CN103013482B

CN103013482B - 一种复合井壁稳定剂

Info

Publication number: CN103013482B
Application number: CN201310015852.3A
Authority: CN
Inventors: 范树坡; 谢树军; 杜培强
Original assignee: TIANJIN TANGGU HAIDE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Korla Mingyang industry and Trade Co., Ltd.
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2033-01-16
Also published as: CN103013482A

Abstract

本发明公开了一种复合井壁稳定剂,它是由下述以重量百分比计的组分制成的稳定剂：三甲基硅酸钾粉 10-40%；楠木粉 15-35%；石蜡 20-45%；石墨粉 15-25%；本发明的有益效果是：本发明以三甲基硅酸钾粉和楠木粉为相互协同的主要成分，配以石蜡和石墨为辅助成分，用在水基泥浆（包括盐水泥浆）中，具有有效抑制页岩水化膨胀，改善泥饼质量，使之致密坚韧、润滑，稳定泥页岩层井壁；同时也对微裂缝发育的地层有封堵作用，使之不易垮塌而稳定，起到保护井壁的作用。采用本稳定剂减少了钻井事故，降低了综合钻井成本。

Description

一种复合井壁稳定剂

技术领域

本发明涉及一种稳定剂，特别涉及一种复合井壁稳定剂。

背景技术

目前在钻井工程中井壁不稳定，会导致钻井困难或发生事故，为减少事故发生，有时会在泥浆中加入一些相应的化学添加剂。经常应用的有抑制页岩膨胀的化学制剂，如：氯化钙、氯化钾、硅酸钠等无机盐；聚丙烯酰胺钾（KPAM）、丙烯酸类共聚物、沥青、乳化沥青、磺化沥青、腐植酸、腐植酸钾(KHm)等。其中的无机盐类产品在使用过程中作用效果单一，加量大，容易对其他类钻井液处理剂产生不良影响，如无机盐可使一些聚合物处理剂产生盐析而失去或降低使用效果；沥青、乳化沥青、磺化沥青等沥青类产品毒性大，对环境影响较大；聚丙烯酰胺钾（KPAM）、腐植酸钾（KHm）均属单一成分，抑制泥页岩水化分散有一定作用，但对微裂缝发育的地层的防垮塌作用不足。西安石油大学在CN 101362938B公开了一种旨在减少储层粘土膨胀、消除储层伤害的井壁稳定剂。

董殿武在CN101613596B公开了一种井壁稳定剂,按重量百分比该稳定剂由以下组分组成：膨润土30％-50％；水解聚丙烯腈铵盐20％-40％；石墨20％-40％。使用干粉混合设备将以上组分按重量百分比混合制成。该技术成份中铵盐主要作用是降低泥浆的失水量，改善泥饼质量，对抑制泥页岩的水化膨胀作用有限，石墨主要是润滑和填充作用，因而该技术对页岩抑制作用有待加强；大庆石油管理局在CN 101906294A公开了一种用于气体钻井底层出水条件下井壁保护剂，这是一种专门用于气体钻井的防水型井壁稳定剂，对采用普通钻井泥浆钻井的适用性未予以说明。

专利号为200810151054.2的中国专利公开了一种钻井井壁稳定剂，主要用于解决完井过程中井壁不稳、粘土膨胀造成储层伤害的技术问题，该井壁稳定剂由以下重量份的原料组成：二甲基2烯丙基氯化铵占20－35份，二甲基2烯丙基氯化铵－丙烯酰胺聚合物占2－5份，非离子表面活性剂OP－10占1－5份，含氟烷基乙氧基醚醇非离子氟表面活性剂占1－2份，纤维素酶占1－3份，氯化钾占1－5份，水占45－74份。该技术产品是一种液体制剂，存在有效成分含量相对较低，加量较大，运输成本偏高的问题。

申请号为200910032882.9的中国专利，公开了一种复合型井壁稳定剂的制备方法，它包括以下步骤：步骤一，首先将沥青块粉碎成小颗粒，加入轻质油中进行搅拌，在搅拌的作用下使沥青充分分散于轻质油中形成混合溶液；步骤二，将混合溶液进行升温，然后再慢慢地加入发烟硫酸，发烟硫酸加完后保温，在保温的同时搅拌；步骤三，然后再加入氢氧化钠水溶液将pH值调节到7-9，再将油层分离，轻质油可循环使用，反应物经过烘干后得到磺化沥青钠盐；步骤四，将氢氧化钠添加到腐植酸中，反应物经烘干得到腐植酸盐；步骤五，将磺化沥青钠盐与腐植酸盐复配经粉碎得到复合型井壁稳定剂。该方法涉及的配方含有大量的磺化沥青成份，大量使用对环境有较大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能稳定泥页岩层井壁同时也对微裂缝发育的地层有封堵作用的一种复合井壁稳定剂。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种复合井壁稳定剂,它是由下述以重量百分比计的组分制成的稳定剂：

三甲基硅酸钾粉 10-40% 楠木粉 15-35%

石蜡 20-45% 石墨粉 15-25%

本发明的有益效果是：本发明以三甲基硅酸钾粉和楠木粉为相互协同的主要成分，配以石蜡和石墨为辅助成分，用在水基泥浆（包括盐水泥浆）中，具有有效抑制页岩水化膨胀，改善泥饼质量，使之致密坚韧、润滑，稳定泥页岩层井壁；同时也对微裂缝发育的地层有封堵作用，使之不易垮塌而稳定，起到保护井壁的作用。采用本稳定剂减少了钻井事故，降低了综合钻井成本。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明进行详细描述。

本发明的一种复合井壁稳定剂,它是由下述以重量百分比计的组分制成的稳定剂：

三甲基硅酸钾粉 10-40% 楠木粉 15-35%

石蜡 20-45% 石墨粉 15-25%

制备本发明的稳定剂的配方优选的重量配比范围是：

三甲基硅酸钾粉 25—30% 楠木粉 30-33%

石蜡 25-30% 石墨粉 15-20%

优选的三甲基硅酸钾粉的质量百分纯度不小于90%，优点是三甲基硅酸钾具有非常好的抑制泥页岩水化的作用，但通常多为液体产品，本技术采用纯度大于90%的粉剂产品，既降低加量，又方便运输和与其他成分的混合。

优选的楠木粉的质量百分纯度不小于90%，优点是：它是从野生植物中提取的天然植物高分子材料,具有良好的水溶胀桥接封堵功能,粘附性强,不受粒径匹配限制，是一种环保产品,由于它具有无毒、无害.不污染环境等特点，要求纯度大于90%是考虑到成本与作用效果的综合。

优选的石蜡采用符合国标的62号石蜡，优点是石蜡具有一定的润滑性和对微裂缝的封堵作用，选用62号蜡成本适当，软化点稍高一点，有利于低温磨粉。当然也可以采用58或60号蜡。

优选的石墨粉采用鳞片状粉末，碳的质量百分纯度不小于93%，优点是石墨是一种被应用于石油钻井泥浆中的固体润滑剂，它可降低泥饼的摩阻系数，预防粘附卡钻。本技术采用鳞片状细粉，应用过程中在钻井液的流动作用下，有利于在泥饼上形成类似鱼鳞状的薄层，可增强它的润滑效果，同时可降低泥饼的渗透率。

本发明采用的组分均可在市场购得。

本发明的复合井壁稳定剂的制备方法：将石蜡在低温下磨成100目的细粉，按上述重量配比将四种原料准确计量，置于双螺旋物料混拌机中搅拌20-30分钟即得产品。

实施例1

以重量百分比计取原料：三甲基硅酸钾粉 10% 楠木粉 35% 石蜡 30% 石墨粉 25%

所述的三甲基硅酸钾粉的质量百分纯度为90%；所述的楠木粉的质量百分纯度为90%；

所述的石蜡为符合国标的62号石蜡；所述的石墨粉为鳞片状粉末，碳的质量百分纯度为93%。

将石蜡在低温下磨成100目的细粉，按上述重量配比将四种原料准确计量，置于双螺旋物料混拌机中搅拌20分钟即得产品。

经使用测试：岩心水化膨胀率：51%；泥浆失水量：22ml。

实施例2

以重量百分比计取原料：三甲基硅酸钾粉 40% 楠木粉 15% 石蜡 20% 石墨粉 25%

所述的三甲基硅酸钾粉的质量百分纯度为90.5%；所述的楠木粉的质量百分纯度为91%；

所述的石蜡为符合国标的62号石蜡；所述的石墨粉为鳞片状粉末，碳的质量百分纯度为94%。

经使用测试：岩心水化膨胀率：21%；泥浆失水量：28ml。

实施例3

以重量百分比计取原料：三甲基硅酸钾粉 20% 楠木粉 20% 石蜡 45% 石墨粉 15%

所述的三甲基硅酸钾粉的质量百分纯度为92%；所述的楠木粉的质量百分纯度为90.5%；

所述的石蜡为符合国标的58号石蜡；所述的石墨粉为鳞片状粉末，碳的质量百分纯度为93.5%。

经使用测试：岩心水化膨胀率：30%；泥浆失水量：28ml。

实施例4

以重量百分比计取原料：三甲基硅酸钾粉 30% 楠木粉 30% 石蜡 25% 石墨粉 15%

所述的石蜡为符合国标的62号石蜡；所述的石墨粉为鳞片状粉末，碳的质量百分纯度为93.5%。

经使用测试：岩心水化膨胀率：23%；泥浆失水量：22ml。

实施例5

以重量百分比计取原料：三甲基硅酸钾粉 26% 楠木粉 31% 石蜡 27% 石墨粉 16%

将石蜡在低温下磨成100目的细粉，按上述重量配比将四种原料准确计量，置于双螺旋物料混拌机中搅拌30分钟即得产品。

所述的三甲基硅酸钾粉的质量百分纯度为91%；所述的楠木粉的质量百分纯度为90.5%；

所述的石蜡为符合国标的62号石蜡；所述的石墨粉为鳞片状粉末，碳的质量百分纯度为95%。

经使用测试：岩心水化膨胀率：25%；泥浆失水量：21ml。

实施例6

以重量百分比计取原料：三甲基硅酸钾粉 27% 楠木粉 33% 石蜡 25% 石墨粉 15%

将石蜡在低温下磨成100目的细粉，按上述重量配比将四种原料准确计量，置于双螺旋物料混拌机中搅拌25分钟即得产品。

所述的三甲基硅酸钾粉的质量百分纯度为90.5%；所述的楠木粉的质量百分纯度为90.5%；

经使用测试：岩心水化膨胀率：25%；泥浆失水量：20ml。

实施例7

以重量百分比计取原料：三甲基硅酸钾粉 25% 楠木粉 30% 石蜡 30% 石墨粉 15%

经使用测试：岩心水化膨胀率：27%；泥浆失水量：21ml。

实施例8

以重量百分比计取原料：三甲基硅酸钾粉 25% 楠木粉 25% 石蜡 30% 石墨粉 20%

经使用测试：岩心水化膨胀率：28%；泥浆失水量：23ml。

实施例9

所述的三甲基硅酸钾粉的质量百分纯度为80%；所述的楠木粉的质量百分纯度为85%；

所述的石蜡为符合国标的58号石蜡；所述的石墨粉碳的质量百分纯度为80%。

经使用测试：岩心水化膨胀率：76%；泥浆失水量：45ml。

Claims

1.一种复合井壁稳定剂,其特征在于：它是由下述以重量百分比计的组分制成的稳定剂：

三甲基硅酸钾粉 10-40％楠木粉 15-35％

石蜡 20-45％石墨粉 15-25％。

2.根据权利要求1所述的复合井壁稳定剂,其特征在于：它是由下述以重量百分比计的组分制成的稳定剂：

三甲基硅酸钾粉25—30％楠木粉 30-33％

石蜡 25-30％石墨粉 15-20％。

3.根据权利要求1或2所述的复合井壁稳定剂,其特征在于：所述的三甲基硅酸钾粉的质量百分纯度不小于90％。

4.根据权利要求1或2所述的复合井壁稳定剂,其特征在于：所述的楠木粉的质量百分纯度不小于90％。

5.根据权利要求1或2所述的复合井壁稳定剂,其特征在于：所述的石蜡为符合国标的62号石蜡。

6.根据权利要求1或2所述的复合井壁稳定剂,其特征在于：所述的石墨粉为鳞片状粉末，碳的质量百分纯度不小于93％。