一种低摩阻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低摩阻水基钻井液及其制备方法，涉及油田化学技术领域。本发明专利技术提供的低摩阻水基钻井液，以质量份数计，包括以下制备原料：水：75～90份；聚磷酸盐水溶液：10～25份；碱度调节剂：0.1～2.0份；降滤失剂：1.0～4.0份；流变调节剂：0.1～0.6份；防塌封堵剂：1.0～3.5份；抑制剂：1.0～3.5份；重晶石：0

【技术实现步骤摘要】
一种低摩阻水基钻井液及其制备方法


[0001]本专利技术涉及油田化学
，具体涉及一种低摩阻水基钻井液及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着油气资源勘探开发的不断深入及降本增效的要求，采用大位移井及水平井是目前勘探开发的主要井型之一，为了增大采油面积及采油量，会尽量延伸大位移水平井的水平位移，但管柱的摩阻扭矩问题一直制约着大位移井的最大延伸范围。史建刚在其发表的“大位移钻井技术的现状与发展趋势”文章中指出，摩阻和扭矩是大位移井钻井工程问题的核心。
[0003]油基钻井液是大位移井、水平井等复杂井型常用的钻井液体系，油基钻井液具有极佳的润滑性能，能够有效的降低钻井过程的摩阻扭矩，对大位移井和水平井的水平延伸具有重要的意义，并且油基钻井液还具有更优的井壁稳定效果以及流变调控能力。但是，面临日益严峻的环境保护，油基钻井液的应用越来越受到限制，水基钻井液摩阻扭矩问题是制约水基钻井液在大位移井及水平井中应用的关键因素之一。
[0004]中国专利技术专利CN103952128A介绍了一种适用于大位移井、水平井的弱凝胶无固相水基钻井液，该体系具有较高的低剪切速率粘度，专利主要对体系抗温、流变、滤失量性能进行评价，未对钻井液体系的润滑性能给出评价数据。中国专利技术专利CN105754563A介绍了一种适用于大位移井的有机盐钻井液，泥饼粘滞系数降低率达66％，较常规有机盐体系的51％，提高了15％。但上述钻井液润滑性能只是简单评价其润滑效果略优于普通水基钻井液，无法和油基钻井液相媲美，所以不能从实质上解决水基钻井液应用于大位移井中制约水平延伸距离的问题。
[0005]中国专利技术专利CN111793477A介绍了一种水基钻井液，该钻井液是以一种改性表面活性剂为基液配制的水基钻井液，其润滑性能主要通过极压润滑仪测润滑系数表征，其润滑系数最低为0.059，抗磨达到10块。极压润滑仪是在150英寸
·
磅力作用5min时读数计算值，评价的是滑块与滑环之间金属面与面之间的摩擦，而在实际钻井过程中，可能出现金属点与点、点与面、面与面之间以及泥饼与金属之间的摩擦，该钻井液润滑效果评价手段较为单一，未能真实模拟井下摩擦环境。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种低摩阻水基钻井液及其制备方法，本专利技术提供的低摩阻水基钻井液具有与油基钻井液媲美的润滑性能，能够解决大位移井、水平井的摩阻和扭矩问题。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种低摩阻水基钻井液，以质量份数计，包括以下制备原料：
[0009]水：75～90份；
[0010]聚磷酸盐水溶液：10～25份；
[0011]碱度调节剂：0.1～2.0份；
[0012]降滤失剂：1.0～4.0份；
[0013]流变调节剂：0.1～0.6份；
[0014]防塌封堵剂：1.0～3.5份；
[0015]抑制剂：1.0～3.5份；
[0016]重晶石：0～100份。
[0017]优选地，所述聚磷酸盐水溶液的质量浓度为23～41％。
[0018]优选地，所述聚磷酸盐水溶液中聚磷酸盐为聚磷酸铵。
[0019]优选地，所述碱度调节剂包括氢氧化钠、碳酸钠和氢氧化钾中的一种或多种。
[0020]优选地，所述降滤失剂为改性淀粉。
[0021]优选地，所述流变调节剂包括黄原胶、温伦胶，刺槐豆胶、罗望子胶、魔芋胶、香豆胶、瓜尔豆胶和刺槐豆胶中的一种或多种。
[0022]优选地，所述防塌封堵剂包括腐殖酸钾、磺化褐煤树脂和磺化沥青的一种或多种。
[0023]优选地，所述抑制剂为聚胺。
[0024]优选地，所述重晶石的粒径为200～1000目。
[0025]本专利技术提供了上述技术方案所述低摩阻水基钻井液的制备方法，包括以下步骤：
[0026]将制备原料混合，得到低摩阻水基钻井液。
[0027]本专利技术提供了一种低摩阻水基钻井液，以质量份数计，包括以下制备原料：水：75～90份；聚磷酸盐水溶液：10～25份；碱度调节剂：0.1～2.0份；降滤失剂：1.0～4.0份；流变调节剂：0.1～0.6份；防塌封堵剂：1.0～3.5份；抑制剂：1.0～3.5份；重晶石：0
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100份。在本专利技术中，聚磷酸盐水溶液通过与金属离子(钻具表面)生成可溶性络合物，吸附于金属表面形成保护膜，能够完全隔离金属，从而实现减小摩擦、降低摩阻的目的；聚磷酸盐水溶液实现了干摩擦、边界摩擦向流体摩擦转化，能够大大降低摩阻。本专利技术提供的低摩阻水基钻井液摒弃常规水基钻井液通过添加油性或者水性润滑剂的技术思路，以一种具有超强润滑性的聚磷酸盐水溶液为基础制备，本专利技术提供的低摩阻水基钻井液具有与油基钻井液媲美的润滑性能，能够解决大位移井、水平井的摩阻和扭矩问题。
[0028]实施例结果表明，本专利技术提供的低摩阻水基钻井液可有效降低钻井液摩阻扭矩，极压摩阻系数低至0.0623，接近于油基钻井液的0.0560，同时具有比油基钻井液优异的抗磨性能；四球摩阻系数为0.0677，磨痕0.662mm，润滑性能接优于油基钻井液的0.0896，同时具有比油基钻井液优异的抗磨性能；泥饼粘滞系数低至0.0699。
[0029]另外，本专利技术提供的低摩阻水基钻井液适用温度范围为20～140℃，适用温度范围广，适宜产业推广应用。
附图说明
[0030]图1为实施例1的磨痕图；
[0031]图2为实施例2的磨痕图；
[0032]图3为实施例3的磨痕图；
[0033]图4为对比例1的磨痕图；
[0034]图5为对比例2的磨痕图；
[0035]图6为对比例3的磨痕图；
[0036]图7为实施例3以及对比例1～3钻井液的摩阻系数随时间变化曲线对比图。
具体实施方式
[0037]本专利技术提供了一种低摩阻水基钻井液，以质量份数计，包括以下制备原料：
[0038]水：75～90份；
[0039]聚磷酸盐水溶液：10～25份；
[0040]碱度调节剂：0.1～2.0份；
[0041]降滤失剂：1.0～4.0份；
[0042]流变调节剂：0.1～0.6份；
[0043]防塌封堵剂：1.0～3.5份；
[0044]抑制剂：1.0～3.5份；
[0045]重晶石：0～100份。
[0046]以质量份数计，本专利技术提供的低摩阻水基钻井液的制备原料包括水75～90份，优选为80～85份。在本专利技术中，所述水优选为淡水。
[0047]以所述水的重量份数计，本专利技术提供的低摩阻水基钻井液的制备原料包括聚磷酸盐水溶液10～25份，优选为15～20份。在本专利技术中，所述水和聚磷酸盐水溶液的质量份数之和优选为100份。
[0048]在本专利技术中，所述聚磷酸盐水溶液的质量浓度优选为23～41％，更优选为28.6～37.5％本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低摩阻水基钻井液，其特征在于，以质量份数计，包括以下制备原料：水：75～90份；聚磷酸盐水溶液：10～25份；碱度调节剂：0.1～2.0份；降滤失剂：1.0～4.0份；流变调节剂：0.1～0.6份；防塌封堵剂：1.0～3.5份；抑制剂：1.0～3.5份；重晶石：0～100份。2.根据权利要求1所述的低摩阻水基钻井液，其特征在于，所述聚磷酸盐水溶液的质量浓度为23～41％。3.根据权利要求1或2所述的低摩阻水基钻井液，其特征在于，所述聚磷酸盐水溶液中聚磷酸盐为聚磷酸铵。4.根据权利要求1所述的低摩阻水基钻井液，其特征在于，所述碱度调节剂包括氢氧化钠、碳酸钠和氢氧化钾中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许明标，由福昌，周姗姗，韩银府，赵春艳，
申请(专利权)人：荆州嘉华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：