CN105273697A - 微米化加重钻井液 - Google Patents

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Abstract

微米化加重钻井液，涉及油田钻井技术领域，特别是钻井液的配制技术领域。除水以外，本发明还包括膨润土粉、Na2CO3、NaOH、聚阴离子纤维素盐、复合金属离子聚合物、聚丙烯腈铵盐、磺化酚醛树脂、磺化褐煤、磺化沥青、植物油润滑剂、稀释剂和活化重晶石粉。本发明流变性能调节容易，滤饼质量改善，加重材料悬浮稳定性变好。本发明具有低塑性粘度和低切力，优良的重晶石悬浮性能，在钻井过程中采用本发明钻井液，能防止在井下形成重晶石岩屑床。动态、静态滤失量小。能提高固相分离效率。本发明是支持高压地层钻探施工所必需的基础技术之一。

Description

微米化加重钻井液
技术领域
本发明涉及油田钻井技术领域，特别是钻井液的配制技术领域。
背景技术
近年来随着钻井井深的增加，高温、高压、地层塑性蠕变和高压下岩石物理性质发生变化等复杂地质情况也越来越多，尽管支持深钻作业的各种技术在不断进步，但迄今为止，这些地质现象仍旧是钻探工程的主要威胁。
现有的钻井液由5%膨润土粉、0.2%Na2CO3、0.3%NaOH、0.3%PMCA-2、0.5%NH4-HPAN、2%FM-2、1%KD-21D、0.5%MSO和重晶石粉组成。如江苏油田老区因注水影响，地层压力紊乱，存在溢流风险大、压井钻井液密度高等问题，钻进时钻井液密度高达1.88g/cm3，黄珏区块压井密度高达2.06g/cm3，在用高密度钻进时由于重晶石沉降问题严重，高密度钻井液滤失性能差，导致粘卡、井壁失稳等复杂频发。
发明内容
本发明目的是针对复杂地质情况，提出一种微米化加重钻井液，以减少井下复杂和缩短钻井周期。
本发明由除水以外，其特征在于包括膨润土粉、Na2CO3、NaOH、PAC-LV（聚阴离子纤维素盐）、PMCA-2（复合金属离子聚合物）、NH4-HPAN（聚丙烯腈铵盐）、SMP-1（磺化酚醛树脂）、SPNH（磺化褐煤）、磺化沥青、KD-21D（植物油润滑剂）、稀释剂和活化重晶石粉。
活化重晶石粉，加入钻井液后活化重晶石粉由于具有不同粒径级别，小颗粒填充大颗粒间隙，减小了原重晶石粉粒径级别相近而形成的体积，也有利于快速形成滤饼降低滤失量。
稀释剂有机硅醇，加入钻井液后能够有效降低钻井液的粘度和切力。
聚阴离子纤维素盐，加入钻井液后改善钻井液的悬浮能力。
磺化酚醛树脂和磺化褐煤，加入钻井液后改善了滤饼质量。
本发明钻井液与以往的钻井液相比，最大的特点是：钻井液流变性能调节变容易，滤饼质量改善，加重材料悬浮稳定性变好。
本发明具有低塑性粘度和低切力，优良的重晶石悬浮性能，在钻井过程中采用本发明钻井液，能防止在井下形成重晶石岩屑床。动态、静态滤失量小。能提高固相分离效率。本发明是支持高压地层钻探施工所必需的基础技术之一。
进一步地，本发明所述所述膨润土粉、Na2CO3、NaOH、聚阴离子纤维素盐、复合金属离子聚合物、聚丙烯腈铵盐、磺化酚醛树脂、磺化褐煤、磺化沥青、植物油润滑剂、稀释剂和水的混合质量比为2.5∶0.1∶0.3∶0.2∶0.2∶1∶4∶4∶3∶1∶0.5∶100。
所述活化重晶石粉和水的混合质量比为1～80∶100。
所述活化重晶石粉的密度大于4.20g/cm3，粒径大于75μm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉总质量的10%～12%，粒径为大于45μm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉总质量的23%～27%，粒径小于6μm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉总质量的24%～30%。本发明选择此些不同粒径的活化重晶石粉混合构成的活化重晶石粉具有较低的摩擦因子，具有良好的沉降稳定性，能够改善井下钻具扭矩和摩阻。
具体实施方式
一、备料：
分别备有膨润土粉、Na2CO3、NaOH、PAC-LV、PMCA-2、NH4-HPAN、SMP-1、SPNH、FM-2（或FT-1）、KD-21D、稀释剂、活化重晶石粉和清水。
其中，活化重晶石粉的密度大于4.20g/cm3，粒径大于75μm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉总质量的10%～12%，粒径为大于45μm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉总质量的23%～27%，粒径小于6μm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉总质量的24%～30%。
二、现场施工应用：
1、施工准备：
钻进至高压地层前，在置有清水的循环罐中加入膨润土粉和Na2CO3，经混合搅拌24小时后形制成预水化的膨润土粉浆，备用。
其中，膨润土粉、Na2CO3和清水的混合质量比为2.5∶0.1∶100。
2、钻井液配制
按配方逐步在预水化的膨润土粉浆中加入NaOH、PAC-LV（聚阴离子纤维素盐）、PMCA-2（复合金属离子聚合物）、NH4-HPAN（聚丙烯腈铵盐）、SMP-1（磺化酚醛树脂）、SPNH（磺化褐煤）、磺化沥青（FM-2或FT-1）和KD-21C（植物油润滑剂），其中，NaOH、PAC-LV、PMCA-2、NH4-HPAN、SMP-1、SPNH、磺化沥青、KD-21C和清水的混合质量比为0.3∶0.2∶0.2∶1∶4∶4∶3∶1∶100。
搅拌均匀后根据所需钻井液密度确定活化重晶石粉的加入量，通常活化重晶石粉和水的混合质量比为1～80∶100，每5分钟测量一次钻井液密度、粘度，直至密度达到钻井设计要求，期间向钻井液中加入稀释剂，稀释剂和清水的混合质量比为0.5：100。
3、钻井液性能维护：
1）钻井液粘切控制
在日常维护钻井液性能，加入KD-21D（植物油润滑剂）等提高钻井液润滑性，加PMCA-2（复合金属离子聚合物）等抑制泥岩地层造浆，通过加入稀释剂控制钻井液粘度和切力。
2）四级固控的使用
一级固控振动筛筛布100目以上，振动筛、除砂器和除泥器使用率要达到100%；高低速离心机搭配使用，清除钻井液中劣质固相。
4、使用后的效果：
钻井液流变性能相比以往塑性粘度低、切力低，钻井液泵开启激动压力小；
钻井液流变性能调节相比以往变得容易；
钻井液滤饼质量相比以往改善，滤失量降低；
钻井液流变性能相比以往加重材料悬浮稳定性变好，不易分层，能防止在井下形成重晶石粉沉积。

Claims (4)

1.微米化加重钻井液，除水以外，其特征在于包括膨润土粉、Na2CO3、NaOH、聚阴离子纤维素盐、复合金属离子聚合物、聚丙烯腈铵盐、磺化酚醛树脂、磺化褐煤、磺化沥青、植物油润滑剂、稀释剂和活化重晶石粉。
2.根据权利要求1所述微米化加重钻井液，其特征在于所述膨润土粉、Na2CO3、NaOH、聚阴离子纤维素盐、复合金属离子聚合物、聚丙烯腈铵盐、磺化酚醛树脂、磺化褐煤、磺化沥青、植物油润滑剂、稀释剂和水的混合质量比为2.5∶0.1∶0.3∶0.2∶0.2∶1∶4∶4∶3∶1∶0.5∶100。
3.根据权利要求1或2所述微米化加重钻井液，其特征在于所述活化重晶石粉和水的混合质量比为1～80∶100。
4.根据权利要求1或2所述微米化加重钻井液，其特征在于所述活化重晶石粉的密度大于4.20g/cm3，粒径大于75μm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉总质量的10%～12%，粒径为大于45μm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉总质量的23%～27%，粒径小于6μm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉总质量的24%～30%。
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