CN104497996B - 一种硝酸钙环保钻井液及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种硝酸钙环保钻井液配方及制备方法，至少包括质量百分比为3～5％的无机絮凝剂，0.3～1％的提粘剂，0.5～1.0％的降滤失剂，0.1～0.3％的碱度控制剂，0.03～0.1％的防腐剂，其余为清水，该钻井液具有低黏高切、流动性好、抗石膏污染能力强、固相容量大、泥饼薄而坚韧、流变性能易于调节、适度絮凝而又稳定、防塌效果突出。
Description
技术领域
本发明涉及一种油气田钻井作业中的钻井液及制备方法，是一种特别适合于厄瓜多尔SACHA区块表层大井眼井段钻进的硝酸钙环保钻井液配方及制备方法。
背景技术
厄瓜多尔SACHA区块属于海相环境新生界砂泥岩沉积，主要地层为晚第三系、第三系、白垩系。其中晚第三系和第三系都是比较新的地层，泥岩地层厚，其井段长，欠压实，稳定性差，地层吸水性强，分散性高，造浆严重，极易发生井壁跨塌、钻头泥包、起下钻遇阻遇卡，甚至造成填井或报废等一系列井下复杂。
厄瓜多尔目的层为重油开发，为方便油层段电潜泵的使用，定向井多采用“S”型井眼轨迹，并以大位移开发井为主(井深10000ft以上)，造斜点较高(500ft)，位移垂深比接近1:1，井身结构以大井眼为主，井身结构多采用：φ406.4mm钻头*φ339.7mm套管-6500ft+φ311.2mm钻头*φ244.5mm技术套管-9500ft+φ215.9mm钻头*φ177.8mm生产套管-11000ft。在国内这种大井眼井身结构用于定向井实属罕见。这种特殊井身结构造成井眼清洁困难，造成井下事故频发，特别是339.7mm表层套管下入困难，普遍存在下不到底的问题。
该区块处于亚马逊热带雨林自然保护区域，环保要求极高，当地政府专门制定石油环保相关法律强行要求钻屑和废液无毒害直接掩埋排放，排放标准中无毒、低电导率、低油对钻井液材料和体系都提出了以环保为基础的更高要求，国内广泛使用的硫酸钾、甲酸盐类环保钻井液由于电导率要求在当地都无法使用。因此需要研发一种针对厄瓜多尔表层大井眼井段地层特点，具有优良的井壁稳定性、高效的携砂带砂、利于环保和自主知识产权的钻井液配方，满足厄瓜多尔SACHA区块表层大井眼井段开发需要。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种能够实现了钻井液低黏高切、触变性好，成功解决了CHALCANA软泥岩恶性造浆、携砂带砂难题，大幅降低了钻井液替换量和废弃物处理难度，钻井液施工与废弃物处理齐头并进的硝酸钙环保钻井液及制备方法，并解决了339.7mm表层套管普遍存在下不到底的难题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种硝酸钙环保钻井液，其特征在于，至少包括质量百分比为3～5％的无机絮凝剂，0.3～1％的提粘剂，0.5～1.0％的降滤失剂，0.1～0.3％的碱度控制剂，0.03～0.1％的防腐剂，其余为清水。
还包括质量百分比为0.2-0.5％的稀释剂，该稀释剂为两性离子聚合物稀释剂。
还包括质量百分比为0.2～0.3％的堵漏剂，该堵漏剂为纤维类随钻堵漏剂。
还包括质量百分比为5～20％的加重剂，该加重剂为石灰石或重晶石。
还包括质量百分比为0.5～1％的清洁剂，该清洁剂为直径小于5微米的纤维。
所述的无机絮凝剂是硝酸钙。
所述的提粘剂是黄原胶、高粘聚阴离子纤维素、搬土中的一种或二种以上的混合物。
所述的降滤失剂是低粘聚阴离子纤维素，或低粘羧甲基纤维素，或羟乙基纤维素中的一种或两种。
所述的碱度控制剂是氢氧化钠，或氢氧化钾，或强氧化钙。
一种硝酸钙环保钻井液的制备方法，选取质量百分比为3～5％的无机絮凝剂，0.2-0.5％的稀释剂，0.3～1％的提粘剂，0.2～0.3％的堵漏剂，0.5～1.0％的降滤失剂，0.1～0.3％的碱度控制剂，0.03～0.1％的防腐剂，5～20％的加重剂，0.5～1％的清洁剂，其余为水，并按照以下步骤进行制备：
1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；
2)按照上述质量百分比给清水中加入降滤失剂，提粘剂，并充分搅拌混合均匀；
3)向搅拌均匀的混合物中再加入上述配比的无机絮凝剂、稀释剂和加重剂；
4)向步骤3)中得到的混合物中再分别加入上述比例的防腐剂，搅拌使其溶解；
5)向步骤4)中得到的溶解液中再加入上述比例的清洁剂，充分搅拌；
6)向步骤5)中得到的混合液中用上述配比的碱度调节剂，并将pH值调至7～8.5，得到所需的钻井液。
7)在实用步骤6)得到的钻井液时，向得到的钻井液中加入质量百分比为0.2～0.3％的堵漏剂。
本发明采用上述技术方案，具有以下优点：1、本发明选用硝酸钙和两性离子聚合物稀释剂作为絮凝抑制剂，形成具有低黏高切、触变性、抗石膏污染能力强、固相容量大、适度絮凝而又稳定、有效防止地层坍塌；2、选择、研制合适的处理剂，满足现场钻井液流变性能的要求；3、提供的硝酸钙环保钻井液体系，不仅能够提供优良的井壁稳定性，还能提供良好的固控性能，以提高钻速，并且 符合环境管理要求。
具体实施例
下面结合实施例对本发明油气田钻井作业中的钻井液及制备方做出进一步的详细说明。
实施例1
选取质量百分比为3％的硝酸钙，0.3％的黄原胶，0.5％的低粘聚阴离子纤维素，0.1％的氢氧化钠，0.03％的防腐剂(甲醛或戊二醛)，其余为清水等原料，
1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；
2)按照上述质量百分比给清水中加入0.5％的低粘聚阴离子纤维素，0.3％的黄原胶，并充分搅拌混合均匀；
3)向搅拌均匀的混合物中再加入上述配比的3％的硝酸钙；
4)向步骤3)中得到的混合物中再分别加入上述比例的0.03％的甲醛或戊二醛，搅拌使其溶解；
5)向步骤4)中得到的混合液中用上述配比的0.1％的氢氧化钠，并将pH值调至7，配制成钻井液。
6)在实用步骤5)得到的钻井液时，向得到的钻井液中加入质量百分比为0.2％的堵漏剂。
一、测试性能实验
按照API推荐钻井液测试标准检验，基本性能如表1所示，
表1一种配比钻井液基本性能
| 序号 | 性能名称 | 指标 |
| 1 | 密度，g/cm3 | 1.04 |
| 2 | FV，sec. | 28 |
| 3 | API FL，mL | 5.0 |
| 4 | pH | 7 |
| 5 | PV，mPa·s | 8 |
| 6 | YP，Pa | 5 |
| 8 | 静切力，Pa | 1～4 |
二、按照上述组成配比，根据配制程序在现场配制，进行了5口井的现场试验，取得以下效果：
SACHA446D井是进入厄瓜多尔市场的第四口井，表层井段设计为φ406.4mm井眼，设计井段0ft～6370ft，从1100ft开始造斜，钻进至2825ft，井斜达到34.49度，然后一直稳斜至表层打完。该井2014年6月1日22:00开始φ406.4mm 井段施工，先后钻遇CHALCANA软泥岩，ORTEGUAZA页岩，于6月6日23:00钻至6372ft(垂深5645ft，井斜35.55度)表层完钻。表层单只钻头成功钻穿CHALCANA软泥岩地层，进入ORTEGUAZA页岩层，起下钻不阻不卡、φ339.7mm表层套管一次性下到井底，这在SACHA区块尚属于首次。整个井段钻井液表现出低黏高切、流动性好、抗石膏污染能力强、固相容量大、泥饼薄而坚韧、流变性能易于调节、适度絮凝而又稳定，能有效防止软泥页岩地层坍塌。其它技术指标：密度1.04g/cm3,FV28s,API FL5ml,泥饼0.2mm,pH 7,含砂量小于0.3％,PV8mPa.s,YP5Pa。该钻井液不仅能够提供优良的井壁稳定性，还能提供良好的固控性能，以提高钻速，并且符合环境管理要求，满足了厄瓜多尔SACHA区块表层大井眼井段钻进的需要。
实施例2
选取质量百分比为5％的硝酸钙，1％黄原胶，1％的低粘聚阴离子纤维素，0.3％的氢氧化钾，0.1％的甲醛，其余为清水等原料，
1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；
2)按照上述质量百分比给清水中加入1％的低粘聚阴离子纤维素，1％的黄原胶，并充分搅拌混合均匀；
3)向搅拌均匀的混合物中再加入上述配比的5％的硝酸钙；
4)向步骤3)中得到的混合物中再分别加入上述比例的0.1％的甲醛，搅拌使其溶解；
5)向步骤4)中得到的混合液中用上述配比的0.3％的氢氧化钠，并将pH值调至8.5，配制成钻井液。
6)在实用步骤5)得到的钻井液时，向得到的钻井液中加入质量百分比为0.3％的堵漏剂。
一、测试性能实验
按照API推荐钻井液测试标准检验，基本性能如表1所示，
表1一种配比钻井液基本性能
| 序号 | 性能名称 | 指标 |
| 1 | 密度，g/cm3 | 1.32 |
| 2 | FV，sec. | 60 |
| 3 | API FL，mL | 10.0 |
| 4 | pH | 8.5 |
| 5 | PV，mPa·s | 25 |
| 6 | YP，Pa | 20 |
| 8 | 静切力，Pa | 2～7 |
二、按照上述组成配比，根据配制程序在现场配制，进行了4口井的现场试验，取得以下效果：
SACHA546D井是进入厄瓜多尔市场的第五口井，表层井段设计为φ406.4mm井眼，设计井段0ft～6370ft，从1100ft开始造斜，钻进至2825ft，井斜达到34.49度，然后一直稳斜至表层打完。该井2014年6月1日22:00开始φ406.4mm井段施工，先后钻遇CHALCANA软泥岩，ORTEGUAZA页岩，于6月6日23:00钻至6372ft(垂深5645ft，井斜35.55度)表层完钻。表层单只钻头成功钻穿CHALCANA软泥岩地层，进入ORTEGUAZA页岩层，起下钻不阻不卡、φ339.7mm表层套管一次性下到井底，这在SACHA区块尚属于首次。整个井段钻井液表现出低黏高切、流动性好、抗石膏污染能力强、固相容量大、泥饼薄而坚韧、流变性能易于调节、适度絮凝而又稳定，能有效防止软泥页岩地层坍塌。其它技术指标：密度1.32g/cm3,FV60s,API FL510ml,泥饼0.3mm,pH 8.5,含砂量小于0.3％,PV25mPa.s,YP20Pa。该实施例的钻井液能够提供优良的井壁稳定性，还能提供良好的固控性能，以提高钻速，并且符合环境管理要求，满足了厄瓜多尔SACHA区块表层大井眼井段钻进的需要，获得了良好的经济效益和社会效益，获得了甲方高度认可。
实施例3
选取质量百分比为4％的硝酸钙，0.7％的黄原胶，0.7％低粘聚阴离子纤维素，0.2％的氢氧化钾，0.07％的甲醛，其余为清水等原料，
1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；
2)按照上述质量百分比给清水中加入0.7％的黄原胶，.7％低粘聚阴离子纤维素，并充分搅拌混合均匀；
3)向搅拌均匀的混合物中再加入上述配比的4％的硝酸钙；
4)向步骤3)中得到的混合物中再分别加入上述比例的0.07％的戊二醛，搅拌使其溶解；
5)向步骤4)中得到的混合液中用上述配比的0.2％的氢氧化钠，并将pH值调至7.5，配制成钻井液。
6)在实用步骤5)得到的钻井液时，向得到的钻井液中加入质量百分比为0.25％的堵漏剂。
一、测试性能实验
按照API推荐钻井液测试标准检验，基本性能如表1所示，
表1一种配比钻井液基本性能
| 序号 | 性能名称 | 指标 |
| 1 | 密度，g/cm3 | 1.25 |
| 2 | FV，sec. | 44 |
| 3 | API FL，mL | 7.5 |
| 4 | pH | 7.8 |
| 5 | PV，mPa·s | 17 |
| 6 | YP，Pa | 13 |
| 8 | 静切力，Pa | 1.5～5 |
二、按照上述组成配比，根据配制程序在现场配制，进行了4口井的现场试验，取得以下效果：
SACHA646D井是进入厄瓜多尔市场的第六井，表层井段设计为φ406.4mm井眼，设计井段0ft～6370ft，从1100ft开始造斜，钻进至2825ft，井斜达到34.49度，然后一直稳斜至表层打完。该井2014年6月1日22:00开始φ406.4mm井段施工，先后钻遇CHALCANA软泥岩，ORTEGUAZA页岩，于6月6日23:00钻至6372ft(垂深5645ft，井斜35.55度)表层完钻。表层单只钻头成功钻穿CHALCANA软泥岩地层，进入ORTEGUAZA页岩层，起下钻不阻不卡、φ339.7mm表层套管一次性下到井底，这在SACHA区块尚属于首次。整个井段钻井液表现出低黏高切、流动性好、抗石膏污染能力强、固相容量大、泥饼薄而坚韧、流变性能易于调节、适度絮凝而又稳定，能有效防止软泥页岩地层坍塌。其它技术指标：密度1.24g/cm3,FV45s,API FL8ml,泥饼0.25mm,pH 8,含砂量小于0.3％,PV18mPa.s,YP13Pa。
实施例4
选取质量百分比为3％的硝酸钙，0.3％的高粘聚阴离子纤维素，0.5％的低粘羧甲基纤维素，0.1％的氢氧化钠，0.03％的防腐剂(甲醛或戊二醛)，其余为清水等原料，
1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；
2)按照上述质量百分比给清水中加入0.5％的低粘羧甲基纤维素，0.3％的高粘聚阴离子纤维素，并充分搅拌混合均匀；
3)向搅拌均匀的混合物中再加入上述配比的3％的硝酸钙；
4)向步骤3)中得到的混合物中再分别加入上述比例的0.03％的甲醛或戊二醛，搅拌使其溶解；
5)向步骤4)中得到的混合液中用上述配比的0.1％的氢氧化钠，并将pH值调至7，配制成钻井液。
6)在实用步骤5)得到的钻井液时，向得到的钻井液中加入质量百分比为0.2％的堵漏剂。
一、测试性能实验
按照API推荐钻井液测试标准检验，基本性能如表1所示，
表1一种配比钻井液基本性能
| 序号 | 性能名称 | 指标 |
| 1 | 密度，g/cm3 | 1.04 |
| 2 | FV，sec. | 28 |
| 3 | API FL，mL | 5.0 |
| 4 | pH | 7 |
| 5 | PV，mPa·s | 8 |
| 6 | YP，Pa | 5 |
| 8 | 静切力，Pa | 1～4 |
二、按照上述组成配比，根据配制程序在现场配制，进行了5口井的现场试验，取得以下效果：
SACHA446D井是进入厄瓜多尔市场的第四口井，表层井段设计为φ406.4mm井眼，设计井段0ft～6370ft，从1100ft开始造斜，钻进至2825ft，井斜达到34.49度，然后一直稳斜至表层打完。该井2014年6月1日22:00开始φ406.4mm井段施工，先后钻遇CHALCANA软泥岩，ORTEGUAZA页岩，于6月6日23:00钻至6372ft(垂深5645ft，井斜35.55度)表层完钻。表层单只钻头成功钻穿CHALCANA软泥岩地层，进入ORTEGUAZA页岩层，起下钻不阻不卡、φ339.7mm表层套管一次性下到井底，这在SACHA区块尚属于首次。整个井段钻井液表现出低黏高切、流动性好、抗石膏污染能力强、固相容量大、泥饼薄而坚韧、流变性能易于调节、适度絮凝而又稳定，能有效防止软泥页岩地层坍塌。其它技术指标：密度1.04g/cm3,FV28s,API FL5ml,泥饼0.2mm,pH 7,含砂量小于0.3％,PV8mPa.s,YP5Pa。该钻井液不仅能够提供优良的井壁稳定性，还能提供良好的固控性能，以提高钻速，并且符合环境管理要求，满足了厄瓜多尔SACHA区块表层大井眼井段钻进的需要。
实施例5
选取质量百分比为3％的硝酸钙，0.3％的搬土，0.5％的羟乙基纤维素，0.1％的氢氧化钠，0.03％的防腐剂(甲醛或戊二醛)，其余为清水等原料，
1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；
2)按照上述质量百分比给清水中加入0.5％的羟乙基纤维素，0.3％的搬土，并充分搅拌混合均匀；
3)向搅拌均匀的混合物中再加入上述配比的3％的硝酸钙；
4)向步骤3)中得到的混合物中再分别加入上述比例的0.03％的甲醛或戊二醛，搅拌使其溶解；
5)向步骤4)中得到的混合液中用上述配比的0.1％的氢氧化钠，并将pH值调至7，配制成钻井液。
6)在实用步骤5)得到的钻井液时，向得到的钻井液中加入质量百分比为0.2％的堵漏剂。
一、测试性能实验
按照API推荐钻井液测试标准检验，基本性能如表1所示，
表1一种配比钻井液基本性能
| 序号 | 性能名称 | 指标 |
| 1 | 密度，g/cm3 | 1.04 |
| 2 | FV，sec. | 28 |
| 3 | API FL，mL | 5.0 |
| 4 | pH | 7 |
| 5 | PV，mPa·s | 8 |
| 6 | YP，Pa | 5 |
| 8 | 静切力，Pa | 1～4 |
二、按照上述组成配比，根据配制程序在现场配制，进行了5口井的现场试验，取得以下效果：
SACHA446D井是进入厄瓜多尔市场的第四口井，表层井段设计为φ406.4mm井眼，设计井段0ft～6370ft，从1100ft开始造斜，钻进至2825ft，井斜达到34.49度，然后一直稳斜至表层打完。该井2014年6月1日22:00开始φ406.4mm井段施工，先后钻遇CHALCANA软泥岩，ORTEGUAZA页岩，于6月6日23:00钻至6372ft(垂深5645ft，井斜35.55度)表层完钻。表层单只钻头成功钻穿CHALCANA软泥岩地层，进入ORTEGUAZA页岩层，起下钻不阻不卡、φ339.7mm表层套管一次性下到井底，这在SACHA区块尚属于首次。整个井段钻井液表现出低黏高切、流动性好、抗石膏污染能力强、固相容量大、泥饼薄而坚韧、流变性能易于调节、适度絮凝而又稳定，能有效防止软泥页岩地层坍塌。其它技术指标：密度1.04g/cm3,FV28s,API FL5ml,泥饼0.2mm,pH 7,含砂量小于0.3％, PV8mPa.s,YP5Pa。该钻井液不仅能够提供优良的井壁稳定性，还能提供良好的固控性能，以提高钻速，并且符合环境管理要求，满足了厄瓜多尔SACHA区块表层大井眼井段钻进的需要。
实施例6
选取质量百分比为5％的硝酸钙，1％高粘聚阴离子纤维素，1％的低粘羧甲基纤维素，0.3％的氢氧化钾，0.1％的甲醛，其余为清水等原料，
1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；
2)按照上述质量百分比给清水中加入1％的低粘羧甲基纤维素，1％的高粘聚阴离子纤维素，并充分搅拌混合均匀；
3)向搅拌均匀的混合物中再加入上述配比的5％的硝酸钙；
4)向步骤3)中得到的混合物中再分别加入上述比例的0.1％的甲醛，搅拌使其溶解；
5)向步骤4)中得到的混合液中用上述配比的0.3％的氢氧化钠，并将pH值调至8.5，配制成钻井液。
6)在实用步骤5)得到的钻井液时，向得到的钻井液中加入质量百分比为0.3％的堵漏剂。
一、测试性能实验
按照API推荐钻井液测试标准检验，基本性能如表1所示，
表1一种配比钻井液基本性能
| 序号 | 性能名称 | 指标 |
| 1 | 密度，g/cm3 | 1.32 |
| 2 | FV，sec. | 60 |
| 3 | API FL，mL | 10.0 |
| 4 | pH | 8.5 |
| 5 | PV，mPa·s | 25 |
| 6 | YP，Pa | 20 |
| 8 | 静切力，Pa | 2～7 |
二、按照上述组成配比，根据配制程序在现场配制，进行了4口井的现场试验，取得以下效果：
SACHA546D井是进入厄瓜多尔市场的第五口井，表层井段设计为φ406.4mm井眼，设计井段0ft～6370ft，从1100ft开始造斜，钻进至2825ft，井斜达到34.49度，然后一直稳斜至表层打完。该井2014年6月1日22:00开始φ406.4mm井段施工，先后钻遇CHALCANA软泥岩，ORTEGUAZA页岩，于6月6日23:00钻 至6372ft(垂深5645ft，井斜35.55度)表层完钻。表层单只钻头成功钻穿CHALCANA软泥岩地层，进入ORTEGUAZA页岩层，起下钻不阻不卡、φ339.7mm表层套管一次性下到井底，这在SACHA区块尚属于首次。整个井段钻井液表现出低黏高切、流动性好、抗石膏污染能力强、固相容量大、泥饼薄而坚韧、流变性能易于调节、适度絮凝而又稳定，能有效防止软泥页岩地层坍塌。其它技术指标：密度1.32g/cm3,FV60s,API FL510ml,泥饼0.3mm,pH 8.5,含砂量小于0.3％,PV25mPa.s,YP20Pa。该实施例的钻井液能够提供优良的井壁稳定性，还能提供良好的固控性能，以提高钻速，并且符合环境管理要求，满足了厄瓜多尔SACHA区块表层大井眼井段钻进的需要，获得了良好的经济效益和社会效益，获得了甲方高度认可。
实施例7
选取质量百分比为5％的硝酸钙，1％高搬土，1％的羟乙基纤维素，0.3％的氢氧化钾，0.1％的甲醛，其余为清水等原料，
1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；
2)按照上述质量百分比给清水中加入1％的羟乙基纤维素，1％的搬土，并充分搅拌混合均匀；
3)向搅拌均匀的混合物中再加入上述配比的5％的硝酸钙；
4)向步骤3)中得到的混合物中再分别加入上述比例的0.1％的甲醛，搅拌使其溶解；
5)向步骤4)中得到的混合液中用上述配比的0.3％的氢氧化钠，并将pH值调至8.5，配制成钻井液。
6)在实用步骤5)得到的钻井液时，向得到的钻井液中加入质量百分比为0.3％的堵漏剂。
一、测试性能实验
按照API推荐钻井液测试标准检验，基本性能如表1所示，
表1一种配比钻井液基本性能
| 序号 | 性能名称 | 指标 |
| 1 | 密度，g/cm3 | 1.32 |
| 2 | FV，sec. | 60 |
| 3 | API FL，mL | 10.0 |
| 4 | pH | 8.5 |
| 5 | PV，mPa·s | 25 |
| 6 | YP，Pa | 20 |
| 8 | 静切力，Pa | 2～7 |
二、按照上述组成配比，根据配制程序在现场配制，进行了4口井的现场试验，取得以下效果：
SACHA546D井是进入厄瓜多尔市场的第五口井，表层井段设计为φ406.4mm井眼，设计井段0ft～6370ft，从1100ft开始造斜，钻进至2825ft，井斜达到34.49度，然后一直稳斜至表层打完。该井2014年6月1日22:00开始φ406.4mm井段施工，先后钻遇CHALCANA软泥岩，ORTEGUAZA页岩，于6月6日23:00钻至6372ft(垂深5645ft，井斜35.55度)表层完钻。表层单只钻头成功钻穿CHALCANA软泥岩地层，进入ORTEGUAZA页岩层，起下钻不阻不卡、φ339.7mm表层套管一次性下到井底，这在SACHA区块尚属于首次。整个井段钻井液表现出低黏高切、流动性好、抗石膏污染能力强、固相容量大、泥饼薄而坚韧、流变性能易于调节、适度絮凝而又稳定，能有效防止软泥页岩地层坍塌。其它技术指标：密度1.32g/cm3,FV60s,API FL510ml,泥饼0.3mm,pH 8.5,含砂量小于0.3％,PV25mPa.s,YP20Pa。该实施例的钻井液能够提供优良的井壁稳定性，还能提供良好的固控性能，以提高钻速，并且符合环境管理要求，满足了厄瓜多尔SACHA区块表层大井眼井段钻进的需要，获得了良好的经济效益和社会效益，获得了甲方高度认可。
实施例8
选取质量百分比为3％的硝酸钙，0.2％的两性离子聚合物降粘剂，0.3％的黄原胶，0.2％的纤维类随钻堵漏剂，0.5％的低粘聚阴离子纤维素，0.1％的强氧化钙，0.03％的甲醛，5％的石灰石，0.5％的直径小于5微米的纤维，其余为水；
1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；
2)按照上述质量百分比给清水中加入0.5％低粘聚阴离子纤维素，0.3％黄原胶，并充分搅拌混合均匀；
3)向搅拌均匀的混合物中再加入上述配比的3％硝酸钙、0.2％两性离子聚合物降粘剂和5％石灰石；
4)向步骤3)中得到的混合物中再分别加入上述比例的0.03％的甲醛，搅拌使其溶解；
5)向步骤4)中得到的溶解液中再加入上述比例的0.5％的直径小于5微米的纤维，充分搅拌；
6)向步骤5)中得到的混合液中用上述配比的0.1％的强氧化钙，并将pH值 调至7.5，得到所需的钻井液。
7)在实用步骤6)得到的钻井液时，向得到的钻井液中加入质量百分比为0.2％的纤维类随钻堵漏剂。
一、测试性能实验
按照API推荐钻井液测试标准检验，基本性能如表1所示，
表1一种配比钻井液基本性能
| 序号 | 性能名称 | 指标 |
| 1 | 密度，g/cm3 | 1.10 |
| 2 | FV，sec. | 30 |
| 3 | API FL，mL | 6 |
| 4 | pH | 7.5 |
| 5 | PV，mPa·s | 9 |
| 6 | YP，Pa | 6 |
| 8 | 静切力，Pa | 1～5 |
二、按照上述组成配比，根据配制程序在现场配制，进行了4口井的现场试验，取得以下效果：
SACHA746D井是进入厄瓜多尔市场的第七口井，表层井段设计为φ406.4mm井眼，设计井段0ft～6370ft，从1100ft开始造斜，钻进至2825ft，井斜达到34.49度，然后一直稳斜至表层打完。该井2014年6月1日22:00开始φ406.4mm井段施工，先后钻遇CHALCANA软泥岩，ORTEGUAZA页岩，于6月6日23:00钻至6372ft(垂深5645ft，井斜35.55度)表层完钻。表层单只钻头成功钻穿CHALCANA软泥岩地层，进入ORTEGUAZA页岩层，起下钻不阻不卡、φ339.7mm表层套管一次性下到井底，这在SACHA区块尚属于首次。整个井段钻井液表现出低黏高切、流动性好、抗石膏污染能力强、固相容量大、泥饼薄而坚韧、流变性能易于调节、适度絮凝而又稳定，能有效防止软泥页岩地层坍塌。其它技术指标：密度1.08g/cm3,FV30s,API FL6ml,泥饼0.22mm,pH 7.6,含砂量小于0.3％,PV9mPa.s,YP7Pa。
实施例9
选取质量百分比为5％的硝酸钙，0.5％的两性离子聚合物降粘剂，1％的高粘聚阴离子纤维，0.3％的纤维类随钻堵漏剂，1％的低粘羧甲基纤维素，0.3％的强氧化钙，0.1％的甲醛，20％的石灰石，1％的直径小于5微米纤维，其余为水；
1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；
2)按照上述质量百分比给清水中加入1％低粘羧甲基纤维素，1％高粘聚阴离 子纤维，并充分搅拌混合均匀；
3)向搅拌均匀的混合物中再加入上述配比的5％硝酸钙、0.5％两性离子聚合物降粘剂和20％重晶石；
4)向步骤3)中得到的混合物中再分别加入上述比例的0.1％的甲醛，搅拌使其溶解；
5)向步骤4)中得到的溶解液中再加入上述比例的1％的直径小于5微米纤维，充分搅拌；
6)向步骤5)中得到的混合液中用上述配比的0.3％的强氧化钙，并将pH值调至8，得到所需的钻井液。
7)在实用步骤6)得到的钻井液时，向得到的钻井液中加入质量百分比为0.3％的纤维类随钻堵漏剂。
一、测试性能实验
按照API推荐钻井液测试标准检验，基本性能如表1所示，
表1一种配比钻井液基本性能
| 序号 | 性能名称 | 指标 |
| 1 | 密度，g/cm3 | 1.32 |
| 2 | FV，sec. | 62 |
| 3 | API FL，mL | 10.0 |
| 4 | pH | 8.5 |
| 5 | PV，mPa·s | 25 |
| 6 | YP，Pa | 20 |
| 8 | 静切力，Pa | 2～7 |
二、按照上述组成配比，根据配制程序在现场配制，进行了8口井的现场试验，取得以下效果：
SACHA846D井是进入厄瓜多尔市场的第八口井，表层井段设计为φ406.4mm井眼，设计井段0ft～6370ft，从1100ft开始造斜，钻进至2825ft，井斜达到34.49度，然后一直稳斜至表层打完。该井2014年6月1日22:00开始φ406.4mm井段施工，先后钻遇CHALCANA软泥岩，ORTEGUAZA页岩，于6月6日23:00钻至6372ft(垂深5645ft，井斜35.55度)表层完钻。表层单只钻头成功钻穿CHALCANA软泥岩地层，进入ORTEGUAZA页岩层，起下钻不阻不卡、φ339.7mm表层套管一次性下到井底，这在SACHA区块尚属于首次。整个井段钻井液表现出低黏高切、流动性好、抗石膏污染能力强、固相容量大、泥饼薄而坚韧、流变性能易于调节、适度絮凝而又稳定，能有效防止软泥页岩地层坍塌。其它技术指标： 密度1.33g/cm3,FV60s,API FL9ml,泥饼0.3mm,pH 8.3,含砂量小于0.3％,PV25mPa.s,YP20Pa。
实施例10
选取质量百分比为3％的无机絮凝剂，0.2％的稀释剂，0.3％的提粘剂，0.2％的堵漏剂，0.5％的降滤失剂，0.1％的碱度控制剂，0.03％的防腐剂，5％加重剂，0.5％的高效清扫剂，其余为水；
1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；
2)按照上述质量百分比给清水中加入0.5％的降滤失剂，0.3％的提粘剂，并充分搅拌混合均匀；
3)向搅拌均匀的混合物中再加入上述配比的3％的无机絮凝剂、0.2％的稀释剂和5％加重剂；
4)向步骤3)中得到的混合物中再分别加入上述比例的0.03％的防腐剂，搅拌使其溶解；
5)向步骤4)中得到的溶解液中再加入上述比例的0.5％的高效清扫剂，充分搅拌；
6)向步骤5)中得到的混合液中用上述配比的0.1％的碱度控制剂，并将pH值调至7.5，得到所需的钻井液。
7)在实用步骤6)得到的钻井液时，向得到的钻井液中加入质量百分比为0.2％的堵漏剂。
一、测试性能实验
按照API推荐钻井液测试标准检验，基本性能如表1所示，
表1一种配比钻井液基本性能
| 序号 | 性能名称 | 指标 |
| 1 | 密度，g/cm3 | 1 |
| 2 | FV，sec. | 25 |
| 3 | API FL，mL | 4.5 |
| 4 | pH | 6.5 |
| 5 | PV，mPa·s | 7 |
| 6 | YP，Pa | 4 |
| 8 | 静切力，Pa | 2 |
二、按照上述组成配比，根据配制程序在现场配制，进行了8口井的现场试验，取得以下效果：
SACHA446D井是进入厄瓜多尔市场的第四口井，表层井段设计为φ406.4mm 井眼，设计井段0ft～6370ft，从1100ft开始造斜，钻进至2825ft，井斜达到34.49度，然后一直稳斜至表层打完。该井2014年6月1日22:00开始φ406.4mm井段施工，先后钻遇CHALCANA软泥岩，ORTEGUAZA页岩，于6月6日23:00钻至6372ft(垂深5645ft，井斜35.55度)表层完钻。表层单只钻头成功钻穿CHALCANA软泥岩地层，进入ORTEGUAZA页岩层，起下钻不阻不卡、φ339.7mm表层套管一次性下到井底，这在SACHA区块尚属于首次。整个井段钻井液表现出低黏高切、流动性好、抗石膏污染能力强、固相容量大、泥饼薄而坚韧、流变性能易于调节、适度絮凝而又稳定，能有效防止软泥页岩地层坍塌。其它技术指标：密度0.9g/cm3,FV25s,APIFL4.5ml,泥饼0.15mm,pH 6.8,含砂量小于0.3％,PV8mPa.s,YP5Pa。
本实施例与实施例8对比，不难发现，在试验或实际运用的过程中，在各项性能和指标上都比实施例8的要低，对比结果，实施例8的性能和结果优于本实施例。
实施例11
选取质量百分比为5％的无机絮凝剂，0.5％的稀释剂，1％的提粘剂，0.3％的堵漏剂，1％的降滤失剂，0.3％的碱度控制剂，0.1％的防腐剂，20％加重剂，1％的高效清扫剂，其余为水；
1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；
2)按照上述质量百分比给清水中加入1％的降滤失剂，1％的提粘剂，并充分搅拌混合均匀；
3)向搅拌均匀的混合物中再加入上述配比的5％的无机絮凝剂、0.5％的稀释剂和20％加重剂；
4)向步骤3)中得到的混合物中再分别加入上述比例的0.1％的防腐剂，搅拌使其溶解；
5)向步骤4)中得到的溶解液中再加入上述比例的1％的高效清扫剂，充分搅拌；
6)向步骤5)中得到的混合液中用上述配比的0.3％的碱度控制剂，并将pH值调至8.5，得到所需的钻井液。
7)在实用步骤6)得到的钻井液时，向得到的钻井液中加入质量百分比为0.3％的堵漏剂。
一、测试性能实验
按照API推荐钻井液测试标准检验，基本性能如表1所示，
表1一种配比钻井液基本性能
| 序号 | 性能名称 | 指标 |
| 1 | 密度，g/cm3 | 1.4 |
| 2 | FV，sec. | 65 |
| 3 | API FL，mL | 11 |
| 4 | pH | 8.9 |
| 5 | PV，mPa·s | 26 |
| 6 | YP，Pa | 21 |
| 8 | 静切力，Pa | 8 |
二、按照上述组成配比，根据配制程序在现场配制，进行了8口井的现场试验，取得以下效果：
SACHA446D井是进入厄瓜多尔市场的第四口井，表层井段设计为φ406.4mm井眼，设计井段0ft～6370ft，从1100ft开始造斜，钻进至2825ft，井斜达到34.49度，然后一直稳斜至表层打完。该井2014年6月1日22:00开始φ406.4mm井段施工，先后钻遇CHALCANA软泥岩，ORTEGUAZA页岩，于6月6日23:00钻至6372ft(垂深5645ft，井斜35.55度)表层完钻。表层单只钻头成功钻穿CHALCANA软泥岩地层，进入ORTEGUAZA页岩层，起下钻不阻不卡、φ339.7mm表层套管一次性下到井底，这在SACHA区块尚属于首次。整个井段钻井液表现出低黏高切、流动性好、抗石膏污染能力强、固相容量大、泥饼薄而坚韧、流变性能易于调节、适度絮凝而又稳定，能有效防止软泥页岩地层坍塌。其它技术指标：密度1.39g/cm3,FV63s,API FL10.5ml,泥饼0.35mm,pH 8.8,含砂量小于0.3％,PV8～26mPa.s,YP22Pa。
本实施例与实施例9对比，不难发现，在试验或实际运用的过程中，在各项性能和指标上都比实施例9的要差，对比结果，实施例8的性能和结果优于本实施例。
在上述实施例1-9中，高粘聚阴离子纤维素和低粘聚阴离子纤维素选用任丘市金叶工业有限公司的PAC－HV和PAC－LV；低粘羧甲基纤维素选用山东阳谷江北化工有限公司公司提供的LV-CMC低粘羧甲基纤维素；
黄原胶选用任丘市正昊化工产品有限公司的石油级钻井液增粘剂黄原胶，性能指标为：
外观：类白色可自由流动粉末；粘度：1200-1600mPa.s；粒度：98％通过80目；PH：6.0-8.0；流行指数≤0.5；V1:V2：1.02-1.45；丙酮酸％≥1.5；纯度％：91-108；水份％：≤13；灰份：≤13。
两性离子聚合物稀释剂选用新疆淮东石油技术股份有限公司的钻井液用两 性离子聚合物稀释剂SX，其性能指标为：10％水溶液表观粘度≤15mPa·s，水份≤10％，水不溶物≤5％，降粘率≥70％；
纤维类随钻堵漏剂选用灵寿县冀鑫石油助剂有限公司的Q/SY1096-2012，其性能指标为：
钻井液用随钻堵漏剂改性植物纤维技术要求：
(Q/SY 1996-2012)
钻井液用随钻堵漏剂改性植物纤维试验精度：
| 项目 | 平行测定允差 |
| 筛余物，％ | 2.0 |
| PH值 | 0.5 |
| 水份，％ | 0.5 |
| 灼烧残渣，％ | 1.0 |
| 表现粘度，mpa·g | 2 |
| 密度，g/cm3 | 0.02 |
特征：
1 对孔隙及微裂漏失，堵漏速度快，效果好。
2 能迅速形成具有一定强度的非渗透性屏蔽带阻止工作液中的液、固相侵入储层，使储层免遭损害，屏蔽带通过射孔反排可以解除。
3 能显著降低泥浆的滤失量，又不影响泥浆的流变性能，耐温性能优良。
4 不受电解质污染影响，无毒，无害。
根据上述实施例1-9的具体实施和试验数据表明，该钻井液不仅能够提供优良的井壁稳定性，还能提供良好的固控性能，以提高钻速，并且符合环境管理要求，满足了厄瓜多尔SACHA区块表层大井眼井段钻进的需要。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种硝酸钙环保钻井液的制备方法，其特征在于，选取质量百分比为3 ～ 5％的无机絮凝剂，0.2-0.5％的稀释剂，0.3 ～ 1％的提粘剂，0.2 ～ 0.3％的堵漏剂，0.5 ～1.0％的降滤失剂，0.1 ～ 0.3％的碱度控制剂，0.03 ～ 0.1％的防腐剂，5 ～ 20％的加重剂，0.5 ～1％的清洁剂，其余为水，并按照以下步骤进行制备：
1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；
2)按照上述质量百分比给清水中加入降滤失剂，提粘剂，并充分搅拌混合均匀；
3)向搅拌均匀的混合物中再加入上述配比的无机絮凝剂、稀释剂和加重剂；
4)向步骤3)中得到的混合物中再分别加入上述比例的防腐剂，搅拌使其溶解；
5)向步骤4)中得到的溶解液中再加入上述比例的清洁剂，充分搅拌；
6)向步骤5)中得到的混合液中用上述配比的碱度调节剂，并将pH值调至7～8.5，得到所需的钻井液；
7)在实用步骤6)得到的钻井液时，向得到的钻井液中加入质量百分比为0.2～0.3％的堵漏剂；
所述的稀释剂为两性离子聚合物稀释剂；所述的堵漏剂为纤维类随钻堵漏剂；所述的加重剂为石灰石或重晶石；所述的清洁剂为直径小于5 微米的纤维；所述的无机絮凝剂是硝酸钙；所述的提粘剂是黄原胶、高粘聚阴离子纤维素、搬土中的一种或二种以上的混合物；所述的降滤失剂是低粘聚阴离子纤维素，或低粘羧甲基纤维素，或羟乙基纤维素中的一种或两种；所述的碱度控制剂是氢氧化钠，或氢氧化钾，或强氧化钙。
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