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王平全
雷晓岚
罗平亚
李红梅
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Abstract

本发明一种水基钻井液及其制备方法涉及一种用于钻孔或钻井的液态组合物及其制备方法。本发明的水基钻井液，其原料是由下述质量比的成分组成：钠膨润土40-60；钻井液用乳化石蜡10-20；钻井液用两性离子聚合物强包被剂10-20；钻井液用防塌降降滤失剂10-20；两性离子聚合物降粘剂10-20；水1000。本发明提供的一种水基钻井液与现有的同类产品比较，具有以下有益效果:（1）对水化地层具有更好的抑制水化作用；（2）更有效的封堵微裂缝，大大减少井漏几率；（3）形成的泥饼强度高；（4）泥饼渗透率低；（5）泥饼润滑性好；（6）对地层污染程度低；（7）安全性高。

Description

一种水基钻井液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于钻孔或钻井的液态组合物及其制备方法。
背景技术
近年来，随着石油开采的程度不断加深，遇到易水化且微裂缝发育的地层的频率越来越高，这对钻井技术要求也越来越苛刻。而与无水化地层的应力分布不同，水化使地层的周向应力和径向应力绝对值的最大值出现在近井壁地层内，井壁周向应力和径向应力差增加，岩石的机械强度降低，抵抗剪切破坏、张性破裂的能力减弱，井壁的失稳率增加。而地层中井壁不稳定会导致许多问题以及严重的后果，比如逾期完工，成本增加，井壁冲蚀，井涌，泥浆漏失，井壁破损，泥包钻头等。同时微裂缝发育的地层易产生严重井漏。在钻井的过程中发生井漏时，如果不能得到有效的封堵，将会造成更严重的事故，如井喷，井塌等，使得钻井周期变长延缓施工时间。井漏的发生还会导致不能取得砂样，从而使地质录井工作无法进行，干扰地质录井对地层的鉴别，甚至危害到对油气资料的分析。当漏层位于储存段时，由于大量的堵漏材料的进入，将会对储存造成严重的伤害。
为此，针对易水化且微裂缝发育的地层，国内外专家做了大量的研究，研发了大量的处理剂，形成了多种钻井液体系。但是目前的水基钻井液体系对地层水化的抑制、封堵效果都不佳，且配方复杂、成本高。
发明内容
本发明的目的是:为了解决在钻井过程中，钻遇易水化、渗透率高、微裂缝发育的地层时，因地层水化和微裂缝发育引起的井蚀、井涌、井喷、井塌、井漏等问题，特提供一种抑制、封堵效果良好的水基钻井液。
本发明还提供了上述水基钻井液的制备方法。
本发明一方面提供了一种水基钻井液，其原料是由下述质量比的成分组成：
钠膨润土40-60；钻井液用乳化石蜡10-20；钻井液用两性离子聚合物强包被剂10-20；钻井液用防塌降降滤失剂10-20；两性离子聚合物降粘剂10-20；水1000。
优选地，该水基钻井液的pH为10。
本发明另一方面提供了一种水基钻井液的制备方法，包括向水中加入钠膨润土，在200r/min条件下搅拌120min后，在700r/min条件下搅拌30min，再在室温下密封放置48h后在700r/min搅拌条件下加入钻井液用乳化石蜡搅拌20min，再静置10min；静置结束后在700r/min条件下加入钻井液用两性离子聚合物强包被剂搅拌20min，再静置10min；静置结束后在700r/min搅拌条件下加入钻井液用防塌降降滤失剂搅拌20min，再静置10min；静置结束后在高速电动搅拌条件下加入两性离子聚合物降粘剂搅拌20min，再静置10min；静置结束后在使用NaOH调节体系PH为10，继续搅拌30min，即得。
优选地，所述的NaOH质量百分浓度为40%。
本发明者能用于微裂缝发育、易水化的地层，并且能够有效地抑制地层水化膨胀，良好地封堵地层微裂缝，大大降低钻井风险的一种水基井液。
本发明提供的一种水基钻井液与现有的同类产品比较，具有以下有益效果:（1）对水化地层具有更好的抑制水化作用；（2）更有效的封堵微裂缝，大大减少井漏几率；（3）形成的泥饼强度高；（4）泥饼渗透率低；（5）泥饼润滑性好；（6）对地层污染程度低；（7）安全性高。
具体实施方式
下述实施例中使用的原料均为市场上销售产品，购置时严格按行业标准或企标检验，合格者才能使用，具体见表1。下述实施例以及表1中所述的内容仅用于本发明的举例说明，并不能限制本发明的保护范围。
实施例一
先量取1000克的自来水，加入50克钠膨润土，200r/min条件下搅拌120min后，700r/min条件下搅拌30min，在室温下密封养护24h后在700r/min搅拌条件下加入15克钻井液用乳化石蜡DY-027搅拌20min，再静置10min；静置结束后在700r/min动搅拌条件下加入15克钻井液用两性离子聚合物强包被剂FA-367搅拌20min，再静置10min；静置结束后在700r/min搅拌条件下加入15克钻井液用防塌降降滤失剂CMJ-2搅拌20min，再静置10min；静置结束后在高速电动搅拌条件下加入15克两性离子聚合物降粘剂XY-27搅拌20min，再静置10min；静置结束后在高速电动搅拌条件下再缓慢滴加质量百分浓度为40%的NaOH调节体系PH为10，继续搅拌30min，制得该水基钻井液1。
经检测，其性能测试结果如表2。
注：1）原浆为5%钠膨润土浆；2）回收率选用6-10目四川红层土，过40目结果；3）岩心为钠膨润土经岩心制样机制成，用线性膨胀仪测定岩心线性膨胀率；4）封堵能力用填砂法测得，条件为105℃/600psi/30min，然后用清水在105℃/600psi/5min下测定其渗透率Kw；5）用渗透率4.78×10-4mD的标准泥饼测试钻井液泥饼渗透率降低率；6）用泥饼针入度仪测定HTHP泥饼强度；7）用极压润滑仪测定润滑系数。
 
实施例二
先量取1000克的自来水，加入50克钠膨润土，200r/min条件下搅拌120min后，700r/min条件下搅拌30min，在室温下密封养护24h后在700r/min搅拌条件下加入15克钻井液用乳化石蜡DY-027搅拌20min，再静置10min；静置结束后在700r/min动搅拌条件下加入13克钻井液用两性离子聚合物强包被剂FA-367搅拌20min，再静置10min；静置结束后在700r/min搅拌条件下加入15克钻井液用防塌降降滤失剂CMJ-2搅拌20min，再静置10min；静置结束后在高速电动搅拌条件下加入12克两性离子聚合物降粘剂XY-27搅拌20min，再静置10min；静置结束后在高速电动搅拌条件下再缓慢滴加质量百分浓度为40%的NaOH调节体系PH为10，继续搅拌30min，制得该水基钻井液2。
 
实施例三
先量取1000克的自来水，加入40克钠膨润土，200r/min条件下搅拌120min后，700r/min条件下搅拌30min，在室温下密封养护48h后在700r/min搅拌条件下加入10克钻井液用乳化石蜡DY-027搅拌20min，再静置10min；静置结束后在700r/min动搅拌条件下加入10克钻井液用两性离子聚合物强包被剂FA-367搅拌20min，再静置10min；静置结束后在700r/min搅拌条件下加入10克钻井液用防塌降降滤失剂CMJ-2搅拌20min，再静置10min；静置结束后在高速电动搅拌条件下加入10克两性离子聚合物降粘剂XY-27搅拌20min，再静置10min；静置结束后在高速电动搅拌条件下再缓慢滴加质量百分浓度为40%的NaOH调节体系PH为10，继续搅拌30min，制得该水基钻井液3。
经检测，其性能效果如表3。
 注：1）原浆为4%钠膨润土浆；2）回收率选用6-10目四川红层土，过40目结果；3）岩心为钠膨润土经岩心制样机制成，用线性膨胀仪测定岩心线性膨胀率；4）封堵能力用填砂法测得，条件为105℃/600psi/30min，然后用清水在105℃/600psi/5min下测定其渗透率Kw；5）用渗透率4.78×10-4mD的标准泥饼测试钻井液泥饼渗透率降低率；6）用泥饼针入度仪测定HTHP泥饼强度；7）用极压润滑仪测定润滑系数。
 
实施例四
先量取1000克的自来水，加入60克钠膨润土，200r/min条件下搅拌120min后，700r/min条件下搅拌30min，在室温下密封养护48h后在700r/min搅拌条件下加入20克钻井液用乳化石蜡DY-027搅拌20min，再静置10min；静置结束后在700r/min动搅拌条件下加入20克钻井液用两性离子聚合物强包被剂FA-367搅拌20min，再静置10min；静置结束后在700r/min搅拌条件下加入20克钻井液用防塌降降滤失剂CMJ-2搅拌20min，再静置10min；静置结束后在高速电动搅拌条件下加入20克两性离子聚合物降粘剂XY-27搅拌20min，再静置10min；静置结束后在高速电动搅拌条件下再缓慢滴加质量百分浓度为40%的NaOH调节体系PH为10，继续搅拌30min，制得该水基钻井液4。
经检测，其性能效果如表4。
注：1）原浆为6%钠膨润土浆；2）回收率选用6-10目四川红层土，过40目结果；3）岩心为钠膨润土经岩心制样机制成，用线性膨胀仪测定岩心线性膨胀率；4）封堵能力用填砂法测得，条件为105℃/600psi/30min，然后用清水在105℃/600psi/5min下测定其渗透率Kw；5）用渗透率4.78×10-4mD的标准泥饼测试钻井液泥饼渗透率降低率；6）用泥饼针入度仪测定HTHP泥饼强度；7）用极压润滑仪测定润滑系数。
 
实施例五
先量取1000克的自来水，加入60克钠膨润土，200r/min条件下搅拌120min后，700r/min条件下搅拌30min，在室温下密封养护24h后在700r/min搅拌条件下加入20克钻井液用乳化石蜡DY-027搅拌20min，再静置10min；静置结束后在700r/min动搅拌条件下加入18克钻井液用两性离子聚合物强包被剂FA-367搅拌20min，再静置10min；静置结束后在700r/min搅拌条件下加入20克钻井液用防塌降降滤失剂CMJ-2搅拌20min，再静置10min；静置结束后在高速电动搅拌条件下加入14克两性离子聚合物降粘剂XY-27搅拌20min，再静置10min；静置结束后在高速电动搅拌条件下再缓慢滴加质量百分浓度为40%的NaOH调节体系PH为10，继续搅拌30min，制得该水基钻井液5。

Claims (4)

1.一种水基钻井液，其特征在于其原料是由下述质量比的成分组成：
钠膨润土40-60；钻井液用乳化石蜡10-20；钻井液用两性离子聚合物强包被剂10-20；钻井液用防塌降降滤失剂10-20；两性离子聚合物降粘剂10-20；水1000。
2.如权利要求1所述的水基钻井液，其特征在于该水基钻井液的pH为10。
3.一种制备如权利要求1或2所述水基钻井液的方法，其特征在于包括向水中加入钠膨润土，在200r/min条件下搅拌120min后，在700r/min条件下搅拌30min，再在室温下密封放置48h后在700r/min搅拌条件下加入钻井液用乳化石蜡搅拌20min，再静置10min；静置结束后在700r/min条件下加入钻井液用两性离子聚合物强包被剂搅拌20min，再静置10min；静置结束后在700r/min搅拌条件下加入钻井液用防塌降降滤失剂搅拌20min，再静置10min；静置结束后在高速电动搅拌条件下加入两性离子聚合物降粘剂搅拌20min，再静置10min；静置结束后在使用NaOH调节体系PH为10，继续搅拌30min，即得。
4.如权利要求3所述水基钻井液的制备方法，其特征在于所述的NaOH质量百分浓度为40%。
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