一种钻井用多功能液体、页岩气用钻井流体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种钻井用多功能液体、页岩气用钻井流体及其制备方法和应用，涉及油田化学技术领域。本发明专利技术提供的钻井用多功能液体，以质量份数计，包括以下制备原料：丝氨酸：10～30份；赖氨酸

【技术实现步骤摘要】
一种钻井用多功能液体、页岩气用钻井流体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及油田化学
，具体涉及一种钻井用多功能液体、页岩气用钻井流体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]页岩气作为一种重要的非常规天然气资源，近年来在我国油气资源勘探中占据举足轻重的地位。我国页岩气勘探工作主要集中在四川盆地及其周缘、鄂尔多斯盆地和西北地区主要盆地。页岩结构致密，为了更有效开采油气资源，水平井是页岩气开发最佳的选择，水平井是一种增大泄油面积的一种钻井和完井方式，是沿着储层方向钻进一段长度和孔径的井眼，从而增加储层的泄油面积，提高产量，最大限度的开发单个油田，减少新钻井的比例，从而减少投资。随着技术的不断进步，水平位移越来越长，对于水平井用钻井液体系的润滑性要求也越来越高。由于我国页岩脆性矿物含量高，均达到40％以上，在人工压裂等外力作用下易形成天然裂缝及诱导裂缝，我国页岩均具有较好的脆性特征，岩心发育较多的裂缝系统，且具有一定的化学活性，在水平井钻井过程中常出现井壁失稳等复杂事故，增加钻井时间及成本。
[0003]油基钻井液在水平井应用过程中，具有极好的润滑性能，可有效降低钻井过程中摩阻扭矩，同时可有效保证井壁稳定且具有较好的流变控制能力。但是，面临日益严峻的环境保护问题，油基钻井液的应用越来越受到限制。常见水基钻井液虽然可以解决油基钻井液的环境污染问题，但水基钻井液的摩阻扭矩大、井壁稳定效果差的问题，在水平井中应用时尤其突出，制约着其在页岩气水平井中的应用。
[0004]中国专利CN202010528243.8公开了一种水基钻井液，该钻井液是一种大位移井用水基钻井液，能够解决大位移井润滑问题，但没有评价该水基钻井液对井壁稳定性能的影响，尤其是水平井井壁稳定问题。而水平井润滑及井壁稳定问题是页岩气水平井需要解决的关键问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种钻井用多功能液体、页岩气用钻井流体及其制备方法和应用，本专利技术提供的钻井用多功能液体能够有效改善钻井液的润滑性能，以该多功能液体为原料制备的钻井流体能够有效解决页岩气水平井井壁失稳问题。
[0006]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：
[0007]本专利技术提供了一种钻井用多功能液体，以质量份数计，包括以下制备原料：
[0008]丝氨酸：10～30份；
[0009]赖氨酸
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甘氨酸共聚物：60～90份；
[0010]苏氨酸：5～20份；
[0011]天冬氨酸：10～20份；
[0012]水：10～40份。
[0013]本专利技术提供了一种页岩气用钻井流体，以质量份数计，包括以下制备原料：
[0014]水：65～90份；
[0015]多功能液体：10～35份；
[0016]碱度调节剂：0.1～2.0份；
[0017]包被剂：0.1～1.0份；
[0018]降滤失剂：1.0～4.0份；
[0019]流变调节剂：0.1～0.7份；
[0020]防塌封堵剂：1.0～3.0份；
[0021]重晶石：0～100份；
[0022]所述多功能液体为上述技术方案所述的钻井用多功能液体。
[0023]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。
[0024]优选地，所述包被剂为聚丙烯酰胺。
[0025]优选地，所述降滤失剂为天然淀粉或改性淀粉。
[0026]优选地，所述流变调节剂包括黄原胶、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。
[0027]优选地，所述防塌封堵剂包括硝基腐殖酸钾、天然树脂和氧化沥青中的一种或多种。
[0028]优选地，所述重晶石的粒径为200～1000目。
[0029]本专利技术提供了上述技术方案所述页岩气用钻井流体的制备方法，包括以下步骤：
[0030]将制备原料混合，得到页岩气用钻井流体。
[0031]本专利技术提供了上述技术方案所述页岩气用钻井流体或上述技术方案所述制备方法制备得到的页岩气用钻井流体在页岩气水平井中的应用。
[0032]本专利技术提供了一种钻井用多功能液体，以质量份数计，包括以下制备原料：丝氨酸：10～30份；赖氨酸
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甘氨酸共聚物：60～90份；苏氨酸：5～20份；天冬氨酸：10～20份；水：10～40份。在本专利技术中，赖氨酸
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甘氨酸共聚物中聚甘氨酸链段具有较强的疏水性，聚赖氨酸链段侧链上大量氨基存在使其具有亲水性，从而使多功能液体具有两亲性纳米性质，在钻井液中，该多功能液体在水溶液中通过氢键吸附在黏土颗粒表面，使黏土颗粒表面的负电荷呈正价，水化层加厚，提高了黏土颗粒的聚结稳定性，使黏土颗粒保持较小的粒度并有合理的粒度大小分布，从而产生薄而韧、结构致密的优质滤饼，降低滤失量。多功能液体中带正电的氨基酸迅速控制最活跃水化点，并牢牢固定在黏土颗粒表面，防止黏土颗粒表面水化和渗透水化，同时疏水段协助抑制水化，降低滤液进入地层产生的水化应力，降低地层孔隙压力升高程度，同时多功能液体中的纳米颗粒能够有效封堵地层微裂缝，进一步阻止滤液侵入地层，降低地层因滤液侵入导致的含水量升高程度，从而抑制岩石强度降低程度，起到有效稳定井壁作用。
[0033]本专利技术提供的钻井用多功能液体同时具有润滑、降滤失和抑制三种功能；除可有效改善钻井液润滑性能外，对钻井液体系的降滤失及抑制性能均有一定改善作用，以该多功能液体为原料制备的钻井流体能够有效解决页岩气水平井井壁失稳问题。
[0034]本专利技术提供了一种页岩气用钻井流体，以质量份数计，包括以下制备原料：水：65
～90份；多功能液体：10～35份；碱度调节剂：0.1～2.0份；包被剂：0.1～1.0份；降滤失剂：1.0～4.0份；流变调节剂：0.1～0.7份；防塌封堵剂：1.0～3.0份；重晶石：0～100份；所述多功能液体为上述技术方案所述的钻井用多功能液体。本专利技术提供的页岩气用钻井流体属于钻井液，在满足环保需求的同时，解决了常规水基钻井液体系在页岩气水平井应用过程中润滑性不足、井壁稳定效果差的问题。在本专利技术中，碱度调节剂能够调节体系的pH值，协助改善防塌封堵剂等原料发挥作用；包被剂能够抑制泥页岩水化膨胀和分散；降滤失剂能够降低钻井液滤失量，减小因滤液侵入地层引起的泥页岩水化膨胀，井壁失稳等问题；防塌封堵剂能够维持钻井液性能稳定，保证井壁稳定；重晶石能够提高钻井液密度，平衡地层压力；所述钻井用多功能液体能够有效改善水基钻井液润滑性能，对钻井液体系的降滤失及抑制性能均有一定改善作用，复配其他原料可有效解决页岩气水平井井壁失稳问题。
[0035]实施例结果表明，本专利技术提供的页岩气用钻井流体具有堪比油基钻井液的润滑性，所述多功能液体加量为35重量份时，其润滑系数低至0.060，接近于油基钻井液的0.056，同时具有优于油基钻井液的抗磨性能；本专利技术提供的页岩气用钻井流体，与聚合物氯化钾本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井用多功能液体，其特征在于，以质量份数计，包括以下制备原料：丝氨酸：10～30份；赖氨酸
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甘氨酸共聚物：60～90份；苏氨酸：5～20份；天冬氨酸：10～20份；水：10～40份。2.一种页岩气用钻井流体，其特征在于，以质量份数计，包括以下制备原料：水：65～90份；多功能液体：10～35份；碱度调节剂：0.1～2.0份；包被剂：0.1～1.0份；降滤失剂：1.0～4.0份；流变调节剂：0.1～0.7份；防塌封堵剂：1.0～3.0份；重晶石：0～100份；所述多功能液体为权利要求1所述的钻井用多功能液体。3.根据权利要求2所述的页岩气用钻井流体，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。4.根据权利要求2所述的页岩气用钻井流体，其特征...

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