微纳米封堵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钻井液领域，公开了一种微纳米封堵防塌钻井液及其制备方法和应用。所述钻井液含有水、膨润土、降滤失剂、防塌剂、纳米封堵剂和加重剂；所述防塌剂选自改性沥青、碳酸钙粉和纳米石蜡乳液中的一种或多种；所述碳酸钙粉为400目碳酸钙粉和1250目碳酸钙粉；所述纳米石蜡乳液的粒径中值D50为6.5μm；所述纳米封堵剂为表面改性纳米碳粉，且所述纳米封堵剂的平均粒径为30‑85nm。该钻井液应用于深井超深井断裂带碳酸盐岩破碎性地层钻井中，能够有效提高破碎地层的坍塌压力，高效封堵防塌。

Micro nano plugging drilling fluid and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
微纳米封堵防塌钻井液及其制备方法和应用
本专利技术涉及钻井液领域，具体涉及一种微纳米封堵防塌钻井液及其制备方法和应用。
技术介绍
在深井超深井断裂带碳酸盐岩破碎性地层钻井过程中，地层的非平衡性地应力被打破，常常会产生应力释放型裂缝。钻井液滤液侵入地层孔缝，会破坏地层岩石粘土矿物之间的有效胶结，导致微纳米孔缝进一步扩展连通，致使井壁坍塌压力降低。在钻进或上提下放的过程中，旋转的钻具难以避免地将会对井壁发生机械碰撞作用，导致井壁坍塌掉块，严重者将导致卡钻，影响钻进效率，极大地增加钻井成本。采用混油钻井液或油基钻井液虽然在一定程度上可以避免地层矿物的粘土水化，对井下地层岩石也具有优异的适应性，应用于深井超深井断裂带碳酸盐岩破碎地层钻进中时，可最大限度保持井壁稳定。然而，油基钻井液成本高昂，且废弃油基钻井液因其含有油类、重金属和有机物等污染物，已被列为国家危险废弃物，处理难度极大，严重限制了其大规模高效安全应用。采用常规的钻井液封堵剂由于粒径较大，配合膨润土、重晶石及其它钻井液处理剂难以形成粒径分布均匀的高效封堵防塌钻井液，难以形成渗透本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微纳米封堵防塌钻井液，其特征在于，所述钻井液含有水、膨润土、降滤失剂、防塌剂、纳米封堵剂和加重剂；/n其中，所述防塌剂选自改性沥青、碳酸钙粉和纳米石蜡乳液中的一种或多种；所述碳酸钙粉包括400目碳酸钙粉和1250目碳酸钙粉；所述纳米石蜡乳液的粒径中值D50为6.5μm；/n其中，所述纳米封堵剂为表面改性纳米碳粉，且所述纳米封堵剂的平均粒径为30-85nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种微纳米封堵防塌钻井液，其特征在于，所述钻井液含有水、膨润土、降滤失剂、防塌剂、纳米封堵剂和加重剂；
其中，所述防塌剂选自改性沥青、碳酸钙粉和纳米石蜡乳液中的一种或多种；所述碳酸钙粉包括400目碳酸钙粉和1250目碳酸钙粉；所述纳米石蜡乳液的粒径中值D50为6.5μm；
其中，所述纳米封堵剂为表面改性纳米碳粉，且所述纳米封堵剂的平均粒径为30-85nm。


2.根据权利要求1所述的钻井液，其中，以100重量份的水为基准，所述膨润土为1-10重量份，所述降滤失剂为1-20重量份，所述防塌剂为1-40重量份，所述纳米封堵剂为1-10重量份，所述加重剂为5-80重量份；
优选地，以100重量份的水为基准，所述改性沥青为1-10重量份，所述400目碳酸钙粉为1-10重量份，所述1250目碳酸钙粉为1-10重量份，所述纳米石蜡乳液为1-10重量份；
优选地，所述400目碳酸钙粉末和所述1250目碳酸钙粉末的重量比为1：(1-3)。


3.根据权利要求1或2所述的钻井液，其中，所述降滤失剂为褐煤树脂和/或低粘聚阴离子纤维素；优选地，所述加重剂为重晶石，以及所述加重剂的平均粒径为45-74μm；
优选地，以100重量份的水为基准，所述褐煤树脂为1-10重量份，所述低粘聚阴离子纤维素为1-10重量份。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的钻井液，其中，所述钻井液还含有碳酸钠；
优选地，以100重量份的水为基准，碳酸钠为0.05-0.5重量份；
优选地，所述钻井液的pH值为9-10。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的钻井液，其中，所述纳米封堵剂由以下方法制得：
(1)将纳米碳粉与硝酸进行加热回流反应后再进行冷却、离心分离、洗涤和过滤处理，得到样品S1；
(2)将所述样品S1与浓硝酸和浓硫酸混合进行第一超声后再进行离心分离和洗涤处...

【专利技术属性】
技术研发人员：白杨，李成，罗平亚，王平全，张昊，程焱，李国军，蒋官澄，刘敬平，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51