一种高效封堵油基钻井液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效封堵油基钻井液及其制备方法，该钻井液由以下质量份数的原料组成：配浆油70～80份、配浆水20～30份、主乳化剂2.5～3.0份、辅乳化剂1.5～2.0份、润湿剂2.0～2.5份、流型调节剂2.0～2.5份、降滤失剂2.5～3.0份、碱度调节剂1.5～2.0份、提切剂0.5～0.8份、封堵材料7～9份，加入加重材料使钻井液密度达到1.45～1.56g/cm3。本发明专利技术的高效封堵油基钻井液，利用钻井正压差，在井壁表面和近井壁处快速架桥、充填、成膜封堵地层裂缝，有效的阻止钻井液及其滤液向微裂缝中渗透，提高地层承压能力，表现出良好的封堵效果，有利于井壁稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油工程钻井液
，具体涉及一种高效封堵油基钻井液，同时还涉及一种该钻井液的制备方法。
技术介绍
随着世界各国对能源需求的不断增长，能源压力日益增大，而页岩油气在全球分布广泛，页岩气的开采已成为全球资源开发的一个热点。通常采用水平井开发，然而页岩气地层具有以下共性岩性以泥页岩为主，粘土矿物含量高，易水化膨胀，引起坍塌压力增高；地层层理、微裂隙和裂缝发育，如果不能有效封堵裂缝，提高钻井液密度反而会增大坍塌压力，引起页岩更剧烈地坍塌；岩屑弱-中等膨胀，不分散，易井壁掉块。水化膨胀和裂缝引起的坍塌，不但浪费大量的时间和资金，还会延误勘探、开发周期。因此，对于层理、裂隙发育的页岩地层钻井，为防止井壁坍塌，要求钻井液具有强的封堵性，高效封堵地层层理、裂隙，阻止钻井液及其滤液进入地层，达到提高地层承压能力、稳定井壁、防止井漏、保护油气层的目的。 油基钻井液具有页岩抑制性强、润滑性好、抗高温、抗污染能力强以及储层保护性能好等优点，是钻高难度井的优先选择。目前油基钻井液技术相对较落后，且认为油基钻井液抑制泥页岩水化膨胀、垮塌能力强，只注重提高其乳化稳定性，而不注重对微裂缝的封堵，继而出现用油基钻井液钻井也发生井壁坍塌问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效封堵油基钻井液，快速有效的封堵破碎页岩地层的裂缝，防止应力塌陷压力突变，解决页岩地层井壁坍塌的问题。本专利技术的第二个目的是提供一种高效封堵油基钻井液的制备方法。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是一种高效封堵油基钻井液，由以下重量份数的原料组成E漀油70 80 mrtd浆水20 30份乳化拥2.5 :.5,<)份辅乳化剂L 5 2.0份润剂2. O 2. 5份流型调节剂2. O 2. 5份降滤失剂2. 5 3. O份誠度調节剂1. 5 2.()份提切剂0. 5-0. 8份 封诸!!料7 9份加入加重材料使钻井液密度达到1. 45 1. 56g/cm3。所述配浆油为3号白油、5号白油中的任意一种或组合；所述配浆水为质量分数为28%的CaCl2溶液；所述加重材料为重晶石、碳酸钡、石灰石中的任意一种或组合。 所述主乳化剂为烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐、蓖麻油聚氧乙烯醚磷酸酯中的任意一种或组合；所述辅乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的任意一种或组合；所述润湿剂为卵磷脂、咪唑啉两性表面活性剂中的任意一种或组合。所述流型调节剂为有机土、氧化浙青中的任意一种或组合；所述提切剂为黄原胶、酚醛树脂中的任意一 种或组合。所述降滤失剂为氧化浙青、改性浙青、腐植酸中的任意一种或组合；所述碱度调节剂为氧化钙或氢氧化钙。所述封堵材料的优选方案为树脂类封堵剂2份浙青类乳化封堵剂3 5份纳米封堵剂2份。所述的树脂类封堵剂为磺化酚醛树脂、褐煤树脂中的任意一种或混合物。所述的浙青类乳化封堵剂为水分散乳化浙青。所述纳米封堵剂为纳米级碳酸钙。一种高效封堵油基钻井液的制备方法，包括下列步骤I)按重量份数取配浆油，在12000rpm的搅拌下，依次加入主乳化剂、辅乳化剂和配浆水，测油包水乳化液的破乳电压，检查乳化稳定性，符合破乳电压> 400V ；2)依次加入润湿剂、流型调节剂、降滤失剂、碱性调节剂、提切剂，充分搅拌混合均匀，再加入封堵材料，充分搅拌至分散均匀；3)按钻井液的密度要求，加入加重材料使钻井液密度达到1. 45 1. 56g/cm3,即得所述高效封堵油基钻井液。配浆油使用5号白油，闪点146°C，是综合安全、环保、货源普遍等因素考虑。配浆水使用质量分数为28%的CaCl2溶液。配制盐水的矿物盐种类及活度的选择是根据页岩地层水活度优选的，盐水的活度小于页岩地层水的活度，利用活度平衡原理，从而油基钻井液或水相少进入或趋于不进入地层，从根本上解决页岩地层粘土矿物水化膨胀引发的井壁坍塌。主乳化剂是经分子结构设计、人工合成的具有多种表面活性基团的低分子聚合物，亲水亲油平衡值(HLB值)在3 6的酰胺类油溶性表面活性剂。该种主乳化剂是适合柴油基、白油基与合成基钻井液体系的一种通用型主乳化剂。可以在油/水界面形成高强度的吸附膜，降低油水界面张力，增加外相粘度，从而阻止水相液滴聚并变大，显著提高油基钻井液体系稳定性。辅乳化剂是HLB值在13 18的水溶性脂肪酸类表面活性剂。该种辅乳化剂是适合柴油基、白油基与合成基钻井液体系的一种通用型辅乳化剂。协助主乳化剂配合使用，提高油基钻井液乳化膜的强度，有利于在较宽广的油水比(40/60 10/90)范围内，显著提高油基钻井液体系的稳定性与抗温性，提高油基钻井液体系的抗污染能力，使得油基钻井液体系性能更加易于维护；并同主乳化剂及其它处理剂均具有良好的配伍性。润湿剂是一种油基钻井液体系的增强型润湿反转剂，主要是通过与加重剂和钻屑表面产生化学键合，将这些固相的亲水表面改变为亲油表面，从而有效地改善油基钻井液的沉降稳定性。流型调节剂是一种应用在油基钻井液体系中的通用型有机土，可在油相中分散，具有良好的提粘、悬浮作用，使体系易于根据需要调整并维持体系稳定、构建滤饼、保护油气层。 降滤失剂是一种天然浙青改性产品，属于AMPS/AM( 2-丙烯酰胺基_2_甲基丙磺酸/丙烯酰胺)二元共聚体的聚合物，在分子中引入了磺酸基团，酰胺基，抗温、抗盐并在一定温度范围内对体系的滤失性能有明显改善，并同体系中的其它处理剂具有良好的配伍性。喊度调节剂为氧化1丐，使烧基苯横酸纳等乳化剂转化为烧基苯横酸1丐，并调节pH值。 提切剂为具有一定抗温能力和提闻油基钻井液体系粘切的闻分子链状多糖生物聚合物，又称黄原胶。引入提切剂可有效改善油基钻井液自身动、静切力低的不足，提高油基钻井液的携带/悬浮钻屑和井眼清洁能力。封堵材料为树脂类封堵剂、浙青类乳化封堵剂、纳米封堵剂三种原料复配而成。树脂类封堵剂是一种热塑性树脂合成聚合物类型的成膜封堵材料，粒径分布宽，随井温升高会发生软化变形，在近井壁处吸附、浓集形成化学封堵膜，并起支撑作用，对油基钻井液流变性无不良影响，同体系中其它处理剂的配伍性好，不会降低机械钻速，同时具有良好环保性能。浙青类乳化封堵剂是一种柔性变形充填封堵粒子。在油基钻井液中具有良好的分散性，无沉淀和漂浮物，软化点与地层温度相匹配，颗粒极细且变形性好，起到补充封堵裂缝的作用，同时能迅速在金属表面形成牢固的吸附膜，降低钻井液中固体粒子和钻具的阻力。纳米封堵剂是一种高效的抗高温类超微细刚性颗粒封堵材料，是经分子结构设计、通过高温缩合工艺而提高其分子量及其抗高温能力，改善化合物在高温油相中的存在状态、进而改善其封堵及降滤失效果。不同于浙青类封堵降滤失剂，不会在油基钻井液中分散成胶粒而影响油基钻井液的流变性与重复使用、降低机械钻速等。对裂缝起填充作用，提高泥饼的强度，同时具有良好环保性能。页岩微裂缝发育，裂缝走向、尺寸难以确定，封堵材料以选用不同封堵原理、不同粒径分布的封堵单剂为原则进行复配，避免单剂粒径分布窄、用量大和封堵效果差的缺点。三种封堵剂复配使用，复配配方2份树脂类封堵剂、3 5份浙青类乳化封堵剂、2份纳米封堵剂。利用钻井正压差，在井壁表面和近井壁处作用、密集堆积，迅速封堵地层裂缝，提高地层承压能力，阻止钻井液及其滤液向微裂缝中渗透。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效封堵油基钻井液，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：加入加重材料使钻井液密度达到1.45～1.56g/cm3。FDA00002751273100011.jpg

【技术特征摘要】
1. 一种高效封堵油基钻井液，其特征在于由以下重量份数的原料组成配浆油配浆水 —七乳化剂70 80 ‘20—30 2. 5 3, 1·5~2· 2. 0—2. 2.(卜2. 2, 5 — 3.1. 5 2· O, 5 (>. 辅乳化剂润《剂流A调r剂降獻剂碱度_ '\i M 提酬封坫材料7 9份加入加重材料使钻井液密度达到1. 45 1. 56g/cm3。2.根据权利要求1所述的高效封堵油基钻井液，其特征在于所述配浆油为3号白油、 5号白油中的任意一种或组合；所述配浆水为质量分数为28%的CaCl2溶液；所述加重材料为重晶石、碳酸钡、石灰石中的任意一种或组合。3.根据权利要求1所述的高效封堵油基钻井液，其特征在于所述主乳化剂为烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠盐、蓖麻油聚氧乙烯醚磷酸酯中的任意一种或组合；所述辅乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的任意一种或组合；所述润湿剂为卵磷脂、咪唑啉两性表面活性剂中的任意一种或组合。4.根据权利要求1所述的高效封堵油基钻井液，其特征在于所述流型调节剂为有机土、氧化浙青中的任意一种或组合；所述提切剂为黄原胶、酚醛树脂中的任意一种或组合。5.根据权利要求1所述的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：何振奎，向兴金，刘霞，胡金鹏，刘魁威，孙中伟，邱建君，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：