CN103642472A - 一种水基正电强抑制防塌钻井液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水基正电强抑制防塌钻井液，包括以下质量百分比的成分：0.02%-0.03%清洁剂、0.80%-1.0%钻井液用正电结构剂、0.5%-1.0%水解聚丙烯腈复合铵盐、1.5%-2.0%钻井液用防塌稀释降滤失量剂SN树脂、0.1%烧碱NaOH、0.1%-0.2%钻井液用硅氟抗高温降粘剂、0.5%-1%抗高温降滤失剂，余量为清水。该钻井液的流变性能、钻头清洁能力及防垮塌能力得到改善，进而有利于实现钻井液低固相、防钻头泥包，提高机械钻速，同时无外排钻井液问题减少了对环境的污染。

Description

一种水基正电强抑制防塌钻井液
技术领域
本发明涉及石油天然气钻井领域，特别是涉及一种水基正电强抑制防塌钻井液。
背景技术
多年来,在二连油田的探井及评价井施工中，一直采用聚合物钻井液体系，特别是近几年采用钾铵基聚合物防塌钻井液体系后解决了钻井施工中的诸多井下问题，特别是为实现钻井液低固相做出了积极的贡献，为安全、快速钻井施工提供了有利的技术保障。随着钻井速度的逐年提高，起下钻次数的减少，聚合物钻井液中存在的某些不足，也就逐渐显现出来，如钻井液结构较强，在快速钻进中大分子聚合物加入钻井液中不能快速溶解、起效，井壁清洁效果不是十分理想等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种有利于实现钻井液低固相、防钻头泥包，提高机械钻速，同时无外排钻井液问题减少了对环境的污染的水基正电强抑制防塌钻井液。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种水基正电强抑制防塌钻井液，包括以下质量百分比的成分：0.02%-0.03%清洁剂、0.80%-1.0%钻井液用正电结构剂、0.5%-1.0%水解聚丙烯腈复合铵盐、1.5%-2.0%钻井液用防塌稀释降滤失量剂SN树脂、0.1%烧碱NaOH、0.1%-0.2%钻井液用硅氟抗高温降粘剂、0.5%-1%抗高温降滤失剂，余量为清水。
所述清水是指经测试矿化度小于3000ppm,不含表面活性剂的工业用水。
所述清洁剂是SDRH-4。
所述正电结构剂SDZJ，是一种分子式为CH3·CH2·CHOC·KCI·C8HC6H40(CH2O)10H的聚合物。
所述钻井液用防塌稀释降滤失量剂SN树脂是一种分子式为[(CH2)3C6H2OHC6H2OHSO3Na]X的化合物；抗高温降滤失剂KJAN为腐殖酸、褐煤共聚物。
所述水解聚丙烯腈复合铵盐为NPAN-2、钻井液用硅氟抗高温降粘剂为SF-260，SF-260是一种分子式为C2H5·SiO·CF3·CH3的黑色黏稠液体。
本发明的有益效果是：应用了正电结构剂防塌钻井液体系，很好地解决了钻井施工存在的问题，满足了地质录井的要求，钻井液流变性能好，起下钻顺畅，为安全快速钻井施工提供了井眼保障。
具体实施方式
下面结合体实施方式对本发明作进一步详细说明：
本发明的水基正电强抑制防塌钻井液，包括以下质量百分比的成分：0.02%-0.03%清洁剂、0.80%-1.0%钻井液用正电结构剂、0.5%-1.0%水解聚丙烯腈复合铵盐、1.5%-2.0%钻井液用防塌稀释降滤失量剂SN树脂、0.1%烧碱NaOH、0.1%-0.2%钻井液用硅氟抗高温降粘剂、0.5%-1%抗高温降滤失剂，余量为清水。
所述清水是指经测试矿化度小于3000ppm,不含表面活性剂的工业用水。
所述清洁剂是SDRH-4，可以在钻头表面、钻屑和钻井液中的粘土颗粒上发生静电作用和物理、化学吸附。能改善钻具金属表面吸附特性减少钻头泥包，改善钻井液的润滑效果。
所述正电结构剂SDZJ，是一种分子式为CH3·CH2·CHOC·KCI·C8HC6H40(CH2O)10H的聚合物，其外观为白色液体；抑制剂为了提高钻井液抑制性，使得粘土不易水化分散。
所述钻井液用防塌稀释降滤失量剂SN树脂是一种分子式为[(CH2)3C6H2OHC6H2OHSO3Na]X的化合物，其外观为黑黄色或灰色固体粉末；抗高温降滤失剂KJAN为腐殖酸、褐煤共聚物，其外观为黑色固体粉末，抗温达180℃。起到把钻井液中的自由水变为束缚水，防止水渗入地层及钻屑水化。
所述流型调节剂为水解聚丙烯腈复合铵盐NPAN-2、钻井液用硅氟抗高温降粘剂SF-260；SF-260是一种分子式为C2H5·SiO·CF3·CH3的黑色黏稠液体；流型调节剂主要用于改善钻井液流型及抗温能力。
所述NaOH是工业烧碱，主要用于钻井液PH值的调整。
正电结构剂是带正电荷的大分子，它与粘土矿物之间存在着很强的作用力，能减少外来流体对油气层的损害，能稳定粘土并抑制其水化膨胀。正电结构剂是一种季胺盐类带正电荷化合物,为一种有机正电聚合物。在钻井液中它用作流型调节剂或结构形成剂；因为加入它后钻井液的整个体系可形成一个强度高、不宜破坏的正电性结构网,既形成了正电结构剂钻井液体系,这种体系有较高的YP/PV动塑比值和满意的流变参数。用正电结构剂处理的钻井液体系机械钻速高；井筒和井底的清洗效果好。正电结构剂本身的抗温能力在200℃以上。
正电结构剂具有良好的抑制、包被作用，施工中易于对钻井液的结构进行调整，使用方法简单，和以前使用的聚丙烯酸钾相比，正电结构剂加入后，能快速在钻井液中起效，也不会造成在快速钻进时不能及时加入大分子抑制剂的问题，有利于控制钻井液低固相，对钻井液性能控制、保证起下钻顺畅都有着很好的效果。
本发明的水基正电强抑制防塌钻井液，包括以下质量百分比的成分：96.5-95.5%清水、0.02-0.03%清洁剂、0.80-1.0%正电结构剂、0.5-1.0%水解聚丙烯腈复合铵盐NPAN-2、1.5-2.0%钻井液用防塌稀释降滤失量剂SN树脂、0.1%NaOH、0.1-0.2%钻井液用硅氟抗高温降粘剂SF-260、0.5%-1%抗高温降滤失剂KJAN。
所述钻井液用正电结构(SDZJ)剂生产厂家滨州市立德石油科技有限公司。
所述清洁剂是SDRH-4，生产厂家为滨州市立德石油科技有限公司。
水解聚丙烯腈复合铵盐NPAN-2，生产厂家为石家庄华莱鼎盛科技有限公司。
钻井液用防塌稀释降滤失剂（SN树脂），生产厂家为石家庄华莱鼎盛科技有限公司。
抗高温降滤失剂（KJAN），生产厂家为石家庄华莱鼎盛科技有限公司。
钻井液用硅氟抗高温降粘剂SF-260生产厂家为河北硅谷化工有限公司。
下面对本发明使用进行说明：
1.二开预处理：二开预处理在一开钻井液基础上进行，将一开钻井液充分除砂后，加入0.8-1％正电结构剂，0.5-1％NPAN-2，粘度调整至30-30秒左右，施工中如果粘度偏低用土粉调整，一般情况下搬土含量在30-40g/l；降滤失剂、清洁剂在钻至相应地层按配方比例加入。
2.维护处理
2.1钻进中维护采用正电结构剂、NPAN-2胶液对钻井液进行维护。对于造浆能力较强的的上部井段，维护胶液的使用原则是“低浓度、大剂量”以维持钻井液的低粘切，同时加入0.02-0.03%清洁剂，改善了钻头、钻具和钻屑的表面性质，钻头泥包现象大为减轻，改善了钻井液的润滑效果，钻井提速效果明显。为保证钻井液性能的优良，正电结构剂在钻井液中的有效含量不低于0.8%、NPAN-2在钻井液中的有效含量不低于0.5%，一般最佳使用量在1%左右，清洁剂在钻井液中含量维持在0.02-0.03%。
2.2为提高上部井眼的稳定性，在造浆相对减弱后，以及出现明显泥岩掉块时，可采取直接加入1-2%的降滤失防塌类处理剂，改善钻井液泥饼质量，降低滤失量使其达到设计要求，在以后的钻进过程中，视情况随时补充加入，钻至腾一段中下部井段后，降滤失防塌处理剂的有效含量达到2%、抗高温降滤失剂含量达到1%，及时检测钻井液的高温、高压滤失量，提高钻井液在深井段的抗温能力。
2.3钻井液粘切以满足携带钻屑为原则，在保证携带钻屑的前提下，使用低粘切，保证钻井液对井壁的清洗效果，从根本上杜绝了起下钻困难的问题。
2.4对于生产用水矿化度较高的施工井，维护处理时配合使用加入少量的烧碱（加量为0.1%），遇有切力较大时，使用SF-260调整钻井液的流变参数。
2.5全井保证正电结构剂的有效含量不低于0.8%
综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (6)

1.一种水基正电强抑制防塌钻井液，其特征在于，包括以下质量百分比的成分：0.02%-0.03%清洁剂、0.80%-1.0%钻井液用正电结构剂、0.5%-1.0%水解聚丙烯腈复合铵盐、1.5%-2.0%钻井液用防塌稀释降滤失量剂SN树脂、0.1%烧碱NaOH、0.1%-0.2%钻井液用硅氟抗高温降粘剂、0.5%-1%抗高温降滤失剂，余量为清水。
2.根据权利要求1所述的水基正电强抑制防塌钻井液，其特征在于，所述清水是指经测试矿化度小于3000ppm,不含表面活性剂的工业用水。
3.根据权利要求1所述的水基正电强抑制防塌钻井液，其特征在于，所述清洁剂是SDRH-4。
4.根据权利要求1所述的水基正电强抑制防塌钻井液，其特征在于，所述正电结构剂SDZJ，是一种分子式为CH3·CH2·CHOC·KCI·C8HC6H40(CH2O)10H的聚合物。
5.根据权利要求1所述的水基正电强抑制防塌钻井液，其特征在于，所述钻井液用防塌稀释降滤失量剂SN树脂是一种分子式为[(CH2)3C6H2OHC6H2OHSO3Na]X的化合物；抗高温降滤失剂KJAN为腐殖酸、褐煤共聚物。
6.根据权利要求1所述的水基正电强抑制防塌钻井液，其特征在于，所述水解聚丙烯腈复合铵盐为NPAN-2、钻井液用硅氟抗高温降粘剂为SF-260，SF-260是一种分子式为C2H5·SiO·CF3·CH3的黑色黏稠液体。
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