CN102732234B

CN102732234B - 抗盐抗温微泡沫水基钻井液

Info

Publication number: CN102732234B
Application number: CN201110086268.8A
Authority: CN
Inventors: 王越之; 罗春芝
Original assignee: Yangtze University
Current assignee: Yangtze University
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2031-04-07
Also published as: CN102732234A

Abstract

本发明涉及一种抗盐抗温微泡沫水基钻井液，属石油钻井工程化学剂技术领域，其特征在于各组分的重量百分比为：膨润土：2％～4％；流型调节剂：0.3％～0.5％；无机盐抑制剂：1％～3％；聚合物抑制剂：0.1％～0.4％；起泡剂：0.1％～0.3％；降滤失剂：1％～4％；润滑剂：2％～3％；PH调节剂：0.1％～0.3％；温度稳定剂：0.05～0.15％；水：余量。本发明的钻井液解决了常规水基钻井液不能满足低压低渗储层要求，不抗温、不抗盐的问题，钻井液体系的流变性、滤失性在不同温度、不同盐含量下变化不大，且具有较强的抑制性和润滑性，是一种具有实际应用价值的抗盐抗温微泡沫水基钻井液。

Description

抗盐抗温微泡沫水基钻井液

技术领域：

本发明涉及一种抗盐抗温微泡沫水基钻井液，属石油钻井工程化学剂技术领域。

背景技术：

钻井液是指在油气开采过程中，满足安全钻井需要的各种循环流体的总称。具体的作用有携带和悬浮岩屑、稳定井壁、平衡地层压力、冷却和润滑钻具、传递水动力及保护油气层等，是钻井工程技术的重要组成部分。

在开采不同地质条件下的石油与天然气时，钻井液体系是不同的。对于低压低渗、泥页岩含量高、地层水矿化度高的深井油气藏，最好使用油基钻井液。然而油基钻井液对环境污染严重、易着火、成本高。常规的水基钻井液密度不易控制在1.0g/cm³以下，易造成储层伤害，且抑制性不强，导致井壁不稳定。当常规水基钻井液钻遇高含盐深井地层时，性能会发生很大变化，具体表现为粘度、动切力和静切力大幅上升或下降，钻井液失去了携砂和悬砂功能；滤失量大幅上升，井壁不稳定，储层受到钻井液滤液污染。

通过对国内外勘探开发这样地质条件下的油气开采所使用的钻井液的统计分析，发现现场经常出现″溶、缩、塌、胀、漏、卡、喷、损″8个字的钻井事故。

对钻井液的性能测试表明，水基钻井液在高含盐状态下，处理剂出现严重的“盐析”效应；在高温状态下，处理剂降解明显。高含盐和高温使钻井液失去了良好的流变性和降滤失性。因此，现有的水基钻井液都无法满足低压低渗、高含盐深井油气藏的勘探和开发需要。

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种满足低压低渗、高含盐深井储层勘探和开发的抗盐抗温微泡沫水基钻井液，其密度可在0.85g/cm³～1.15g/cm³之间调整，抗温可达170℃，抗盐可达饱和，且具有很好的抑制性和润滑性。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的。

本发明所提供的一种抗盐抗温微泡沫水基钻井液，其组成为膨润土、流型调节剂、无机盐抑制剂、聚合物抑制剂、起泡剂、降滤失剂、润滑剂、PH调节剂、温度稳定剂、水；其中各组分的重量百分比为：

膨润土：2％～4％；

流型调节剂：0.3％～0.5％；

无机盐抑制剂：1％～3％；

聚合物抑制剂：0.1％～0.4％；

起泡剂：0.1％～0.3％；

降滤失剂：1％～4％；

润滑剂：2％～3％；

PH调节剂：0.1％～0.3％；

温度稳定剂：0.05～0.15％；

水：余量。

所述的膨润土为一级或二级钠搬土，可单独使用，也可复合使用。

所述的流型调节剂是用原料A和原料B两种天然聚合物改性聚合而成的改性高分子聚合物，它具有流型调节、滤失控制和提高润滑性等特点；它除了具有普通聚合物的特点之外，还具有很好的抗盐性，即其粘度随盐浓度的变化不敏感，盐浓度由低变高，甚至达饱和时，其粘度基本不变；可单独使用，也可以复配一定量的CMC、聚丙烯酰胺钾盐、HEC等聚合物使用。

原料A是由葡萄糖、甘露糖通过β(1→4)苷键和β(1→3)苷键聚合形成的纤维素天然多聚物。平均分子量为几十万至几百万，分子链上含有大量的支链和亲水基团，另含有微量的Ca、Mg等金属元素。

原料B是具有D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸构成的“五糖重复单元”结构聚合体，分子量在2×10⁶～20×10⁶之间，骨架结构类似于纤维素。

原料A和原料B在90℃、0.3MPa压力、在氧化还原催化剂的作用下，与亚硫酸钠、亚硫酸氢钠反应制得改性高分子聚合物。

所述的无机盐抑制剂为甲酸钠、甲酸钾、氯化钾，可单独使用，也可以复配使用。

所述的聚合物抑制剂为聚丙烯酸钾。

所述的起泡剂为椰子油二乙醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，复合使用。椰子油二乙醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠起泡剂具有很好的抗盐抗温性能。

所述的降滤失剂为磺化酚醛树脂、磺化褐煤树脂、磺化沥青、腐植酸多元共聚物、改性淀粉，可单独使用，也可以复配使用。

所述的润滑剂为聚合醇、聚醚，可单独使用，也可以复配使用。

所述的PH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠，可单独使用，也可复配使用。

所述的温度稳定剂为甲酸钠、亚硫酸钠、硫脲，可单独使用，也可复合使用。

本发明所提供的抗盐抗温微泡沫水基钻井液，采用常规的配制方法配制即可。具体配制方法为：

1、按比例称取所需各组分的原料；

2、将流型调节剂、聚合物抑制剂分别溶解在一定体积的水中，配制成胶液；

3、将膨润土边搅边加入到水中，充分搅拌，配制成膨润土基浆，静置24小时后备用；

4、将胶液与膨润土基浆混合，形成基础钻井液；

5、在基础钻井液中边搅边加入降滤失剂、起泡剂、润滑剂、无机盐抑制剂、温度稳定剂、PH调节剂，充分搅拌即配制成所需要的钻井液。

本发明与现有的技术相比具有如下有益效果：

1、本发明的钻井液解决了常规水基钻井液在开发低压低渗深井储层、且储层高含盐的情况下，钻井液密度无法调整、钻井液性能无法控制的问题。

2、本发明的钻井液具有较强的抑制性和润滑性，对于松软泥页岩的抑制性较好。

3、本发明的钻井液能够解决在深井钻井时高温降粘，高含盐降粘，使钻井液动切力和静切力大幅下降而导致钻井液携砂和悬砂困难等问题，是一套适合于勘探和开发高含盐的低压低渗深井储层的抗盐抗温微泡沫水基钻井液。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：

本发明所提供的抗盐抗温微泡沫水基钻井液，其中各组分的重量百分比为：

膨润土：4％；流型调节剂：0.3％；无机盐抑制剂：2％；聚合物抑制剂：0.25％；起泡剂：0.12％；降滤失剂：3％；润滑剂：2％；碳酸钠：0.2％；氢氧化钠：0.1％；温度稳定剂：0.1％；水：余量。

实施例2：

膨润土：3.5％；流型调节剂：0.35％；无机盐抑制剂：3％；聚合物抑制剂：0.1％；起泡剂：0.15％；降滤失剂：4％；润滑剂：3％；碳酸钠：0.2％；氢氧化钠：0.1％；温度稳定剂：0.15％；水：余量。

实施例3：

膨润土：3.5％；流型调节剂：0.3％；无机盐抑制剂：2％；聚合物抑制剂：0.2％；起泡剂：0.20％；降滤失剂：4％；润滑剂：3％；碳酸钠：0.2％；氢氧化钠：0.1％：温度稳定剂：0.12％；水：余量。

对比例：

与本发明进行实验对比的对比例，其中各组分的重量百分比为：

膨润土：3.5％；降滤失剂：4％；XCD(黄原胶)：0.5％；KPAM(聚丙烯酰胺钾盐)：0.3％；水基润滑剂：3％；KCL：5％；碳酸钠：0.15％；氢氧化钠：0.1％；水：余量。

抗盐抗温微泡沫水基钻井液性能表

注：实验条件：不同温度下，钻井液热滚16小时。

T：钻井液流变性测试温度，℃ AV：钻井液表观粘度，mPa·s

PV：钻井液塑性粘度，mPa·s YP：钻井液动切力，Pa

Φ3：六速旋转粘度计3转读数，无量纲

FL：钻井液中压失水(0.7MPa，室温，30min)，ml

ρ：钻井液密度，g/cm³

Claims

1.抗盐抗温微泡沫水基钻井液，其特征在于其组成为膨润土、流型调节剂、无机盐抑制剂、聚合物抑制剂、起泡剂、降滤失剂、润滑剂、pH调节剂、温度稳定剂、水；其中各组分的重量百分比为：

膨润土：2%～4%；

流型调节剂：0.3%～0.5%；

无机盐抑制剂：1%～3%；

聚合物抑制剂：0.1%～0.4%；

起泡剂：0.1%～0.3%；

降滤失剂：1%～4%；

润滑剂：2%～3%；

pH调节剂：0.1%～0.3%；

温度稳定剂：0.05～0.15%；

水：余量；

所述的流型调节剂是用原料A和原料B两种天然聚合物改性聚合而成的改性高分子聚合物，可单独使用，也可以复配CMC、聚丙烯酰胺钾盐、HEC聚合物使用；原料A是由葡萄糖、甘露糖通过β(1→4)苷键和β(1→3)苷键聚合形成的纤维素天然多聚物；原料B是具有D-葡萄糖、D-甘露糖、D-葡萄糖醛酸、乙酸和丙酮酸构成的“五糖重复单元”结构聚合体；原料A和原料B在90℃、0.3MPa压力、在氧化还原催化剂的作用下，与亚硫酸钠、亚硫酸氢钠反应制得改性高分子聚合物。

2.根据权利要求1所述的抗盐抗温微泡沫水基钻井液，其特征在于所述的膨润土为一级或二级钠搬土，可单独使用，也可复合使用。

3.根据权利要求1所述的抗盐抗温微泡沫水基钻井液，其特征在于所述的无机盐抑制剂为甲酸钠、甲酸钾、氯化钾，可单独使用，也可以复配使用。

4.根据权利要求1所述的抗盐抗温微泡沫水基钻井液，其特征在于所述的聚合物抑制剂为聚丙烯酸钾。

5.根据权利要求1所述的抗盐抗温微泡沫水基钻井液，其特征在于所述的起泡剂为椰子油二乙醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，复合使用。

6.根据权利要求1所述的抗盐抗温微泡沫水基钻井液，其特征在于所述的降滤失剂为磺化酚醛树脂、磺化褐煤树脂、磺化沥青、腐植酸多元共聚物、改性淀粉，可单独使用，也可以复配使用。

7.根据权利要求1所述的抗盐抗温微泡沫水基钻井液，其特征在于所述的润滑剂为聚合醇、聚醚，可单独使用，也可以复配使用。

8.根据权利要求1所述的抗盐抗温微泡沫水基钻井液，其特征在于所述的pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠，可单独使用，也可复配使用。

9.根据权利要求1所述的抗盐抗温微泡沫水基钻井液，其特征在于所述的温度稳定剂为甲酸钠、亚硫酸钠、硫脲，可单独使用，也可复合使用。