CN105154040A - 超低密度水基钻井液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

<b>本发明涉及钻井液技术领域，是一种超低密度水基钻井液及其制备方法，该超低密度水基钻井液按重量份数包括膨润土2份至4份、pH值调节剂0.2份至0.3份、降粘剂0.2份至0.4份、抑制剂0.2份至0.3份、降滤失剂0.3份至0.5份、润滑剂2份至4份、减轻剂5份至20份、水100份。本发明超低密度钻井液，密度低，其密度特点是一般钻井液所不能具备的，流变性良好，滤失量低，可用于低压易漏地层钻井作业，降低漏失风险；可用于低压储层段近平衡钻井和液相欠平衡钻井，达到保护储层，提高钻井效率的目的。</b>

Description

超低密度水基钻井液及其制备方法
技术领域
本发明涉及钻井液技术领域，是一种超低密度水基钻井液及其制备方法。
背景技术
钻井液是一种在钻井过程中具有携带清除钻屑、冷却润滑钻头、平衡地层压力、保护井壁稳定及保护油层不受伤害等多种作用的工作流体，其性能直接影响到钻井效率、井下安全和成本控制，是钻井工程技术的重要组成部分。目前，石油钻探为了开发一些低压储层和保护油气层的目的，通常会采用降低钻井液密度的方法。在实际施工过程中，水基钻井液密度一般在1.02g/cm 3 以上，油基钻井液密度在0.85g/cm 3 以上，低压储层钻井或欠平衡作业往往需要比油基钻井液更低的钻井液密度，以及更加经济的钻井液体系。
发明内容
本发明提供了一种超低密度水基钻井液及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决在开发低压储层钻井和欠平衡作业时无法保护油气层的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种超低密度水基钻井液，按重量份数含有膨润土2份至4份、pH值调节剂0.2份至0.3份、降粘剂0.2份至0.4份、抑制剂0.2份至0.3份、降滤失剂0.3份至0.5份、润滑剂2份至4份、减轻剂5份至20份、水100份。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述超低密度水基钻井液按下述方法得到：将所需量的膨润土加入到所需量的水中搅拌均匀，常温老化16-24小时，在高速搅拌的条件下，依次加入所需量的pH值调节剂、降粘剂、抑制剂、降滤失剂、润滑剂搅拌均匀，最后加入所需量的减轻剂搅拌均匀得到超低密度水基钻井液。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种超低密度水基钻井液的制备方法，按下述步骤进行：将所需量的膨润土加入到所需量的水中搅拌均匀，常温老化16-24小时，在高速搅拌的条件下，依次加入所需量的pH值调节剂、降粘剂、抑制剂、降滤失剂、润滑剂搅拌均匀，最后加入所需量的减轻剂搅拌均匀得到超低密度水基钻井液。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述pH调节剂可为氢氧化钠。
上述降粘剂可为两性离子结聚合物降粘剂。
上述抑制剂为聚丙烯酸钾。
上述降滤失剂为水解聚丙烯腈钠盐。
上述润滑剂为钻井液用高效润滑剂。
上述减轻剂为空心玻璃微珠。
上述高速搅拌的速率为8000转/分钟。
本发明利用低密度固体减轻剂降低水基钻井液密度，密度低于普通水基和油基钻井液的水基钻井液，超低密度水基钻井液具有提高钻井速度、预防井漏和储层保护效果好等优点，且流变性能良好，滤失量小，从而提高了工作效率，降低了一系列井下安全隐患。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1，该超低密度水基钻井液，按重量份数含有膨润土2份至4份、pH值调节剂0.2份至0.3份、降粘剂0.2份至0.4份、抑制剂0.2份至0.3份、降滤失剂0.3份至0.5份、润滑剂2份至4份、减轻剂5份至20份、水100份。
实施例2，该超低密度水基钻井液，按重量份数含有膨润土2份或4份、pH值调节剂0.2份或0.3份、降粘剂0.2份或0.4份、抑制剂0.2份或0.3份、降滤失剂0.3份或0.5份、润滑剂2份或4份、减轻剂5份或20份、水100份。
实施例3，该超低密度水基钻井液，按重量份数含有膨润土4份，pH值调节剂0.3份，降粘剂0.2份，抑制剂0.3份，降滤失剂0.5份，润滑剂2份，减轻剂10份，水100份。
实施例4，该超低密度水基钻井液，按重量份数含有膨润土3份，pH值调节剂0.3份，降粘剂0.3份，抑制剂0.2份，降滤失剂0.4份，润滑剂3份，减轻剂15份，水100份。
实施例5，该超低密度水基钻井液，按重量份数含有膨润土2份，pH值调节剂0.2份，降粘剂0.4份，抑制剂0.2份，降滤失剂0.3份，润滑剂4份，减轻剂20份，水100份。
实施例6，该超低密度水基钻井液的制备方法，其特征在于按下述步骤进行：将所需量的膨润土加入到所需量的水中搅拌均匀，常温老化16-24小时，在高速搅拌的条件下，依次加入所需量的pH值调节剂、降粘剂、抑制剂、降滤失剂、润滑剂搅拌均匀，最后加入所需量的减轻剂搅拌均匀得到超低密度水基钻井液。
实施例7，对上述实施例的优化，实施例7中加入的膨润土的作用是使钻井液具有一定的粘度和封堵作用，能够起到携岩作用，净化井眼，能够快速形成泥饼，降低滤失量。
实施例8，对上述实施例的优化，实施例8中pH调节剂可为氢氧化钠（NaOH）。氢氧化钠使其呈弱碱性，提高膨润土的造浆率，提高降滤失剂、降粘剂和润滑剂性能。
实施例9，对上述实施例的优化，实施例9中降粘剂可为两性离子聚合物降粘剂（XY-27）。其作用是适度降低钻井液的粘度，控制钻屑污染导致粘度增加，使钻井液保持良好的流变性。
实施例10，对上述实施例的优化，实施例10中抑制剂为聚丙烯酸钾（K-PAM）。其作用是抑制粘土分散，预防地层粘土造浆导致钻井液增稠。
实施例11，对上述实施例的优化，实施例11中降滤失剂为水解聚丙烯腈钠盐（Na-HPAN）。其主要作用是降低钻井液滤失量，当粘土结构较强时还能起到分散作用，降低粘度。
实施例12，对上述实施例的优化，实施例12中润滑剂为钻井液用高效润滑剂（YDRH-1）。其作用是能提高钻井液润滑性，对于低密度钻井液中大量固相颗粒的情况下，润滑剂还能有效降低塑性粘度。
实施例13，对上述实施例的优化，实施例13中减轻剂为空心玻璃微珠(H32)。其主要作用是降低钻井液密度，其呈球状颗粒，能加强钻井液封堵能力和提高井壁润滑性。
实施例14，对上述实施例的优化，实施例14中减轻剂的加量不同，会使得超低密度水基钻井液的密度发生变化，能够满足钻井施工要求。
本发明上述实施例3得到的超低密度水基钻井液的性能测定见表1所示；本发明上述实施例4得到的超低密度水基钻井液的性能测定见表2所示；本发明上述实施例5得到的超低密度水基钻井液的性能测定见表3所示；本发明实施例14得到的不同密度的超低密度水基钻井液的性能测定见表4所示；上述实施例3至实施例5得到的超低密度水基钻井液的性能测定是经过具体实际操作过程中所得到的数据。
由表1至表3可以看出，本发明超低密度水基钻井液，在80℃的老化罐（约500mL）中热滚16小时，密度基本没有发生变化，说明钻井液热稳定性好，并且各项参数均符合现场要求，说明本发明超低密度水基钻井液能够满足钻井施工需求。
由表4可以看出，本发明超低密度钻井液，当减轻剂加量变化时，超低密度水基钻井液的密度随之发生变化，本发明的钻井液密度在0.74-0.99g/cm 3 之间可调，其密度特点是一般钻井液所不能具备的，并且各项参数均符合现场要求，说明本发明超低密度水基钻井液能够满足钻井施工需求。
综上所述，本发明超低密度钻井液，密度低，其密度特点是一般钻井液所不能具备的，实际钻井过程中，水基钻井液密度一般在1.02g/cm 3 以上，而本发明得到的超低密度水基钻井液密度在0.74-0.99g/cm 3 之间可调，热稳定性好，流变性良好，滤失量低，可用于低压易漏地层钻井作业，降低漏失风险；可用于低压储层段近平衡钻井和液相欠平衡钻井，达到保护储层，提高钻井效率的目的。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，满足不同情况的需求。

Claims (7)

1.一种超低密度水基钻井液，其特征在于按重量份数含有膨润土2份至4份、pH值调节剂0.2份至0.3份、降粘剂0.2份至0.4份、抑制剂0.2份至0.3份、降滤失剂0.3份至0.5份、润滑剂2份至4份、减轻剂5份至20份、水100份。
2.根据权利要求1所述的超低密度水基钻井液，其特征在于pH调节剂为氢氧化钠；或/和，降粘剂为两性离子聚合物降粘剂；或/和，抑制剂为聚丙烯酸钾；或/和，降滤失剂为水解聚丙烯腈钠盐；或/和，润滑剂为钻井液用高效润滑剂；或/和，减轻剂为空心玻璃微珠。
3.根据权利要求1或2所述的超低密度水基钻井液，其特征在于按下述方法得到：将所需量的膨润土加入到所需量的水中搅拌均匀，常温老化16-24小时，在高速搅拌的条件下，依次加入所需量的PH值调节剂、降粘剂、抑制剂、降滤失剂、润滑剂搅拌均匀，最后加入所需量的减轻剂搅拌均匀得到超低密度水基钻井液。
4.根据权利要求3所述的超低密度水基钻井液，其特征在于高速搅拌的速率为8000转/分钟。
5.一种根据权利要求1所述超低密度水基钻井液的制备方法，其特征在于按下述步骤进行：将所需量的膨润土加入到所需量的水中搅拌均匀，常温老化16-24小时，在高速搅拌的条件下，依次加入所需量的pH值调节剂、降粘剂、抑制剂、降滤失剂、润滑剂搅拌均匀，最后加入所需量的减轻剂搅拌均匀得到超低密度水基钻井液。
6.根据权利要求5所述的超低密度水基钻井液的制备方法，其特征在于pH调节剂为氢氧化钠；或/和，降粘剂为两性离子聚合物降粘剂；或/和，抑制剂为聚丙烯酸钾；或/和，降滤失剂为水解聚丙烯腈钠盐；或/和，润滑剂为钻井液用高效润滑剂；或/和，减轻剂为空心玻璃微珠。
7.根据权利要求5或6所述的超低密度水基钻井液的制备方法，其特征在于高速搅拌的速率为8000转/分钟。
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