CN102786917B

CN102786917B - 深部找矿复杂地层psp新型无固相钻井液

Info

Publication number: CN102786917B
Application number: CN201110322522.XA
Authority: CN
Inventors: 吴景华; 谢俊革; 高成梁; 刘莉莎; 彭第; 黄静莉; 黄非
Original assignee: Changchun Institute Technology
Current assignee: Changchun Institute Technology
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2031-10-21
Also published as: CN102786917A

Abstract

本发明涉及一种深部找矿复杂地层PSP新型无固相钻井液，其特征在于按重量百分数包括以下原料：聚乙烯醇0.9—1.1%、硼砂0.25—0.35%、ST-1植物胶0.02—0.04%、非水解聚丙烯酰胺PAM0.08—0.1%；配制时首先将聚乙烯醇在常温水中，经过48小时溶解好后，再将ST-1植物胶及硼砂同时加入，搅拌50—60分钟，最后加入在常温水中经24小时预溶好的非水解聚丙烯酰胺PAM，再搅拌20分钟至均匀。其具有较强的护壁防塌性、较好的流变特性、配制简单易操作且材料环保。

Description

深部找矿复杂地层PSP新型无固相钻井液

技术领域

本发明涉及一种深部找矿复杂地层PSP新型无固相钻井液，是一种在深部找矿中钻进地层复杂所用冲洗液，属于地质勘探的钻探工程中冲孔护壁的方法。

背景技术

深部找矿已成我国找矿的新目标和领域，深部找矿工作量愈来愈大。深部找矿，地层更复杂，钻探取样难度更大，孔壁稳定性更难以保证；特别是我国的危机矿山深部找矿，深度已达4000米，随着深部找矿工作量和找矿深度的进一步增加，需要解决孔壁失稳，护壁困难；回转阻力大，动力和材料消耗大，孔内事故多；钻进效率低等问题。目前地质勘探中维护孔壁稳定的方法有冲洗液、入套管、注入浆液等方法。现常用泥浆配方：钙膨润土粉5%；纯碱 0.15 % ；羧甲基纤维素钠盐(Na—CMC)（预溶2%Na-cmc的溶液）0.25 % ； KP （防塌剂）1% ；水解聚丙烯腈-铵盐（NH₄-HPAN）(预溶4% HPAN的溶液) 0.5 % ；水解聚丙烯酰胺PHP（预溶1% PHP的溶液） 0.1 %；其余为水。此配方在API的条件下失水量为18毫升。浸泡砂样开裂，说明失水量大，会对孔壁有危害作用。由于此配方中加入钙膨润土粉，会在岩石表面形成泥垫，使钻进效率降低。常用无固相冲洗液配方：水解聚丙烯酰胺PHP（预溶1% PHP的溶液）0.5%；羧甲基纤维素钠盐(预溶Na—CMC)（2%Na-cmc的溶液）0.2 % ；氯化钾1%；其余为水。在API条件下全失水，浸泡粘土样24小时有裂缝，砂样掉粒。说明失水量太大，护壁防塌性不强。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深部找矿复杂地层PSP新型无固相钻井液，其能实现在深部找矿时维护孔壁稳定，具有较强的护壁防塌性、较好的流变特性、配制简单易操作且材料环保。

本发明的技术方案是这样实现的：深部找矿复杂地层PSP新型无固相钻井液，其特征在于按重量百分数包括以下原料：聚乙烯醇0.9—1.1%、硼砂0.25—0.35%、ST-1植物胶0.02—0.04%、非水解聚丙烯酰胺PAM0.08—0.1%；配制时首先将聚乙烯醇在常温水中，经过48小时溶解好后，再将ST-1植物胶及硼砂同时加入，搅拌50—60分钟，最后加入在常温水中经24小时预溶好的非水解聚丙烯酰胺PAM，再搅拌20分钟至均匀。

本发明的积极效果是具有较强的护壁防塌性、较好的流变特性、配制简单易操作且材料环保。

地质勘探的钻探中所用冲洗液评价主要是用粘度、失水量、流变参数、浸泡岩样这四个指标。

Figure 201110322522X100002DEST_PATH_IMAGE002

岩样浸泡７2小时未散。

漏斗黏度：在钻井过程中钻井液黏度越低泵压越小，钻井所需动力越小。过高的黏度会使钻头产生泥包，不利于钻进，黏度过低不利于钻屑的悬浮。

失水量：在井中液体压力差的作用下，钻井液中的自由水通过井壁孔隙或裂隙向地层中渗透，称为钻井液的失水。失水的同时，钻井液中的高分子聚合物快速吸附在井壁上形成致密的膜（类泥皮），称为造壁。失水量越小对孔壁危害越小。

流变参数：钻井液的流变性是指在外力作用下钻井液发生流动和变形的特性即作用于液体的层间剪切应力与液体变形流动的特性，其中流动是主要的方面，它以钻井液的粘稠度为主要研究对象。动静切应力、触变性、剪切稀释性等等都属于钻井液的流变性能，钻井液流变性是钻井液的一项基本性能，由于钻井液的组成不同，其变形和流动遵循的流变方程及其特性参数即流变参数也各不相同，PSP新型无固相钻井液属于幂律流体，其流动特点是：一旦有剪切力作用，流体便开始流动，即流动静止时不会形成凝胶强度。

浸泡岩样：把钻孔中孔壁最不稳定孔段的岩石样品（简称岩样），或者人工配制的岩样，如纯砂压成的砂块和粘土岩样等，放到钻井液中浸泡，观察岩样表面的变化，并记下自岩样放入钻井液时起到岩样表面开始散落的时间，该时间称为岩样浸泡时间，并将其作为评价钻井液胶结岩石性能的指标。显然，对相同的岩样，使岩样浸泡时间长的钻井液，胶结该岩样的性能相对较好（浸泡岩样图片）。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述，实施例为进一步阐明本发明的特点，不等同于限制本发明，对于本领域的技术人员依照本发明进行的更改，均应包含在本发明的保护范围之内。

实施例1

按重量百分数包括以下原料：聚乙烯醇0.9%、硼砂0.25%、ST-1植物胶0.02%、非水解聚丙烯酰胺PAM0.08%；配制时首先将聚乙烯醇在常温水中，经过48小时溶解好后，再将ST-1植物胶及硼砂同时加入，搅拌55分钟，最后加入在常温水中经24小时预溶好的非水解聚丙烯酰胺PAM，再搅拌20分钟至均匀。

所述的聚乙烯醇是主剂，利用它的醇解性、聚合性、水溶性与结晶性等物理性质和诸多的化学特性配成具有交联作用完整而稳定的钻井液。聚乙烯醇是1788类型的，在常温下聚乙烯醇需预溶解。ST-1植物胶是一种天然植物高分子聚合物，有很好的亲水性和可溶性，其胶液经过适当的改性处理后具有良好的粘结性、粘滞性、降失水性、流变性、润滑性、防塌、携岩和减震性能，对岩心可起到很好的保护作用，此类钻井液已广泛应用于复杂破碎地层的勘探取心中，可获得较高的取心率。而ST-1胶也是高分子材料，ST-1胶也进行预溶解，在溶解过程中，加入少量的氢氧化钠，不但可以加快溶解过程，而且可以调节配制钻洗液的PH值。硼砂作为交联剂（交联聚乙烯醇）。非水解聚丙烯酰胺（PAM）具有良好的热稳定性；PAM分子链很长，这就使它能在两个粒子之间架桥，加速粒子的沉降，是很好的絮凝剂易溶于冷水。配制过程中首先将溶解好的聚乙烯醇、ST-1胶及硼砂同时加入，搅拌适当的时间，最后加入PAM搅拌，因为它具有优良的增稠、絮凝、沉降、过滤、增黏、助留、净化等功能。

实施例2

按重量百分数包括以下原料：聚乙烯醇1.1%、硼砂0.35%、ST-1植物胶0.04%、非水解聚丙烯酰胺PAM0.1%；配制时首先将聚乙烯醇在常温水中，经过48小时溶解好后，再将ST-1植物胶及硼砂同时加入，搅拌60分钟，最后加入在常温水中经24小时预溶好的非水解聚丙烯酰胺PAM，再搅拌20分钟至均匀。

实施例3

按重量百分数包括以下原料：聚乙烯醇1.0%、硼砂0.30%、ST-1植物胶0.03%、非水解聚丙烯酰胺PAM0.09%；配制时首先将聚乙烯醇在常温水中，经过48小时溶解好后，再将ST-1植物胶及硼砂同时加入，搅拌50分钟，最后加入在常温水中经24小时预溶好的非水解聚丙烯酰胺PAM，再搅拌20分钟至均匀。

Claims

1.深部找矿复杂地层PSP新型无固相钻井液，其特征在于按重量百分数包括以下原料：聚乙烯醇0.9—1.1%、硼砂0.25—0.35%、ST-1植物胶0.02—0.04%、非水解聚丙烯酰胺PAM0.08—0.1%；配制时首先将聚乙烯醇在常温水中，经过48小时溶解好后，再将ST-1植物胶及硼砂同时加入，搅拌50—60分钟，最后加入在常温水中经24小时预溶好的非水解聚丙烯酰胺PAM，再搅拌20分钟至均匀。