井液及其制备方法，尤其是一种超低滤失水基钻井液及其制备方法。
技术介绍
在石油天然气勘探开发钻井过程中，泥岩地层的水化膨胀和剥落掉块是导致钻井复杂情况发生甚至严重钻井事故的重要原因，而控制钻井液中自由水迁移的钻井液活度控制与泥岩封堵技术是预防井壁失稳的一项主要技术措施。传统水基钻井液控制滤失主要通过沥青、惰性固相材料机械填充、粘土护胶和高分子封堵孔隙等方式来减少自由水向地层的侵入，从而稳定井壁和保护储层，不能封堵泥岩微纳米孔喉，且在压差作用下，仍会有自由水沿着泥饼和井壁岩石的通道向地层迁移。目前需要开发一种新的钻井液来满足应用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种水基钻井液及其制备方法，特别是一种超低滤失水基钻井液及其制备方法。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供了一种水基钻井液，所述钻井液包括如下组分：基浆、固壁剂、胶束剂、键合剂以及重晶石，所述固壁剂占所述钻井液体积的3-5％(例如3％、3.5％、4％、4.5％、5％等)，所述胶束剂占所述钻井液体积的2-3％(例如2％、2.2％、2.5％、2.7％、3％等)，所述键合剂占所述钻井液质量的20-30％(例如20％、22％、25％、27％、30％等)。在本专利技术中，重晶石是按实际需要的水基钻井液的比重来确定添加量的。在本专利技术中，采用胶束剂和固壁剂作为主要的泥岩封堵剂，胶束剂和固壁剂相互配合，能够很好的封堵泥岩孔喉通道从而减少自由水向泥岩的侵入，同时引入键合剂作为活度控制剂，键合剂可以通过分子内和分子间与水分子形成氢键，使水分子内和水分子间形成网络结构的键合水从而降低钻井液的活度。本专利技术提供的水基钻井液与传统的水基钻井液相比，具有更低的滤失量、更强的抑制性和封堵性并且活度低，能够在大斜度井、大位移井、水平井和深井钻探中代替油基钻井液，减少自由水向泥岩的迁移，预防泥岩水化膨胀，增强井壁稳定。在本专利技术中，所述基浆包括分散在水中的如下组分：膨润土、氢氧化钠、低粘聚阴离子纤维素、聚合物降滤失剂、褐煤树脂、磺化沥青、润滑剂和氯化钾。优选地，所述膨润土占所述钻井液质量的2-3％(例如2％、2.2％、2.5％、2.7％、3％等)，所述氢氧化钠占所述钻井液质量的0.2-0.3％(例如0.2％、0.22％、0.25％、0.27％、0.3％等)，所述低粘聚阴离子纤维素占所述钻井液质量的0.2-0.3％(例如0.2％、0.22％、0.25％、0.27％、0.3％等)，所述聚合物降滤失剂占所述钻井液质量的2.5-3％(例如2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3％等)，所述褐煤树脂占所述钻井液质量的2-3％(例如2％、2.2％、2.5％、2.7％、3％等)，所述磺化沥青占所述钻井液质量的2-3％(例如2％、2.2％、2.5％、2.7％、3％等)，所述润滑剂占所述钻井液体积的2-3％(例如2％、2.2％、2.5％、2.7％、3％等)，所述氯化钾占所述钻井液体积的3-5％(例如3％、3.5％、4％、4.5％、5％等)。在本专利技术中，所述固壁剂为丙烯酸酯微乳液。优选地，所述胶束剂为聚醚高分子表面活性剂。在本专利技术中，所述键合剂为聚醇醚接枝共聚物。在本专利技术中，固壁剂为丙烯酸酯微乳液、胶束剂为嵌段共聚聚醚高分子表面活性剂时，本专利技术提供的水基钻井液具有更好的效果，固壁剂和胶束剂选用纳米级材料，纳米级粒度分布特征能够使其更好的封堵泥岩纳米级孔喉通道，同时加入聚醇醚接枝共聚物作为键合剂，键合剂的粘度高，能够减缓滤液进入泥页岩的运动速度从而减少自由水的侵入。通过纳米级泥岩封堵剂和键合剂活度控制，本专利技术提供的水基钻井液具有更强的封堵性、更低的高温高压滤失量和更好储层保护特性。优选地，所述聚合物降滤失剂为丙烯酸丙烯酰胺共聚物。在本专利技术中，所述润滑剂为改性植物油酸酯。本专利技术提供的水基钻井液与传统的油基钻井液相比，具有成本低，环保，使用安全，废弃物处理成本低，是大斜度井、大位移井、水平井、深井钻井工程首选的钻井液。本专利技术提供的水基钻井液与普通的水基钻井液相比，具有更强的抗钻屑污染能力，流变稳定，可降低钻井液维护成本；具有更低的高温高压滤失量，封堵性强，钻井液活度低，可大幅度减少自由水向地层的迁移，能有效避免井壁垮塌，保护低渗储层，提高时效，保障产能。另一方面，本专利技术提供了如上所述的水基钻井液的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将基浆、固壁剂和胶束剂混合，再加入键合剂搅拌；(2)将重晶石加入步骤(1)得到的混合物中，搅拌，得到所述水基钻井液。本专利技术提供的制备方法简单易行，利用本专利技术提供的制备方法制备得到的水基钻井液具有油基钻井液的多种优良性能，抑制性强，润滑性好，能有效降低摩阻扭矩，减少憋卡现象。在本专利技术中，所述基浆的制备方法如下：A、在水中加入膨润土，混合，再加入氢氧化钠，搅拌并养护；B、将步骤A养护好的混合物搅拌；C、将低粘聚阴离子纤维素、聚合物降滤失剂、褐煤树脂、磺化沥青、润滑剂和氯化钾依次加入步骤B得到的混合物中，搅拌，得到所述基浆。在本专利技术中，低粘聚阴离子纤维素、聚合物降滤失剂、褐煤树脂、磺化沥青、润滑剂和氯化钾依次加入步骤B得到的混合物中搅拌，可以是将低粘聚阴离子纤维素加入步骤B得到的混合物中搅拌，然后加入聚合物降滤失剂继续搅拌，之后加入褐煤树脂搅拌，以此类推，最后加入氯化钾搅拌，得到基浆。在本专利技术中，步骤A所述混合的转速为500-800r/min，例如500r/min、600r/min、700r/min、800r/min等。优选地，步骤A所述搅拌的时间为20-30min，例如20min、22min、25min、27min、30min等。优选地，步骤A所述养护的时间为24-30h，例如24h、26h、28h、30h等。优选地，步骤B所述搅拌的转速为10000-11000r/min，例如10000r/min、10200r/min、10500r/min、10700r/min、11000r/min等。优选地，步骤B所述搅拌的时间为10-15min，例如10min、11min、12min、13min、14min、15min等。优选地，步骤C所述搅拌的时间为40-45min，例如40min、41min、42min、43min、44min、45min等。在本专利技术中，步骤(1)所述混合的转速为9000-10000r/min，例如9000r/min、9200r/min、9500r/min、9700r/min、10000r/min等。优选地，步骤(2)所述搅拌的时间为20-30min，例如20min、22min、25min、27min、30min等。在本专利技术中，作为优选技术方案，所述制备方法包括如下步骤：(1)在水中加入膨润土，以500-800r/min的转速混合，再加入氢氧化钠，搅拌20-30min并养护24-30h后以10000-11000r/min的转速搅拌10-15min；(2)将低粘聚阴离子纤维素、聚合物降滤失剂、褐煤树脂、磺化沥青、润滑剂和氯化钾依次加入步骤(1)得到的混合物中，搅拌40-45min，得到基浆；(3)将步骤(2)得到的基浆、固壁剂和胶束剂以9000-10000r本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水基钻井液，其特征在于，所述钻井液包括如下组分：基浆、固壁剂、胶束剂、键合剂以及重晶石，所述固壁剂占所述钻井液体积的3‑5％，所述胶束剂占所述钻井液体积的2‑3％，所述键合剂占所述钻井液质量的20‑30％。

【技术特征摘要】
1.一种水基钻井液，其特征在于，所述钻井液包括如下组分：基浆、固壁剂、胶束剂、键合剂以及重晶石，所述固壁剂占所述钻井液体积的3-5％，所述胶束剂占所述钻井液体积的2-3％，所述键合剂占所述钻井液质量的20-30％。2.根据权利要求1所述的水基钻井液，其特征在于，所述基浆包括分散在水中的如下组分：膨润土、氢氧化钠、低粘聚阴离子纤维素、聚合物降滤失剂、褐煤树脂、磺化沥青、润滑剂和氯化钾；优选地，所述膨润土占所述钻井液质量的2-3％，所述氢氧化钠占所述钻井液质量的0.2-0.3％，所述低粘聚阴离子纤维素占所述钻井液质量的0.2-0.3％，所述聚合物降滤失剂占所述钻井液质量的2.5-3％，所述褐煤树脂占所述钻井液质量的2-3％，所述磺化沥青占所述钻井液质量的2-3％，所述润滑剂占所述钻井液体积的2-3％，所述氯化钾占所述钻井液体积的3-5％。3.根据权利要求1或2所述的水基钻井液，其特征在于，所述固壁剂为丙烯酸酯微乳液；优选地，所述胶束剂为聚醚高分子表面活性剂。4.根据权利要求2所述的水基钻井液，其特征在于，所述键合剂为聚醇醚接枝共聚物；优选地，所述聚合物降滤失剂为丙烯酸丙烯酰胺共聚物。5.根据权利要求2所述的水基钻井液，其特征在于，所述润滑剂为改性植物油酸酯。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的水基钻井液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将基浆、固壁剂和胶束剂混合，再加入键合剂搅拌；(2)将重晶石加入步骤(1)得到的混合物中，搅拌，得到所述水基钻井液。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡斌，张海山，黄召，崔应中，王荐，向兴金，何福耀，吴彬，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海石油中国有限公司上海分公司，荆州市汉科新技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11