【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水基钻井液及其制备方法与水平井钻井施工方法，属于油气开采，更进一步属于油气开采过程所使用的钻井液。
技术介绍
1、随着页岩气水平井的大规模建设，油基钻井液的应用越来越广泛。与传统的水基钻井液相比，油基钻井液因其良好的抑制性能、润滑性能、流变性能在页岩气钻探中得以广泛应用。但油基钻井液普遍存在环保风险大，油基钻屑处理复杂，油基钻井液使用成本高的问题。与油基钻井液相比，水基钻井液具有污染小、成本低等优点。近年来，页岩气水平井越来越深，深层页岩气资源受到人们的关注。
2、通常将垂深3500m以下的页岩气水平井称为深层页岩气水平井。与常规的页岩气水平井相比，深层页岩气水平井对钻井液的要求更高，关键之处是需要确保井壁稳定、润滑、防卡和防漏堵漏。
3、与油基钻井液相比，水基钻井液的防塌性能较弱。将水基钻井液应用在页岩气水平井，必须大幅度增强水基钻井液的防塌性能。对于水基钻井液，保证井壁稳定性的关键是提供良好的封堵能力。根据以往页岩气水平井钻井实践的结果，常规的封堵剂(如沥青类封堵剂)的粒径较大，远远大于泥页岩孔径，难以封堵微孔隙、微裂缝，从而导致滤液进入地层，造成井壁失稳。泥页岩微裂缝发育同时存在若干高角度缝，在应力作用下更容易导致井壁失稳。因此，井壁垮塌问题是深层页岩气水平井钻井液所需要解决的首要难题。
4、以往在页岩气水平井施工过程中出现井壁失稳的问题时，通常首先采用提高钻井液密度的方法加以解决，但是较高密度的钻井液流体更容易侵入地层微孔隙、微裂缝，从而加速地层次生微裂缝的生成，导致
5、综上，目前页岩气水平井施工过程中主要存在以下几个问题，需要加以克服：
6、1、常用封堵剂尺寸较大，而页岩孔隙多为纳米级别，以往常规的封堵剂的粒径较大，远远大于页岩孔径，难以封堵微孔隙、微裂缝，从而导致滤液进入地层，造成井壁失稳。
7、2、以往采用单纯提高钻井液密度的方法解决页岩气水平井施工过程中出现的井壁失稳的问题，但是较高密度的钻井液流体更容易侵入地层微孔隙、微裂缝，从而加速地层次生微裂缝的生成，导致井壁剥落坍塌。
8、3、深层页岩微裂缝发育，往往既有纳米级别，也有微米级别，水平井施工中这两类微裂缝都能遇到，若单纯采用纳米封堵剂，微米级别的微裂缝难以有效封堵，导致井壁垮塌。
9、4、深层页岩气水平井拥有比常规页岩气水平井更大的井深，导致摩阻大，钻进时扭矩大。目前常规使用的固体润滑剂虽成本低，但润滑效果不理想，液体润滑剂往往效果更好，但是作用时间短。因此单一类型的润滑剂难以满足润滑减阻要求。
10、5、深层页岩较常规页岩更容易水化分散，吸水膨胀，引起井下复杂。
11、6、深层页岩气水平井多采用旋转导向工具进行定向，存在旋转导向工具内环空间隙小，钻具与井壁环空间隙小，井漏时常规堵漏材料难以通过上述间隙，井漏难以处理。通常需要先起钻甩掉旋转导向工具，然后下钻进行承压堵漏。但是该操作处理时间长，效率低。深层页岩地层会因井漏导致钻井液液柱压力降低而垮塌。
12、因此，提供一种新型的水基钻井液及其制备方法与水平井钻井施工方法，以使所述水基钻井液具有良好的封堵性能、润滑性能、抑制性能，同时对于深层页岩井漏具有良好的防漏堵漏效果，满足深层页岩气水平井、页岩油水平井、碳质泥岩水平井、煤系地层水平井、破碎带、复杂断裂带等地层对水基钻井液的封堵防塌性能的高要求已经成为本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对深层页岩气等水平井钻井中经常遇到的井塌、井漏以及所使用的钻井液的润滑性欠佳、抑制性不足等问题，本专利技术的一个目的在于提供一种水基钻井液。
2、本专利技术的另一个目的还在于提供以上所述水基钻井液的制备方法。
3、本专利技术的又一个目的还在于提供一种水平井钻井施工方法，其使用以上所述的水基钻井液。
4、为了实现以上目的，一方面，本专利技术提供了一种水基钻井液，其中，以配制所述水基钻井液时所用清水的总重量为100％计，所述水基钻井液包含：
5、1.0-3.0％的屏蔽暂堵剂、2.0-3.0％的惰性颗粒封堵剂、1.0-5.0％的可变形聚合物封堵剂、1.0-3.0％的有机胺类抑制防塌剂、2.0-5.0％的固体润滑剂、3.0-5.0％的液体润滑剂、1.0-3.0％的防泥包清洁剂、10-25％的无机盐和有机盐、0.1-0.5％的碱类物质、1.0-4.0％的降滤失剂、0.2-0.5％的流型调节剂、加重剂以及清水。
6、作为本专利技术以上所述水基钻井液的一具体实施方式，其中，所述水基钻井液还包含堵漏剂。
7、本专利技术中，当发生井漏后需要向所述水基钻井液中加入堵漏剂。
8、作为本专利技术以上所述水基钻井液的一具体实施方式，其中，以配制所述水基钻井液时所用清水的总重量为100％计，所述堵漏剂包含：
9、无渗透处理剂：1.0-3.0％，井壁成膜剂1.0-2.0％，超细碳酸钙：1.0-2.0％，石墨粉：1.0-2.0％，云母粉：1.0-2.0％，单向压力封闭剂：1.0-2.0％，改性高分子纤维：0.05-0.1％，可变形聚合物封堵剂：0.5-1.5％。
10、作为本专利技术以上所述水基钻井液的一具体实施方式，其中，所述超细碳酸钙的目数为1250目。
11、作为本专利技术以上所述水基钻井液的一具体实施方式，其中，所述无渗透处理剂包括主要成分为植物类纤维的粉末等。在本专利技术的一些实施例中，所述无渗透处理剂例如可为无渗透处理剂g362，其生产厂家为西安川秦石油科技有限公司。
12、其中，本专利技术所使用的无渗透处理剂用于在深层页岩气等水平井钻井过程中防漏堵漏，从而可有效降低水基钻井液的消耗量。
13、在本专利技术的一些实施例中，所述可变形聚合物封堵剂可为钻井液用微交联纳米可变形聚合物封堵剂g308，其生产厂家为西安川秦石油科技有限公司；所述井壁成膜剂可为荆州学成有限公司生产的型号为df-nin的井壁成膜剂，所述石墨粉为河南金马有限公司生产的型号为sh-2的石墨粉，所述单向压力封闭剂为西安天正有限公司生产的型号为df-a的单向压力封闭剂，所述改性高分子纤维为西安川秦石油科技有限公司生产的型号为cq-scf的改性高分子纤维。
14、本专利技术中所使用的堵漏剂为可通过旋转导向工具的堵漏剂配方。其中，堵漏剂中包含的改性高分子纤维和可变形聚合物封堵剂可以显著提高所述水基钻井液的堵漏效果。
15、作为本专利技术以上所述水基钻井液的一具体实施方式，其中，所述屏蔽暂堵剂为微米级屏蔽暂堵剂，其尺寸为1-8μm；
16、所述惰性颗粒封堵剂为纳米级惰性颗粒封堵剂，其尺寸为10-300nm；
17、所述可变形聚合物封本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水基钻井液，其特征在于，以配制所述水基钻井液时所用清水的总重量为100％计，所述水基钻井液包含：
2.根据权利要求1所述的水基钻井液，其特征在于，所述水基钻井液还包含堵漏剂。
3.根据权利要求2所述的水基钻井液，其特征在于，以配制所述水基钻井液时所用清水的总重量为100％计，所述堵漏剂包含：
4.根据权利要求3所述的水基钻井液，其特征在于，所述无渗透处理剂包括主要成分为植物类纤维的粉末。
5.根据权利要求1-4任一项所述的水基钻井液，其特征在于，所述屏蔽暂堵剂为微米级屏蔽暂堵剂，其尺寸为1-8μm；
6.根据权利要求1-4任一项所述的水基钻井液，其特征在于，所述屏蔽暂堵剂包括钻井液用屏蔽暂堵剂G325，所述惰性颗粒封堵剂包括钻井液用封堵剂G314，所述可变形聚合物封堵剂包括钻井液用微交联纳米可变形聚合物封堵剂G308。
7.根据权利要求1-4任一项所述的水基钻井液，其特征在于，所述有机胺类抑制防塌剂包括聚醚二胺、聚胺酸、多羟基烷基铵盐及己二胺中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求1-4任
9.根据权利要求1-4任一项所述的水基钻井液，其特征在于，所述防泥包清洁剂包括钻井液用防泥包清洁剂G383。
10.根据权利要求1-4任一项所述的水基钻井液，其特征在于，所述无机盐包括氯化钾、氯化钠、硝酸钾中的一种或几种的组合，所述有机盐包括乙酸钠、甲酸钠及甲酸钾中的一种或几种的组合。
11.根据权利要求1-4任一项所述的水基钻井液，其特征在于，所述碱类物质包括氢氧化钠和/或氢氧化钾。
12.根据权利要求1-4任一项所述的水基钻井液，其特征在于，所述降滤失剂包括钻井液用抗高温微纳米降滤失剂G352。
13.根据权利要求1-4任一项所述的水基钻井液，其特征在于，所述流型调节剂包括黄原胶、田菁胶、瓜胶、羟丙基瓜胶、羟丙基田菁胶、羧甲基瓜胶及羧甲基田菁胶中的一种或者几种的组合。
14.根据权利要求1-4任一项所述的水基钻井液，其特征在于，所述加重剂的用量根据所述水基钻井液的目标密度确定，其中，所述加重剂包括重晶石、铁矿粉及石灰石中的一种或者几种的组合。
15.权利要求1-14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：
16.一种水平井钻井施工方法，其特征在于，所述水平井钻井施工方法使用权利要求1-14任一项所述的水基钻井液。
17.根据权利要求16所述的水平井钻井施工方法，其特征在于，所述水平井包括深层页岩气水平井、页岩油水平井、碳质泥岩水平井、煤系地层水平井、破碎带水平井或者复杂断裂带水平井。
...【技术特征摘要】
1.一种水基钻井液，其特征在于，以配制所述水基钻井液时所用清水的总重量为100％计，所述水基钻井液包含：
2.根据权利要求1所述的水基钻井液，其特征在于，所述水基钻井液还包含堵漏剂。
3.根据权利要求2所述的水基钻井液，其特征在于，以配制所述水基钻井液时所用清水的总重量为100％计，所述堵漏剂包含：
4.根据权利要求3所述的水基钻井液，其特征在于，所述无渗透处理剂包括主要成分为植物类纤维的粉末。
5.根据权利要求1-4任一项所述的水基钻井液，其特征在于，所述屏蔽暂堵剂为微米级屏蔽暂堵剂，其尺寸为1-8μm；
6.根据权利要求1-4任一项所述的水基钻井液，其特征在于，所述屏蔽暂堵剂包括钻井液用屏蔽暂堵剂g325，所述惰性颗粒封堵剂包括钻井液用封堵剂g314，所述可变形聚合物封堵剂包括钻井液用微交联纳米可变形聚合物封堵剂g308。
7.根据权利要求1-4任一项所述的水基钻井液，其特征在于，所述有机胺类抑制防塌剂包括聚醚二胺、聚胺酸、多羟基烷基铵盐及己二胺中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求1-4任一项所述的水基钻井液，其特征在于，所述固体润滑剂包括石墨粉及弹性石墨中的一种或两种的组合，所述液体润滑剂包括化学改性的植物油及聚合醇中的一种或者几种的组合。
9.根据权利要求1-4任一项所述的水基钻井液，其特征在于，所述防泥包清洁剂包括钻井...
【专利技术属性】
技术研发人员：王京光，张小平，丁磊，赵海锋，曲波，寄晓宁，贾俊，王国庆，陈磊，赵向阳，董宏伟，刘伟，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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