一种高能微泡钻井液及配制方法技术

本发明专利技术公开了一种高能微泡钻井液及配制方法，所述钻井液以清水为基液，在基液中加入重量百分比为1%～2%的层剂、0.5%～1%的膨剂、0.3%～0.5%的核剂、0.3%～0.6%的膜剂，本发明专利技术还提供了高能微泡钻井液的配制方法，其实施步骤如下：在清水中依次加入层剂、膨剂、核剂、膜剂，并在加入过程中不断高速搅拌，每加入一种处理剂用无级变频高速搅拌器在6000 r/min下搅拌20 min。该钻井液在封堵能力、抗温承压稳定性、润滑性能、流变性能、稳定井壁、清洁井眼、提高机械钻速等方面较可循环泡沫钻井液、微泡钻井液有了较大的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种高能微泡钻井液及配制方法
本专利技术涉及石油勘探钻井中使用的钻井液，特别涉及一种高能微泡钻井液，属于钻井液

技术介绍
泡沫类钻井液具有携岩携水能力强、钻时快、成本低等优点，目前在石油开采领域已得到广泛的应用，但其仍存在一些问题：增加设备成本，稳定性差，摩阻系数高等。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术问题，提供一种不需要附加设备，抗温承压稳定性好，密度可调，高效防漏堵漏，高效润滑减阻的高能微泡钻井液及配置方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种高能微泡钻井液由层剂、膨剂、核剂、膜剂及水组成，所述钻井液以清水为基液，各组分占基液重量百分比为：层剂1%～2%、膨剂0.5%～1%、核剂0.3%～0.5%、膜剂0.3%～0.6%。一种高能微泡钻井液配制方法，其实施步骤如下：在清水中依次加入层剂、膨剂、核剂、膜剂，并在加入过程中不断高速搅拌，每加入一种处理剂用无级变频高速搅拌器在55---6500r/min下搅拌15-25min。本专利技术技术方案中，所述层剂由羟乙基淀粉与聚阴离子纤维素配制而成，其中羟乙基淀粉与聚阴离子纤维素在配制时的质量比为1～2：1。所述层剂可在微泡结构的气核外形成包裹气核的膜层。本专利技术技术方案中，所述膨剂由黄原胶与防腐剂配制而成，其中黄原胶与防腐剂在配制时的质量比为4～5：1。所述膨剂使微泡稳定存在于体系中，防止钻井液体系分层等不稳定情况发生，同时起到调节钻井液流型的作用。本专利技术技术方案中，所述核剂以发泡剂偶氮二甲酰胺和稳泡剂十二烷基二甲基氧化胺作为溶质或溶剂，以纳米碳酸钙为载体，利用浸渍法制备出的一种新型复合发泡剂，其中偶氮二甲酰胺与十二烷基二甲基氧化胺的质量配比为4～5：1。所述核剂具有良好的起泡能力，生成的泡沫细小均匀，且半衰期长。本专利技术技术方案中，所述膜剂由乙醇、月桂醇与十二烷基磷酸酯配制而成，其中乙醇、月桂醇与十二烷基磷酸酯在配制时的质量比为1：1：2～3。所述膜剂能够形成微泡结构的膜与层，紧密包裹气核，阻止气核逸出。本专利技术与现有技术相比，具有以下优势：能够在超低压、易漏、高温、深井和水敏性强地层应用，具有密度可调、抗温承压能力强、清洁井眼能力强、润滑性能好、稳定性好，高效防漏堵漏、对地层损害小、提高钻速等优点。随着钻井朝着复杂地层及特殊能源勘探方向发展，该技术将可广泛的应用于复杂地层（如胜利东部页岩地层、西部、四川等区域）施工，产生巨大的社会经济效益。附图说明图1常温下高能微泡钻井液；图2高能微泡钻井液侵入深度对比图。具体实施方式下面通过具体实施例进一步详细说明本专利技术的高能微泡钻井液的特点。实施例1层剂由羟乙基淀粉与聚阴离子纤维素按质量比为1：1混合搅拌均匀制得。膨剂由黄原胶与防腐剂按质量比5：1混合搅拌均匀制得。核剂以发泡剂质量配比为4：1偶氮二甲酰胺和稳泡剂十二烷基二甲基氧化胺作为溶质或溶剂，以纳米碳酸钙为载体，利用浸渍法制得。膜剂由乙醇、月桂醇与十二烷基磷酸酯按质量比为1：1：3混合搅拌均匀制得。在清水中依次加入重量百分比为1.5%的层剂、1的%膨剂、0.5%的核剂、0.6%的膜剂，并在加入过程中不断高速搅拌，每加入一种处理剂用无级变频高速搅拌器在5500r/min下搅拌25min，配制出高能微泡钻井液，标记为1＃测试基液。实施例2层剂、膨剂、核剂和膜剂的制备方法参考实施例一。在清水中依次加入重量百分比为2%的层剂、1%的膨剂、0.4%的核剂、0.6%的膜剂，并在加入过程中不断高速搅拌，每加入一种处理剂用无级变频高速搅拌器在6500r/min下搅拌15min，配制出高能微泡钻井液，标记为2＃测试基液。实施例3层剂、膨剂、核剂和膜剂的制备方法参考实施例一。在清水中依次加入重量百分比为2%的层剂、1%的膨剂、0.3%的核剂、0.6%的膜剂，并在加入过程中不断高速搅拌，每加入一种处理剂用无级变频高速搅拌器在6000r/min下搅拌20min，配制出高能微泡钻井液，标记为3＃测试基液。对实施例1、2和3的1＃、2＃和3＃高能微泡钻井液的性能进行测试：1、流变性评价室温下，测定1＃、2＃和3＃高能微泡钻井液的流变参数，如表1所示：表1一种高能微泡钻井液流变性能由表1可见，高能微泡钻井液动塑比可以接近1.0Pa·(mPa·s–1)，剪切稀释性更强，更有利于水力破岩与悬浮携带岩屑。2、稳定性评价为了评价高能微泡钻井液在常温下的稳定性，将1＃测试基液在常温下放置15天，对其拍照，见图1，并分别对其流变性能和密度进行测定，见表2。表2高能微泡钻井液常温放置前后的性能变化由图1看出，常温放置15天后，微泡能量逐渐释放，粒径变大，微泡密实性变差，但是微泡依旧非常均匀、稳定。由表2看出，放置15天后微泡性能变化在接受范围之内。3、抗温性能评价为了研究高能微泡钻井液体系的抗温性能，在80℃下对1＃测试基液的高能微泡钻井液进行16h的抗温实验，结果见表3。表3高能微泡钻井液高温老化前后的性能变化从表中可以看出，高能微泡钻井液在80℃条件下老化16h以及老化后放置1d，密度、流变性能的变化范围可以接受，说明高能微泡钻井液具有较好的高温稳定性，能满足大部分现场施工需要。4、抑制性能评价复杂井钻井施工要求钻井液体系具有强抑制性和防塌性。下面从回收率和页岩膨胀两方面对1＃测试基液的抑制能力进行评价（见表4）。表4岩屑回收率、页岩膨胀实验结果序号试验液岩屑回收率/%相对膨胀率/%1水40.81002无固相钻井液56.058.23高能微泡钻井液80.930.8实验结果表明：高能微泡钻井液具有较高的页岩回收率和较低的页岩膨胀率，表明其具有良好的抑制页岩膨胀作用，有利于井壁的长期稳定。5、封堵性能评价填砂封堵实验：用实施例1、2和3的1＃、2＃和3＃高能微泡钻井液，分别封堵80～100目、40～60目、20～40目的砂床。加驱压模拟液柱压力，将压力缓慢调至0.69MPa，保持30min，测量砂床最大侵入深度；继续缓慢加压至3MPa，稳定20min，均无漏失。将测得润湿长度做成对比图，如图2，可以看出，同密度钻井液，漏失通道越大，封堵需要的高能微泡数量越多，侵入体积越大。不同密度钻井液遇同一范围数目的填砂时，密度增大，气泡密集度减小，侵入体积越大。从以上实验结果可以看出，本专利技术实施例1～3的高能微泡钻井液的各项性能指标均达到要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高能微泡钻井液，其特征是：由层剂、膨剂、核剂、膜剂及水组成；所述钻井液以清水为基液，各组分占基液重量百分比为：层剂1%～2%、膨剂0.5%～1%、核剂0.3%～0.5%、膜剂0.3%～0.6%。

【技术特征摘要】
1.一种高能微泡钻井液，其特征是：由层剂、膨剂、核剂、膜剂及水组成；所述钻井液以清水为基液，各组分占基液重量百分比为：层剂1%～2%、膨剂0.5%～1%、核剂0.3%～0.5%、膜剂0.3%～0.6%。2.根据权利要求1所述的高能微泡钻井液，其特征是：所述层剂由羟乙基淀粉与聚阴离子纤维素配制而成，其中羟乙基淀粉与聚阴离子纤维素在配制时的质量比为1～2：1。3.根据权利要求1或2所述的高能微泡钻井液，其特征是：所述膨剂由黄原胶与防腐剂配制而成，其中黄原胶与防腐剂在配制时的质量比为4～5：1。4.根据权利要求3所述的高能微泡钻井液，其特征是：所述核剂以发泡...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜凡康，李公让，刘振东，张斌，周守菊，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化胜利石油工程有限公司，中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11