CN104194745B - 一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液及其配制方法 - Google Patents

一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液及其配制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104194745B
CN104194745B CN201410409327.4A CN201410409327A CN104194745B CN 104194745 B CN104194745 B CN 104194745B CN 201410409327 A CN201410409327 A CN 201410409327A CN 104194745 B CN104194745 B CN 104194745B
Authority
CN
China
Prior art keywords
working fluid
weight
high density
ultra
drilled
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410409327.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104194745A (zh
Inventor
袁尚贤
叶彬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BAZHOU DADE PETROLEUM TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
BAZHOU DADE PETROLEUM TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BAZHOU DADE PETROLEUM TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical BAZHOU DADE PETROLEUM TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201410409327.4A priority Critical patent/CN104194745B/zh
Publication of CN104194745A publication Critical patent/CN104194745A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104194745B publication Critical patent/CN104194745B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02—Well-drilling compositions
    • C09K8/04—Aqueous well-drilling compositions
    • C09K8/06—Clay-free compositions
    • C09K8/12—Clay-free compositions containing synthetic organic macromolecular compounds or their precursors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)

Abstract

本发明涉及一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液及其配制方法。该保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液含有以下重量份的原料：水100；分散剂4‑12；甲酸盐5‑15；抗高温抗盐复合磺酸盐共聚物2‑5；抗高温提切剂0.1‑0.5；复合封堵剂5‑12；矿粉加重剂120‑300；并且，该超微高密度钻完井工作液的密度为1.7‑2.3g/cm3。本发明还提供了上述超微高密度钻完井工作液的配制方法。本发明提供的超微高密度钻完井工作液适用于钻探深井超深井高压气藏储层，在1.8‑2.3g/cm3的密度条件下，抗温能力能够达到180℃；同时，在完井阶段，具有长时间静止抗高温悬浮稳定能力，满足深井超深井试油完井作业，是一种性能良好的抗高温、抗高压、抗高矿化度的钻完井工作液。

Description

一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液及其 配制方法
技术领域
本发明涉及一种石油开采用钻完井工作液，尤其涉及一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液及其配制方法，属于石油勘探开发技术领域。
背景技术
在钻井、完井、试油等油井作业过程中，致密砂岩气藏属于特低渗油气藏，固相、滤液进入发生作用，极易引起储层有效渗透率降低，损害储层，保护致密砂岩气藏的高密度超微钻完井工作液是其核心技术之一。
目前保护致密砂岩气藏钻完井工作液技术普遍采用的高密度饱和盐水磺化体系、油基钻井液体系、有机盐钻井液体系，由于采用重晶石和铁矿粉加重后固相含量高，高温高压滤失量控制困难，在钻探油气藏目的层时，污染严重，导致致密砂岩气藏有效渗透率降低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液及其配制方法。本发明通过往超微矿粉基液中添加一些抗高温处理剂，从而得到一种具有优良的流变性、较强的抗温和良好的超深致密气藏的储层保护功能的钻完井工作液。
为达到上述目的，本发明提供了一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液，含有以下重量份的原料：
水100；分散剂4-12；甲酸盐5-15；抗高温抗盐复合磺酸盐共聚物2-5；抗高温提切剂0.1-0.5；复合封堵剂5-12；矿粉加重剂120-300；并且，该超微高密度钻完井工作液的密度为1.7-2.3g/cm3。
本发明提供的保护超深高压气藏的超微高密度钻完井工作液是一种高密度水基超微体系。
在本发明提供的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液中，优选地，所述分散剂为聚丙烯酸钠盐、苯乙烯马莱酸酐共聚物、马莱酸酐醋酸乙烯酯共聚物、聚丙烯酰胺盐或者聚羧酸盐，且这些分散剂的分子量为2000-10000，抗温能力达180℃。
在本发明提供的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液中，优选地，所述甲酸盐为工业用甲酸钾和甲酸钠，且该甲酸钾或甲酸钠的纯度为97%以上。
在本发明提供的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液中，优选地，所述抗高温抗盐复合磺酸盐共聚物为三元共聚物降滤失剂、磺酸盐共聚物降滤失剂、腈硅聚合物降滤失剂或其混合物，该三元共聚物降滤失剂抗温能力达到180℃，抗盐、抗钙至饱和；该磺酸盐共聚物降滤失剂抗温能力达200℃，抗盐、抗钙至饱和；该腈硅聚合物降滤失剂抗温能力达240℃，抗盐至饱和。
在本发明提供的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液中，优选地，所述抗高温提切剂为生物聚合物黄原胶，该提切剂抗温达160℃。
在本发明提供的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液中，优选地，所述复合封堵剂包括2-4重量份的超细碳酸钙，该超细碳酸钙的粒径为800目；3-4重量份的磺化沥青，该磺化沥青的软化点为160℃-180℃；0.1-0.5重量份的微硅，该微硅粒径D50为0.1-0.5微米。通过上述三种材料复配成的复合封堵剂，在不添加其它封堵材料的情况下，该超微高密度钻完井工作液可以获得良好的封堵降滤失效果。
在本发明提供的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液中，优选地，所述矿粉加重剂为普通API重晶石、铁矿粉或锰矿，其中API重晶石的密度为4.20-4.30g/cm3以上，纯度在98wt%以上；超微铁矿粉的密度为4.50-4.70g/cm3以上，纯度在98wt %以上；锰矿的密度为4.7 0-4.90g/cm3以上，纯度在98wt %以上。
本发明利用抗高温分散剂对超微矿粉粉体表面进行改性，使微粒空间位阻效应明显提高，大幅度地改善和提高了超微粒子的悬浮稳定性和热稳定性，在井下高温条件下，由于布朗运动和静电斥力的双重作用，克服了微粒聚结趋势，形成分散性良好的胶体微粒体系，热力学稳定性和动力学稳定性进一步增加，配制的超微高密度钻完井工作液相比常规水基钻井液能在井壁更快速形成致密滤饼，保护致密砂岩储层，流变性能、高温高压动态滤失量、滤失造壁性和润滑性有大幅度改善。
本发明还提供了上述超微高密度钻完井工作液的配制方法，其包括以下步骤：
按所需密度将100重量份的水、120-300重量份的矿粉加重剂及4-12重量份的分散剂混合进入球磨机研磨，研磨至矿粉颗粒粒径分布D50达到1-3微米，D90达到4-8微米，将研磨好的混合液作为配制超微高密度钻完井工作液基浆；
于8000-12000转/分的高速搅拌状态下，在上述配制的超微高密度钻完井工作液基浆中依次加入5-15重量份甲酸盐、2-5重量份抗高温抗盐复合磺酸盐共聚物、0.1-0.5重量份抗高温提切剂、5-12重量份复合封堵剂后得到所述超微高密度钻完井工作液。
本发明提供的钻完井工作液是一种能够在超深致密砂岩目的层中使用的高密度钻完井液，与高密度饱和盐磺化水基钻井液相比，具有与油基钻井液相当的润滑性，较高的热稳定性，能够保持更合适的流变性，能够克服常规水基饱和盐水高密度磺化钻井液对储层的伤害，有利于储层的保护。本发明提供的超微高密度钻完井工作液适用于钻进致密砂岩目的层，抗温能力能够达到180℃，抗盐至饱和，并且，具有优良的长时间高温悬浮稳定性，钻井液与完井液之间转化、改造便捷，是一种性能良好的抗高温储层保护钻完井工作液。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
实例1
本实施例提供了一种密度为1.85g/cm3超微高密度钻完井工作液，其是通过以下步骤制备的：
在烧杯中放入300重量份的自来水，加入455重量份的API重晶石粉和12重量份的分散剂，三者充分搅拌后倒入研磨机中研磨至混合液粒径分布D50约1-3微米、D90约4-8微米。
按顺序往上述基浆中加入21重量份甲酸钾、6重量份腈硅降滤失剂、4重量份三元共聚物降滤失剂（两种降滤失剂混合使用效果会更好，有协同增效作用）、0.3重量份黄原胶、16重量份磺化沥青、0.8重量份微硅、12重量份超细CaCO3，在12000转/分的搅拌速度下高搅30分钟，即得到该超微高密度钻完井工作液。
实例2
本实施例提供了一种密度为2.0g/cm3的超微高密度钻完井工作液，其是通过以下步骤制备的：
在烧杯中放入300重量份自来水，加入600重量份API重晶石粉和17.5重量份分散剂，三者充分搅拌后倒入研磨机中研磨至混合液粒径分布D50约1-3微米、D90约4-8微米。
按顺序往上述基浆中加入21重量份甲酸钾、4.5重量份腈硅降滤失剂、4重量份三元共聚物降滤失剂（两种降滤失剂混合使用效果会更好，有协同增效作用）、16重量份磺化沥青、2.0重量份微硅、12重量份超细CaCO3，在12000转/分的搅拌速度下高搅30分钟，即得到该超微高密度钻完井工作液。
实例3
本实施例提供了一种密度为2.3g/cm3的超微高密度钻完井工作液，其是通过以下步骤制备的：
在烧杯中放入300重量份自来水，加入860重量份API重晶石粉和26重量份分散剂，三者充分搅拌后倒入研磨机中研磨至混合液粒径分布D50约1-3微米、D90约4-8微米。
按顺序往上述基浆中加入21重量份甲酸钾、6重量份腈硅降滤失剂、4重量份三元共聚物降滤失剂（两种降滤失剂混合使用效果会更好，有协同增效作用）、12重量份磺化沥青、1.2重量份微硅、12重量份超细CaCO3，在12000转/分的搅拌速度下高搅30分钟，即得到该超微高密度钻完井工作液。
实例1-3中列明的各处理剂来源见表1。
表1各种添加材料来源
1、测试按照上述实例1和实例2配置好的超微高密度钻完井工作液的常规性能，并与同密度的聚磺体系钻井液分别在180℃热滚16小时后，按照水基钻井液测试程序(GB/T16783-1997)分别测得对比性能数据见表2。
表2超微高密度钻完井工作液的常规性能评价（180℃×16h）
从表2的对比评价结果可以看出，实施例1和实施例2的超微高密度钻完井工作液具有较低的粘度和切力，180℃，老化16hr测试高温高压滤失量均小于15ml，流变性能和滤失造壁性均优于同密度的常规聚磺钻井液。
2、按照上述实例2配制好的超微高密度钻完井工作液对其储层保护进行评价，选取了新疆塔里木油田克拉井岩心进行了静态和动态评价。按照SY/T6540-2002《钻井液完井液损害油层室内评价方法》测得试验数据见表3。
表3超微高密度钻完井工作液的储层保护评价
从表3的渗透率恢复值测试结果可以看出，超微高密度钻完井工作液的静态、动态渗透率恢复值均优于同密度的常规聚磺钻井液，说明超微高密度钻完井工作液的储层保护效果明显。
3、高温热稳定性特别是长时间恒温静止热稳定性是石油完井液主要评价指标，将实施例2中配制的超微高密度钻完井工作液高温静止老化时间延长到24小时、48小时、72小时、168小时等，再进行流变性测试，评价实验数据见表4。
表4 超微高密度钻完井工作液的抗高温能力评价实验数据
从表4的抗温能力评价实验结果可以看出，随着高温时间的增长，超微高密度钻完井工作液的粘切基本不变，说明该超微高密度钻完井工作液不但抗高温能力强，而且具备持续高温稳定性，适合于超深井的完井试油作业。
4、对上述实施例2得到的超微高密度钻完井工作液采用专利ZL 2012 20417256.9中提供的装置进行沉降稳定性测试，评价结果见表5。
表5超微高密度钻完井液的沉实程度测试数据
从表5的结果来看，超微高密度钻完井工作液160℃下老化15天后，沉实值1N，说明该超微高密度钻完井工作液高温下，不沉降，稳定性良好。
5、对上述实施例3得到的超微高密度钻完井工作液采用Turbiscan稳定性分析测试仪对样品的近红外稳定性进行测试，测试结果如表6。
表6超微高密度钻完井工作液的稳定性测试数据
由表6中可看出，超微高密度钻完井工作液沉降速度、稳定系数及析水层高度均大大低于常规重晶石悬浮液，表明超微体系钻完井工作液具有优良的悬浮稳定能力。

Claims (1)

1.一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液，其特征在于，含有以下重量份的原料：
水100；分散剂4-12；甲酸盐5-15；抗高温抗盐复合磺酸盐共聚物2-5；抗高温提切剂0.1-0.5；复合封堵剂5-12；矿粉加重剂120-300；并且，该超微高密度钻完井工作液的密度为1.7-2.3g/cm3；
通过以下步骤制得：
按所需密度将100重量份的水、120-300重量份的矿粉加重剂及4-12重量份的分散剂混合进入球磨机研磨，研磨至矿粉颗粒粒径分布D50达到1-3微米，D90达到4-8微米，将研磨好的混合液作为配制超微高密度钻完井工作液基浆；
于8000-12000转/分的高速搅拌状态下，在上述配制的超微高密度钻完井工作液基浆中依次加入5-15重量份甲酸盐、2-5重量份抗高温抗盐复合磺酸盐共聚物、0.1-0.5重量份抗高温提切剂、5-12重量份复合封堵剂后得到所述超微高密度钻完井工作液；
其中，所述分散剂为苯乙烯马来酸酐共聚物、马来酸酐醋酸乙烯酯共聚物、聚丙烯酰胺盐或聚羧酸盐，且这些分散剂的分子量为2000-10000，抗温能力达到180℃；所述甲酸盐为工业用甲酸钾或甲酸钠，该甲酸钾或甲酸钠的纯度为97 wt %以上；所述抗高温抗盐复合磺酸盐共聚物为三元共聚物降滤失剂、腈硅聚合物降滤失剂或其混合物，该三元共聚物降滤失剂抗温能力达到180℃，抗盐、抗钙至饱和；该磺酸盐共聚物降滤失剂抗温能力达200℃，抗盐、抗钙至饱和；该腈硅聚合物降滤失剂抗温能力达240℃，抗盐至饱和；所述抗高温提切剂为生物聚合物黄原胶，该生物聚合物黄原胶抗温达160℃；所述复合封堵剂包括2-4重量份的超细碳酸钙、3-4重量份的磺化沥青和0.1-0.5重量份的微硅；该超细碳酸钙的粒度为800目，该磺化沥青的软化点为160℃-180℃，该微硅的D50为0.1-0.5微米；所述矿粉加重剂为API重晶石、铁矿粉或锰矿。
CN201410409327.4A 2014-08-15 2014-08-15 一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液及其配制方法 Active CN104194745B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410409327.4A CN104194745B (zh) 2014-08-15 2014-08-15 一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液及其配制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410409327.4A CN104194745B (zh) 2014-08-15 2014-08-15 一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液及其配制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104194745A CN104194745A (zh) 2014-12-10
CN104194745B true CN104194745B (zh) 2017-09-19

Family

ID=52080118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410409327.4A Active CN104194745B (zh) 2014-08-15 2014-08-15 一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液及其配制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104194745B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104610937B (zh) * 2015-01-15 2017-07-21 成都西油华巍科技有限公司 一种环保型高密度无固相加重剂及制备方法
CN108384523A (zh) * 2018-03-07 2018-08-10 中石化石油工程技术服务有限公司 一种高温高密度高稳定性工作液
CN108913109B (zh) * 2018-08-01 2021-05-18 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 一种长效稳定型水基完井液及其制备方法
CN110105927A (zh) * 2019-06-11 2019-08-09 中国石油化工股份有限公司 低固相抗高温甲酸盐钻完井液及其制备方法
CN111154462B (zh) * 2020-02-05 2022-05-20 古莱特科技股份有限公司 一种长效稳定型甲酸盐完井液及其制备方法和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103725272A (zh) * 2014-01-16 2014-04-16 中国地质大学（武汉） 一种稳定页岩的水基钻井液

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103725272A (zh) * 2014-01-16 2014-04-16 中国地质大学（武汉） 一种稳定页岩的水基钻井液

Also Published As

Publication number Publication date
CN104194745A (zh) 2014-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104194745B (zh) 一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液及其配制方法
CN109837072A (zh) 一种适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液及其制备方法
CN101864283B (zh) 一种含胺化合物的水基钻井液组合物
US6312515B1 (en) Cementing compositions and the application of such compositions to cementing oil or analogous wells
CN110205104A (zh) 一种强封堵钻井液组合物及其制备方法和其应用
CA1265297A (en) Polymers for use as filtration control aids in drilling muds
CN101851491B (zh) 一种钻井液用降滤失剂的制备方法
CN106675535A (zh) 一种环保水基钻井液及其制备方法
US20140094394A1 (en) High Density Weight Materials for Oil Field Servicing Operations
CN101124307B (zh) 降低钻柱扭矩的添加剂
CN106010484A (zh) 一种强抑制聚醚醇钻井液
Avci et al. The rheology and performance of geothermal spring water-based drilling fluids
CN105189694B (zh) 油基钻液的添加剂
CN104371673A (zh) 一种用于高密度钻井液的加重剂及其制法和含有该加重剂的钻井液
AU2012246128A1 (en) Weighting agent for use in subterranean wells
CN110028938B (zh) 一种超高温高密度试油完井液及其制备方法与应用
CN106634875A (zh) 一种钻井液用降滤失剂及其制备方法
CN103194186A (zh) 一种高密度超微试油工作液及其制备方法
Özkan et al. Investigation of fly ash effect on rheological and filtration properties of drilling muds
Belayneh et al. Effect of nano-silicon dioxide (SiO2) on polymer/salt treated bentonite drilling fluid systems
CN108504339A (zh) 一种适用于致密油藏的水基钻井液及其制备方法和应用
CN103788932B (zh) 油田纳米加重剂
CN108003848B (zh) 超分子材料及其制备方法和在无土相水基钻井液中作为提切剂的应用
CN108384525B (zh) 含超分子材料的水基钻井液用添加剂组合物和水基钻井液及其应用
CN104419389B (zh) 一种用于稳定泥页岩地层的微纳米钻井液及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant