CN102424746A - 一种强抑制性无固相聚胺-甲酸盐钻井液体系 - Google Patents
一种强抑制性无固相聚胺-甲酸盐钻井液体系 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于石油化工钻井技术领域，涉及强抑制性无固相聚胺类-甲酸盐钻井液体系。含有强抑制性的聚胺类页岩抑制剂，并通常包括降滤失剂、聚合物包被剂、增黏剂、润滑剂等一些必须的处理剂，该体系不含固相，加重剂为甲酸盐。含0.1～5%页岩抑制剂，0.1～5%降滤失剂，0.1～5%包被剂，0.1～5%增粘剂，0.1～5%润滑剂，加重剂甲酸盐根据钻井过程中实际需求配加，余量为钻井液配制用水。在钻井现场还可根据现场情况添加封堵剂、pH调节剂等一些常规钻井液处理剂。本发明钻井液体系，不仅对水敏性泥页岩具有极强的抑制作用，同时由于该钻井液体系中没有粘土和重晶石等固相颗粒，大大降低了油气层的损害。
Description
技术领域
本发明属于石油化工钻井技术领域，涉及石油钻井过程中所用的一种强抑制性无固相聚胺-甲酸盐钻井液体系。
背景技术
页岩抑制剂在油气井钻探中扮演着非常重要的角色，尤其是在高造浆、高水敏地层和失稳地层的油井钻探中，由于页岩水化(表面吸附和渗透吸附)问题严重，导致页岩剥落、井眼扩大、形成砂桥或下钻不到底、卡钻、清洁井眼困难等一系列问题。
国内传统的页岩抑制剂主要有KCl、磺化沥青、腐殖酸钾盐和各种季铵盐。近年来出现了一些新型的抑制剂，如：阳离子类抑制剂、两性离子类抑制剂、MMH正电胶类抑制剂和聚合醇类抑制剂。但是这些抑制剂对于高造浆、高水敏地层抑制能力不够，在新疆地区和川西地区，井壁稳定性问题依然是困扰这些地区深井勘探开发的瓶颈问题，因井壁严重失稳、垮塌掉块等导致井下复杂，进一步诱发了井内事故。
含胺优质水基钻井液是近年来提出的符合现代钻井要求的高性能水基钻井液。该钻井液含有一种胺类抑制剂，并通常包括聚合物包被剂、降滤失剂、增黏剂、润滑剂等环境友好型的处理剂，它在提供类似油基钻井液优良性能的同时，又兼有水基钻井液综合成本低、保护环境的优点。
传统的水基钻井液体系，经常使用膨润土配浆，并用重晶石粉等固相颗粒作为密度调节剂来调节钻井液体系的密度，因此，这类钻井液体系通常具有较高的固相含量，然而钻井液中的固相颗粒尤其是高分散的粘土颗粒很容易侵入储层，对储层造成伤害，使储层渗透率大大降低，从而使油气产量急剧下降。使用甲酸盐作为加重剂，甲酸根离子能大量地侵入岩屑表面的水化层,压缩水化膜的厚度,阻止岩屑的水化膨胀分散, 提高体系的抑制防塌性。
目前国内对新型聚胺钻井液体系研究刚刚起步，对新型的聚胺无固相钻井液的研究更不足。
发明内容
本发明提供一种对水敏性泥页岩具有极强的抑制作用，同时又利于油气层保护的无固相聚胺-甲酸盐钻井液体系。
本发明的目的通过以下技术方案来实现的：
本发明的钻井液体系主要含有：0.1～5%页岩抑制剂，0.1～5%降滤失剂，0.1～5%包被剂，0.1～5%增粘剂，0.1～5%润滑剂，各组分按照质量百分比计算。
一般地，所述各组分具有以下特征：
1）所述的页岩抑制剂为聚胺类物质，该聚胺具有以下三种结构通式中的一种：
其中R1、R2是可独立选择的包含支链或者直链脂肪族C2~C4基团;m:0~23；n: 0~23；m+n:2~23;
其中R是氢包含支链或者直链脂肪族C1~C10基团，R1、R2、R3是可独立选择的氢、包含支链或者直链脂肪族C1~C10基团、包含1～15个环氧乙烷或者环氧丙烷链节的羟烷基基团；
聚胺数均分子量：100～1000，其中R1、R2和R3是可独立选择的包含支链或者直链脂肪族C2~C4基团;m:0~23；n: 0~23；m+n:2~23;R4和R5是相同或不同的并且是氢或具有1至6个碳原子并且可能含有硫、氧、磷元素的有机基团。
2）降滤失剂为羧甲基纤维素（CMC）系列、聚丙烯酸(PAC)系列中的一种或者两种的混合物，加量为钻井液体系质量的0.1～5%。
3）包被剂为聚丙烯酰胺系列或者两性离子聚合物，加量为钻井液体系质量的0.1～5%。
4）润滑剂为非离子表面活性剂，加量为钻井液体系质量的0.1～5%。
5）增粘剂为XC生物聚合物——黄原胶系列，加量为钻井液体系质量的0.1～5%。
6）在钻井过程中根据实际需要还可以添加加重剂，加重剂为甲酸盐。
7）在钻井过程中根据实际需要还可以添加封堵剂、pH调节剂等一些常规钻井液处理剂。
8）余量为钻井液配制用水。
强抑制性无固相聚胺-甲酸盐钻井液体系对水敏性泥页岩具有极强的抑制作用，同时又利于油气层保护。
具体实施方式 下面结合实施例说明本发明的工艺。
实施例1
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定量的清水，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例2
称取1.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为1.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
R1、R2是乙基基团，m+n为2。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例3
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
R1、R2是乙基基团，m+n为2。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例4
称取1.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为1.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
R1、R2是乙基基团，m+n为18。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例5
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
R1、R2是乙基基团，m+n为18。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例6
称取1.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为1.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
R1、R2是异丙基基团，m+n为2。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例7
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
R1、R2是异丙基基团，m+n为2。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例8
称取1.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为1.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
R1、R2是异丙基基团，m+n为16。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例9
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
R1、R2是异丙基基团，m+n为16。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例10
称取1.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为1.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
R1是乙基基团、R2是异丙基基团，m为2，n为3。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例11
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
R1是乙基基团、R2是异丙基基团，m为2，n为3。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例12
称取1.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为1.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
R1是乙基基团、R2是异丙基基团，m为8，n为8。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例13
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
R1是乙基基团、R2是异丙基基团，m为8，n为8。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例14
称取1.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为1.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
其中R、R1、R2为H，R3是3个环氧丙烷链接。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例15
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
其中R、R1、R2为H，R3是3个环氧丙烷链接。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例16
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
其中R为甲基、R1、R2为H，R3是14个环氧丙烷链接。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例17
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
其中R、R1、R2为甲基，R3是8个环氧丙烷链接。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例18
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
其中R为异丙基，R1、R2为甲基，R3是8个环氧丙烷链接。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例19
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
其中R为异丁基、R1、R2为甲基，R3是8个环氧丙烷链接。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例20
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
其中R为正癸基、R1、R2为乙基，R3是8个环氧丙烷链接。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例21
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为乙基，m+n为16，R4、R5为氢。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例22
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为丙基，m+n为12，R4 R5为氢。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例23
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
其中R1为异丙基、R2 和R3为丙基，m+n为18，R4、R5为氢。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例24
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为丙基，m+n为12，R4、R5为甲基。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例25
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为丙基，m+n为12，R4、R5为乙基。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例26
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为丙基，m+n为12，R4、R5为正己基。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例27
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
其中R1和R2为乙基、R3为丙基，m为4，n为8，R4 R5为氢。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例28
称取2.5g 聚胺样品，加水至100g,制成质量浓度为2.5%的聚胺溶液，其中聚胺结构为，
其中R1 、R2 和R3均为丙基，m+n为16，R4 R5为氢。
按照中国石油天然气行业标准评价SY/T6335-1997进行样品膨胀性实验。所以仪器为NP-3页岩膨胀测试仪。
称取8.00g在105℃士3℃下烘干4h的二级膨润土（直径为0.15-0.044mm），在压力机上制得压片（压力10MPa，时间5min）。把压片放入页岩膨胀仪中，加入一定质量百分比的聚胺抑制剂溶液，测定试液浸泡后泥页岩压片的膨胀率。
实施例1-28试验结果如表1所示。
表1 实施例1-28试验结果
| 样品名称 | 8h线性膨胀率/% | 16h线性膨胀率/% |
| 实施例1 | 71.54 | 92.03 |
| 实施例2 | 55.31 | 71.06 |
| 实施例3 | 44.21 | 59.23 |
| 实施例4 | 60.02 | 78.26 |
| 实施例5 | 46.29 | 62.35 |
| 实施例6 | 53.27 | 70.59 |
| 实施例7 | 43.51 | 58.86 |
| 实施例8 | 50.72 | 66.93 |
| 实施例9 | 43.72 | 62.35 |
| 实施例10 | 56.28 | 73.49 |
| 实施例11 | 49.62 | 65.59 |
| 实施例12 | 53.91 | 69.54 |
| 实施例13 | 45.43 | 59.32 |
| 实施例14 | 51.43 | 66.50 |
| 实施例15 | 48.75 | 63.27 |
| 实施例16 | 49.32 | 65.94 |
| 实施例17 | 52.32 | 67.59 |
| 实施例18 | 43.25 | 59.76 |
| 实施例19 | 48.13 | 65.86 |
| 实施例20 | 56.21 | 75.62 |
| 实施例21 | 44.26 | 62.29 |
| 实施例22 | 53.26 | 70.24 |
| 实施例23 | 46.38 | 69.26 |
| 实施例24 | 45.97 | 66.73 |
| 实施例25 | 53.62 | 72.19 |
| 实施例26 | 42.19 | 59.31 |
| 实施例27 | 49.58 | 65.35 |
| 实施例28 | 55.26 | 78.65 |
实施例29
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将清水加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
实施例30
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将钻井液加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
钻井液体系组成如下：1.5%聚胺+1.2%聚丙烯酸盐PAC-LV +1.0%聚丙烯酰胺+0.4%黄原胶+1.5%聚醇+甲酸钾;
其中聚胺结构为，
R1、R2是异丙基基团，m+n为2。
实施例31
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将钻井液加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
钻井液体系组成如下：1.5%聚胺+1.2%聚丙烯酸盐PAC-LV +1.0%聚丙烯酰胺+0.4%黄原胶+1.5%聚醇+甲酸钾;
其中聚胺结构为，
其中R、R1、R2为H，R3是3个环氧丙烷链接。
实施例32
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将钻井液加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
钻井液体系组成如下：1.5%聚胺+1.2%聚丙烯酸盐PAC-LV +1.0%聚丙烯酰胺+0.4%黄原胶+1.5%聚醇+甲酸钾;
其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为乙基，m+n为16，R4、R5为氢。
实施例33
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将钻井液加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
钻井液体系组成如下：1.5%聚胺+1.2%聚丙烯酸盐PAC-LV +1.0%聚丙烯酰胺+0.4%黄原胶+1.5%聚醇+甲酸钾;
其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为丙基，m+n为12，R4 R5为氢。
实施例34
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将钻井液加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
钻井液体系组成如下：2.5%聚胺+1.0%聚丙烯酸盐PAC-LV +1.0%聚丙烯酰胺+0.6%黄原胶+0.5%聚醇+甲酸钾；
其中聚胺结构为，
R1、R2是异丙基基团，m+n为2。
实施例35
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将钻井液加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
钻井液体系组成如下：2.5%聚胺+1.0%聚丙烯酸盐PAC-LV +1.0%聚丙烯酰胺+0.6%黄原胶+0.5%聚醇+甲酸钾；
其中聚胺结构为，
其中R、R1、R2为H，R3是3个环氧丙烷链接。
实施例36
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将钻井液加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
钻井液体系组成如下：2.5%聚胺+1.0%聚丙烯酸盐PAC-LV +1.0%聚丙烯酰胺+0.6%黄原胶+0.5%聚醇+甲酸钾；
其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为乙基，m+n为16，R4、R5为氢。
实施例37
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将钻井液加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
钻井液体系组成如下：2.5%聚胺+1.0%聚丙烯酸盐PAC-LV +1.0%聚丙烯酰胺+0.6%黄原胶+0.5%聚醇+甲酸钾；
其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为丙基，m+n为12，R4 R5为氢。
实施例38
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将钻井液加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
钻井液体系组成如下：2.5%聚胺+0.8%聚丙烯酸盐PAC-LV +0.8%聚丙烯酰胺+0.8%黄原胶+1.5%聚醇+甲酸钾；
其中聚胺结构为，
R1、R2是异丙基基团，m+n为2。
实施例39
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将钻井液加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
钻井液体系组成如下：2.5%聚胺+0.8%聚丙烯酸盐PAC-LV +0.8%聚丙烯酰胺+0.8%黄原胶+1.5%聚醇+甲酸钾；
其中聚胺结构为，
其中R、R1、R2为H，R3是3个环氧丙烷链接。
实施例40
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将钻井液加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
钻井液体系组成如下：2.5%聚胺+0.8%聚丙烯酸盐PAC-LV +0.8%聚丙烯酰胺+0.8%黄原胶+1.5%聚醇+甲酸钾；
其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为乙基，m+n为16，R4、R5为氢。
实施例41
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将钻井液加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
钻井液体系组成如下：2.5%聚胺+0.8%聚丙烯酸盐PAC-LV +0.8%聚丙烯酰胺+0.8%黄原胶+1.5%聚醇+甲酸钾；
其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为丙基，m+n为12，R4 R5为氢。
实施例42
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将钻井液加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
钻井液体系组成如下：1.5%聚胺+1.0%聚丙烯酸盐PAC-LV +0.6%聚丙烯酰胺+0.8%黄原胶+0.5%聚醇+甲酸钠；
其中聚胺结构为，
R1、R2是异丙基基团，m+n为2。
实施例43
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将钻井液加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
钻井液体系组成如下：1.5%聚胺+1.0%聚丙烯酸盐PAC-LV +0.6%聚丙烯酰胺+0.8%黄原胶+0.5%聚醇+甲酸钠；
其中聚胺结构为，
其中R、R1、R2为H，R3是3个环氧丙烷链接。
实施例44
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将钻井液加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
钻井液体系组成如下：1.5%聚胺+1.0%聚丙烯酸盐PAC-LV +0.6%聚丙烯酰胺+0.8%黄原胶+0.5%聚醇+甲酸钠；
其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为乙基，m+n为16，R4、R5为氢。
实施例45
岩心回收率测试：参照标准《SY-T5613-2000泥页岩理化性能试验方法》。称取4-8目岩心20.0g，加至高温老化釜中，随后将钻井液加入老化釜中至刻度线处（350mL），80℃热滚16h后，过100目筛，筛留物105℃干燥4h，干燥器内冷却至室温，称重。剩余岩心质量与初始岩心质量之比即为岩心滚动回收率。
钻井液体系组成如下：1.5%聚胺+1.0%聚丙烯酸盐PAC-LV +0.6%聚丙烯酰胺+0.8%黄原胶+0.5%聚醇+甲酸钠；
其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为丙基，m+n为12，R4 R5为氢。
实施例29-45实验结果如表2所示。
表2 实施例29-45实验结果
| 实施例 | 一次岩心回收率/% |
| 实施例29 | 5.20 |
| 实施例30 | 86.52 |
| 实施例31 | 89.74 |
| 实施例32 | 90.12 |
| 实施例33 | 88.72 |
| 实施例34 | 88.56 |
| 实施例35 | 91.93 |
| 实施例36 | 92.84 |
| 实施例37 | 90.68 |
| 实施例38 | 83.26 |
| 实施例39 | 87.73 |
| 实施例40 | 89.27 |
| 实施例41 | 85.65 |
| 实施例42 | 81.32 |
| 实施例43 | 85.92 |
| 实施例44 | 87.46 |
| 实施例45 | 82.69 |
实施例46
聚胺钻井液体系流变性能测试，配制聚胺钻井液体系，钻井液体系组成如下：1.5%聚胺+1.2%聚丙烯酸盐PAC-LV +1.0%聚丙烯酰胺+0.4%黄原胶+1.5%聚醇+甲酸钾；按照GB/T 16783-1997测试并记录其流变性能。
其中聚胺结构为，
R1、R2是异丙基基团，m+n为2。
实施例47
聚胺钻井液体系流变性能测试，配制聚胺钻井液体系，钻井液体系组成如下：1.5%聚胺+1.2%聚丙烯酸盐PAC-LV +1.0%聚丙烯酰胺+0.4%黄原胶+1.5%聚醇+甲酸钾；在80℃下，用高温滚子加热炉老化16h。然后按照GB/T 16783-1997测试并记录其流变性能。
其中聚胺结构为，
R1、R2是异丙基基团，m+n为2。
实施例48
聚胺钻井液体系流变性能测试，配制聚胺钻井液体系，钻井液体系组成如下：1.5%聚胺+1.2%聚丙烯酸盐PAC-LV +1.0%聚丙烯酰胺+0.4%黄原胶+1.5%聚醇+甲酸钾；按照GB/T 16783-1997测试并记录其流变性能。
其中聚胺结构为，
其中R、R1、R2为H，R3是3个环氧丙烷链接。
实施例49
聚胺钻井液体系流变性能测试，配制聚胺钻井液体系，钻井液体系组成如下：1.5%聚胺+1.2%聚丙烯酸盐PAC-LV +1.0%聚丙烯酰胺+0.4%黄原胶+1.5%聚醇+甲酸钾；在80℃下，用高温滚子加热炉老化16h。然后按照GB/T 16783-1997测试并记录其流变性能。
其中聚胺结构为，
其中R、R1、R2为H，R3是3个环氧丙烷链接。
实施例50
聚胺钻井液体系流变性能测试，配制聚胺钻井液体系，钻井液体系组成如下：1.5%聚胺+1.2%聚丙烯酸盐PAC-LV +1.0%聚丙烯酰胺+0.4%黄原胶+1.5%聚醇+甲酸钾；按照GB/T 16783-1997测试并记录其流变性能。
其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为乙基，m+n为16，R4、R5为氢。
实施例51
聚胺钻井液体系流变性能测试，配制聚胺钻井液体系，钻井液体系组成如下：1.5%聚胺+1.2%聚丙烯酸盐PAC-LV +1.0%聚丙烯酰胺+0.4%黄原胶+1.5%聚醇+甲酸钾；在80℃下，用高温滚子加热炉老化16h。然后按照GB/T 16783-1997测试并记录其流变性能。
其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为乙基，m+n为16，R4、R5为氢。
实施例52
聚胺钻井液体系流变性能测试，配制聚胺钻井液体系，钻井液体系组成如下：1.5%聚胺+1.2%聚丙烯酸盐PAC-LV +1.0%聚丙烯酰胺+0.4%黄原胶+1.5%聚醇+甲酸钾；按照GB/T 16783-1997测试并记录其流变性能。
其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为丙基，m+n为12，R4 R5为氢。
实施例53
聚胺钻井液体系流变性能测试，配制聚胺钻井液体系，钻井液体系组成如下：1.5%聚胺+1.2%聚丙烯酸盐PAC-LV +1.0%聚丙烯酰胺+0.4%黄原胶+1.5%聚醇+甲酸钾；在80℃下，用高温滚子加热炉老化16h。然后按照GB/T 16783-1997测试并记录其流变性能。
其中聚胺结构为，
其中R1为乙基、R2 和R3为乙基，m+n为16，R4、R5为氢。
实施例46-53的试验结果如表3所示：
表3实施例46-53的试验结果
从上述三个实施例中的测试数据可以看出，聚胺-甲酸盐钻井液体系具有较强的抑制膨润土水化膨胀和水化分散的能力，同时具有良好的流变性能和抗高温性能。
Claims (9)
1.一种强抑制性无固相聚胺-甲酸盐钻井液体系，其特征在于该体系含0.1～5%页岩抑制剂，0.1～5%降滤失剂，0.1～5%包被剂，0.1～5%增粘剂，0.1～5%润滑剂，各组分以质量百分比计。
2.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征是: 所述的页岩抑制剂为聚胺类物质，该聚胺类物质具有以下三种结构通式中的一种：
其中R1、R2是可独立选择的包含支链或者直链脂肪族C2~C4基团;m:0~23；n: 0~23；m+n:2~23;
其中R是氢包含支链或者直链脂肪族C1~C10基团，R1、R2、R3是可独立选择的氢、包含支链或者直链脂肪族C1~C10基团、包含1～15个环氧乙烷或者环氧丙烷链节的羟烷基基团；
聚胺数均分子量：100～1000，其中R1、R2和R3是可独立选择的包含支链或者直链脂肪族C2~C4基团;m:0~23；n: 0~23；m+n:2~23;R4和R5是相同或不同的并且是氢或具有1至6个碳原子并且可能含有硫、氧、磷元素的有机基团。
3.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征是: 所述的降滤失剂为羧甲基纤维素CMC系列、聚丙烯酸PAC系列中的一种或者两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征是:所述的包被剂为聚丙烯酰胺系列产品或者两性离子聚合物系列产品。
5.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征是: 所述的润滑剂为非离子表面活性剂。
6.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征是: 所述的增粘剂为XC生物聚合物——黄原胶系列。
7.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征是该体系在钻井过程中根据需要添加加重剂。
8.根据权利要求7所述的钻井液体系，其特征是加重剂为甲酸盐。
9.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征是该体系在钻井过程中根据需要添加封堵剂、pH调节剂。
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