CN101948679A - 一种智能储层钻井完井液体系及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能储层钻井完井液体系，所述的智能储层钻井完井液体系的适用性强，可适用于不同的水基钻井完井液体系，如聚合物钻井完井液，聚磺钻井完井液，有机盐钻井完井液，饱和盐水钻井完井液等钻井完井液体系；能有效降低储层初始流动压力，提高渗透率恢复值，显著提高储层保护效果；配制简单，不会影响正常的钻井施工作业，并会提高储层保护效果，可有效消除井下去除泥饼作业引发的时间及成本，有助于获得良好的经济及社会效益。

Description

一种智能储层钻井完井液体系及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种智能储层钻井完井液体系及其制备方法，应用于石油工业的油气田钻井领域。

背景技术

随着钻井技术的不断进步，深井及海上钻井逐步成为增储上产的重要战略接替带，这类井的开发过程中，钻井成本非常高，需要显著提高储层保护效果，才能确保投资具有实际价值。储层保护技术一直都是国内外十分关注的热点问题，储层损害在整个油气井的生产建设过程中具有累积叠加效应。钻井完井液作为打开储层的第一种工作流体，其性能好坏对储层保护具有十分重要的作用。屏蔽暂堵技术是常用的一种储层保护钻井完井液技术，碳酸钙作为一种常用暂堵剂加入到钻井完井液中，通过合理设计其粒度分布及加量，使其与地层孔喉尺寸相匹配，有效提高钻井完井液形成泥饼的致密性，增加封堵性，避免钻井完井液中的固相及液相侵入储层。在完井后通过射孔或酸化使其解堵，达到保护储层的目的。但是该技术存在以下几方面问题：1)加入碳酸钙后，如果不采取解堵措施，其渗透率恢复值及初始流动压力需要进一步提高。2)利用碳酸钙暂堵技术一般需要酸化或射孔解堵才能保证良好的储层保护效果；3)在某些完井方式比如说筛管完井中，以及泥饼无法进行有效解除的井中，该作业方式的储层保护效果不好。

如何在不影响正常钻井作业的情况下，在钻井过程中提高钻井完井液的封堵性，避免井中固相和液相侵入储层，引发储层伤害，而在开发过程中，能够确保油气顺利通过，显著提高储层保护效果一直都是石油工作者积极探索的。

本发明设计了一种智能储层钻井完井液，该类钻井完井液能够在钻井过程中，通过形成具有一定疏水性的致密泥饼，有效阻止水基钻井完井液中的固相及液相侵入储层，减少或避免了钻井完井液对储层的影响；而在开发过程中，加入的改性碳酸钙，由于其表面具有良好的亲油疏水性，在其参与形成的泥饼中建立了良好的亲有机质通道，该通道可为油气提供良好稳定的油流通道。这种改性碳酸钙与常规钻井完井液处理剂具有良好的配伍性，参与形成的井壁泥饼中具有“单向阀”功能，在钻井过程中，阻止井筒内的钻井完井液滤液及固相侵入储层，而在开发过程中，其可以为油气打开通道。从而达到有效降低初始流动压力，避免泥饼去除工作所花费的时间及费用，显著提高储层保护效果，以获得良好的经济及社会价值。

发明内容

本发明提供了一种智能储层钻井完井液体系，特征在于由如下组分构成：

0.5-1.0wt％的包被剂BBJ-3；

1.0-2.0wt％增粘剂VSF-2；

1.5-2.5wt％抗温降滤失剂KWJLS-1；

2.0-3.0wt％高温防塌剂FTJ-3；

3.0～5.0wt％储层保护剂CCBHJ-2；

2.0～4.0wt％新型改性碳酸钙XXBHJ-2；

余量为水；其中各组分的质量百分比的基准为水。

其中，

包被剂BBJ-3：丙烯酸盐类大分子，外观：白色粉末；水分：≤7％；pH值7.0~9.0；细度(筛孔0.9mm筛余)，≤9％；1％水溶液mPa·s：≥30％。

增粘剂VSF-2：纤维素类大分子，外观：白色粉末；水分：≤8％；特性粘度(100mL/g)：≥7；细度(0.9mm筛孔筛余)：≤6％。

抗温降滤失剂KWJLS-1：磺化沥青类物质，外观：褐色粉末；水不溶物：≤8％；高温高压滤失量：≤20mL。

高温防塌剂FTJ-3：腐植酸类物质，外观：褐色粉末；水不溶物：≤10％；水分：≤9％；pH：9~11。

储层保护剂CCBHJ-2：重质碳酸钙类物质(不同粒度组合)，外观：白色粉末；酸不溶物含量：≤1％；碳酸钙含量：≥97％；密度：2.7±0.1。

新型改性碳酸钙XXBHJ-2：表面改性疏水碳酸钙；外观：白色粉末；可漂浮在水表面呈现疏水性，而在常规钻井液大分子溶液具有良好配伍性，可均匀分散在其中。

本发明还提供了一种智能储层钻井完井液体系的制备方法，包括如下步骤：

(1)取定量水加入到搅拌杯中，开启搅拌器进行搅拌；

(2)加入0.5-1.0wt％包被剂BBJ-3，继续搅拌，使包被剂充分溶解；

(3)加入1.0-2.0wt％增粘剂VSF-2，继续搅拌，让其充分溶解；

(4)加入1.5-2.5wt％抗温降滤失剂KWJLS-1，继续搅拌使溶解均匀；

(5)加入2.0-3.0wt％高温防塌剂FTJ-3，继续搅拌；

(6)加入3.0～5.0wt％储层保护剂CCBHJ-2，继续搅拌；

(7)加入2.0～4.0wt％新型改性碳酸钙XXBHJ-2，继续搅拌；

(8)待以上钻井液添加剂溶解均匀后，得到最终产品智能化储层钻井完井液体系；

上述各组分的质量百分比的基准为水。

其中，

包被剂BBJ-3：丙烯酸盐类大分子，外观：白色粉末；水分：≤7％；pH值7.0~9.0；细度(筛孔0.9mm筛余)，≤9％；1％水溶液mPa·s：≥30％。

增粘剂VSF-2：纤维素类大分子，外观：白色粉末；水分：≤8％；特性粘度(100mL/g)：≥7；细度(0.9mm筛孔筛余)：≤6％。

抗温降滤失剂KWJLS-1：磺化沥青类物质，外观：褐色粉末；水不溶物：≤8％；高温高压滤失量：≤20mL。

高温防塌剂FTJ-3：腐植酸类物质，外观：褐色粉末；水不溶物：≤10％；水分：≤9％；pH：9~11。

储层保护剂CCBHJ-2：重质碳酸钙类物质(不同粒度组合)，外观：白色粉末；酸不溶物含量：≤1％；碳酸钙含量：≥97％；密度：2.7±0.1。

新型改性碳酸钙XXBHJ-2：表面改性疏水碳酸钙；外观：白色粉末；可漂浮在水表面呈现疏水性，而在常规钻井液大分子溶液具有良好配伍性，可均匀分散在其中。

本发明所述的智能储层钻井完井液体系的适用性强，可适用于不同的水基钻井完井液体系，如聚合物钻井完井液，聚磺钻井完井液，有机盐钻井完井液，饱和盐水钻井完井液等钻井完井液体系；能有效降低储层初始流动压力，提高渗透率恢复值，显著提高储层保护效果；配制简单，不会影响正常的钻井施工作业，并会提高储层保护效果，可有效消除井下去除泥饼作业引发的时间及成本，有助于获得良好的经济及社会效益。

具体实施方式：

实施例1：

(1)取500mL水加入到搅拌杯中，开启搅拌器进行搅拌；

(2)加入0.5wt％包被剂BBJ-3，继续搅拌，使包被剂充分溶解；

(3)加入1.0wt％增粘剂VSF-2，继续搅拌，让其充分溶解；

(4)加入1.5wt％抗温降滤失剂KWJLS-1，继续搅拌使溶解均匀；

(5)加入2.0wt％抗温防塌剂FTJ-3，继续搅拌；

(6)加入3.0wt％储层保护剂CCBHJ-2，继续搅拌；

(7)加入2wt％新型改性碳酸钙XXBHJ-2，继续搅拌

(8)待以上钻井完井液添加剂溶解均匀后，得到最终产品智能储层钻井完井液体系。

实施例2：

(1)取500mL水加入到搅拌杯中，开启搅拌器进行搅拌；

(2)加入1.0wt％包被剂BBJ-3，继续搅拌，使包被剂充分溶解；

(3)加入1.5wt％增粘剂VSF-2，继续搅拌，让其充分溶解；

(4)加入2.0wt％抗温降滤失剂KWJLS-1，继续搅拌使溶解均匀；

(5)加入2.5wt％抗温防塌剂FTJ-3，继续搅拌；

(6)加入4.0wt％储层保护剂CCBHJ-2，继续搅拌；

(7)加入3wt％新型改性碳酸钙XXBHJ-2，继续搅拌

(8)待以上钻井完井液添加剂溶解均匀后，得到最终产品智能储层钻井完井液体系。

实施例3：

(1)取500mL水加入到搅拌杯中，开启搅拌器进行搅拌；

(2)加入1.0wt％包被剂BBJ-3，继续搅拌，使包被剂充分溶解；

(3)加入2.0wt％增粘剂VSF-2，继续搅拌，让其充分溶解；

(4)加入2.5wt％抗温降滤失剂KWJLS-1，继续搅拌使溶解均匀；

(5)加入3.0wt％抗温防塌剂FTJ-3，继续搅拌；

(6)加入4.0wt％储层保护剂CCBHJ-2，继续搅拌；

(7)加入4wt％新型改性碳酸钙XXBHJ-2，继续搅拌

(8)待以上钻井完井液添加剂溶解均匀后，得到最终产品智能储层钻井完井液体系。

实施例1-3中各组分的质量百分比的基准为水。

实施例性能评价方法

1、流变性能评价

取配制好的500mL实施例智能储层钻井完井液体系，低速搅拌5min后，按照GB/T16783.1-2006的规定在六速旋转粘度计上测定钻井液的φ600、φ300、φ200、φ100、φ6、φ3的粘度、动切力、中压API失水、HTHP(150℃，3.5Mpa)失水及10s、10min的静切力。

计算：

PV＝R₆₀₀-R₃₀₀……………………………………(1)

YP＝0.51×(R₃₀₀-PV)………………………………(2)

G_10S(或G_10min)＝R₃/2………………………………(3)

式中：PV——塑性粘度，mPa.s；

YP——动切力，Pa；

φ600、φ300、φ3——600r/min，300r/min，3r/min时的稳定读值，mPa.s；

G_10S、G_10min——10s或10min的静切力，Pa

R₃——静止10s或10min时的3r/min最大读值，mPa.s；

2、抗温性能评价

取配制好的500mL实施例智能储层钻井完井液体系，高速搅拌20min后，装入老化罐，放入滚子炉中，在150℃下，恒温滚动16小时后，取出冷却至室温，再高搅5min后，按GB/T16783.1-2006的规定在六速旋转粘度计上测定样品溶液的φ600、φ300、φ200、φ100、φ6、φ3的粘度、动切力、失水量及10s、10min的静切力。

3、防塌性能评价

(1)泥页岩回收率评价

取一定量的钻屑，目数在6-10目之间，105℃下干燥；在老化罐中加入350mL实施例钻井完井液和50.0g干燥后的钻屑，老化120℃×16h；老化后的溶液过40目筛，并用自来水自然冲洗；冲洗后的钻屑在105℃下干燥，称重，计算泥页岩回收率。

(2)泥页岩线性膨胀评价

取干燥后的岩屑，粉碎后得到岩屑粉，制备评价岩心块(4MPa压力下，压5min)；开启仪器，安装好评价岩心块，调零后倒入实施例；开始测试，记录每0.5h后的线膨胀量(mm)；与空白溶液对照，计算线膨胀量降低率。

5、储层渗透率恢复值及初始流动压力测定

利用动态损害评价装置，参照石油行业标准SY/T 6540-2002钻井液完井液损害油层室内评价方法，针对现场取得的岩心，进行储层渗透率恢复值测定，并测定不同钻井完井液体系污染后岩心的最大突破压力作为初始流动压力。

表1实施例智能钻井完井液流变性能对比评价(室温)

表2实施例智能钻井完井液抗温性能对比评价(120℃，16h)

表3实施例智能钻井完井液防塌性能对比评价

表4实施例智能钻井完井液油气层保护性能对比评价

Claims (4)

1.一种智能储层钻井完井液体系，特征在于由如下组分构成：

0.5-1.0wt％的包被剂BBJ-3；

1.0-2.0wt％增粘剂VSF-2；

1.5-2.5wt％抗温降滤失剂KWJLS-1；

2.0-3.0wt％高温防塌剂FTJ-3；

3.0～5.0wt％储层保护剂CCBHJ-2；

2.0～4.0wt％新型改性碳酸钙XXBHJ-2；

余量为水；其中各组分的质量百分比的基准为水。

2.如权利要求1所述的智能储层钻井完井液体系，特征在于：

包被剂BBJ-3为丙烯酸盐类大分子，外观：白色粉末；水分：≤7％；pH值7.0～9.0；细度(筛孔0.9mm筛余)，≤9％；1％水溶液mPa·s：≥30％；

增粘剂VSF-2为纤维素类大分子，外观：白色粉末；水分：≤8％；特性粘度100mL/g：≥7；细度(0.9mm筛孔筛余)：≤6％；

抗温降滤失剂KWJLS-1为磺化沥青类物质，外观：褐色粉末；水不溶物：≤8％；高温高压滤失量：≤20mL；

抗高温防塌剂FTJ-3为腐植酸类物质，外观：褐色粉末；水不溶物：≤10％；水分：≤9％；pH：9～11；

储层保护剂CCBHJ-2为重质碳酸钙类物质，由不同粒度组合，外观：白色粉末；酸不溶物含量：≤1％；碳酸钙含量：≥97％；密度：2.7±0.1；

新型改性碳酸钙XXBHJ-2为表面改性疏水碳酸钙；外观：白色粉末；可漂浮在水表面呈现疏水性，而在常规钻井液大分子溶液具有良好配伍性，可均匀分散在其中。

3.如权利要求1所述的智能储层钻井完井液体系的制备方法，包括如下步骤：

(1)取定量水加入到搅拌杯中，开启搅拌器进行搅拌；

(2)加入0.5-1.0wt％包被剂BBJ-3，继续搅拌，使包被剂充分溶解；

(3)加入1.0-2.0wt％增粘剂VSF-2，继续搅拌，让其充分溶解；

(4)加入1.5-2.5wt％抗温降滤失剂KWJLS-1，继续搅拌使溶解均匀；

(5)加入2.0-3.0wt％高温防塌剂FTJ-3，继续搅拌；

(6)加入3.0～5.0wt％储层保护剂CCBHJ-2，继续搅拌；

(7)加入2.0～4.0wt％新型改性碳酸钙XXBHJ-2，继续搅拌；

(8)待以上钻井液添加剂溶解均匀后，得到最终产品智能化储层钻井完井液体系；其中各组分的质量百分比的基准为水。

4.如权利要求3所述的制备方法，特征在于：

包被剂BBJ-3为丙烯酸盐类大分子，外观：白色粉末；水分：≤7％；pH值7.0～9.0；细度(筛孔0.9mm筛余)，≤9％；1％水溶液mPa·s：≥30％；

增粘剂VSF-2为纤维素类大分子，外观：白色粉末；水分：≤8％；特性粘度100mL/g：≥7；细度(0.9mm筛孔筛余)：≤6％；

抗温降滤失剂KWJLS-1为磺化沥青类物质，外观：褐色粉末；水不溶物：≤8％；高温高压滤失量：≤20mL；

抗高温防塌剂FTJ-3为腐植酸类物质，外观：褐色粉末；水不溶物：≤10％；水分：≤9％；pH：9～11；

储层保护剂CCBHJ-2为重质碳酸钙类物质，由不同粒度组合，外观：白色粉末；酸不溶物含量：≤1％；碳酸钙含量：≥97％；密度：2.7±0.1；

新型改性碳酸钙XXBHJ-2为表面改性疏水碳酸钙；外观：白色粉末；可漂浮在水表面呈现疏水性，而在常规钻井液大分子溶液具有良好配伍性，可均匀分散在其中。