CN105733527A - 一种黑锰矿粉加重高密度钻井液 - Google Patents

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石晛
王平全
陈婷
陶鹏
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Abstract

本发明涉及一种用黑锰矿粉加重高密度钻井液，它具有良好的基本性能，有效防止井壁坍塌。其技术方案是制备该钻井液所用原料的组分及其含量为，质量单位为克：自来水9001000；钻井液用膨润土3060；Na2CO31.52.5；钻井液用降粘剂SRJNZ6 510；降滤失剂WSG048 26；钻井液用抗盐增粘降失水剂SLII 24；铝基聚合物防塌剂DLP1 510；钻井液用防塌封堵剂FDT130 1520；无荧光防塌润滑剂FT342 1020搅拌15min，非渗透钻井液处理剂WLP1 510；最后用NaOH加水配制成40％的碱液，调节体系pH为8.5，搅按照250～300目黑锰矿粉∶300～350目黑锰矿粉＝3∶2的比例将钻井液体系加重到2.40g/cm3，制得本黑锰矿粉加重高密度水基钻井液。

Description

一种黑锰矿粉加重高密度钻井液
技术领域
本发明涉及一种黑锰矿粉加重超高密度水基钻井液，特别适合于深井、超深井的钻进。
背景技术
目前深井和超深井的钻探已在国内外被看作今后钻探工业发展的一个重要方面。由于井越深，技术上的困难越多，因此，世界各国都把钻井深度和速度作为钻井工艺的重要标志。实践证明，深井、超深井钻井液质量对深井、超深井的成败、钻速、深部油气资源勘探和钻井成本有着极其重要的意义。从当前深井、超深井钻井液研究现状来看，常用的深井、超深井钻井液有水基和油基两大类。油基钻井液性能受高温影响较小，对防止压差卡钻等井下复杂的发生有着水基钻井液无法比拟的优势。但其对储层造成污染导致储层渗透率降低从而致使油气井产量下降、其性能受压力影响较大等问题也不容忽视。我国虽然曾成功使用过油基钻井液，但目前仍以水基钻井液为主。
相比油基钻井液的优缺点水基钻井液优点有：①环保；②钻速较快；③温度对流变性影响较小；④成本相对低；⑤遇井漏容易处理等，缺点有：①井壁稳定性差；②热稳定性相对较差，易于高温凝胶化；③抗污染性差，维护处理工作量大；④润滑防卡能力不足；⑤失水造壁性与流变性的矛盾不易协调等。因此，研制一种性能良好且稳定的水基钻井液是钻进深井、超深井的关键技术，也是国内外钻进深井、超深井的难点所在。
发明内容
本发明的目的是：为了克服目前使用水基钻井液钻进深井、超深井时流变性与失水造壁性的矛盾，使钻井液具有良好流变性的同时控制其滤失量，为此特提供一种黑锰矿粉加重高密度水基钻井液。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种黑锰矿粉加重高密度水基钻井液，其特征是制备该钻井液所用原料的组分及含量为，其中质量单位为克：
用质量百分浓度为40％的NaOH溶液调节体系pH值为8.5；将黑锰矿用JHFS200金属粉碎机粉碎，用250目、300目、350目的筛网筛出250～300目、300～350目的黑锰矿粉，并按照250～300目黑锰矿粉∶300～350目黑锰矿粉＝3∶2的比例将钻井液体系加重到2.40g/cm3。
本发明一种黑锰矿粉加重高密度水基钻井液的制备方法是：
先量取1000克的自来水将水温升至70℃，在低速500r/min电动搅拌下加入30-50克的钻井液用膨润土，搅拌10min，加入1.5-2.5克Na2CO3再搅拌30min，常温常压下预水化24h；再在高速8000r/min电动搅拌下加入5-10克钻井液用降粘剂SRJN-Z6搅拌5min，在低速500r/min电动搅拌下加入2-6克降滤失剂WSG-048搅拌5min，加入2-4克钻井液用抗盐增粘降失水剂SL-II搅拌5min，加入5-10克铝基聚合物防塌剂DLP-1搅拌5min；然后加入15-20克钻井液用防塌封堵剂FDT-130搅拌5min；加入10-20克无荧光防塌润滑剂FT-342搅拌15min，加入5-10克非渗透钻井液处理剂WLP-1搅拌10min；最后用NaOH加水配制成40％的碱液，调节体系pH为8.5。搅拌30min后按照250～300目黑锰矿粉∶300～350目黑锰矿粉＝3∶2的比例将钻井液体系加重到2.40g/cm3搅拌2小时，制得本黑锰矿粉加重高密度水基钻井液。
上述制备方法所用钻井液用膨润土、Na2CO3、钻井液用降粘剂SRJN-Z6、降滤失剂WSG-048、钻井液用抗盐增粘降失水剂SL-II、铝基聚合物防塌剂DLP-1、钻井液用防塌封堵剂FDT-130、无荧光防塌润滑剂FT-342、非渗透钻井液处理剂WLP-1、黑锰矿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。
表1本黑锰矿粉加重高密度水基钻井液基本原料明细表
本发明提供的黑锰矿粉加重高密度水基钻井液与目前所使用高密度钻井液体系相比有如下有益效果：①本钻井液相比油基钻井液对环境污染小；②具有较强的抑制封堵能力；③能有效降低坍塌压力；④用不同目数的黑锰矿粉按比例加重使钻井液体系具有良好的流变性等。
具体实施方式：
下面结合具体实例对本发明作进一步的说明
实例1：一种钻进页岩用低密度荧光钻井液的配制方法。
先量取1000克的自来水将水温升至70℃，在低速500r/min电动搅拌下加入30克的钻井液用膨润土，搅拌10min，加入1.5克Na2CO3再搅拌30min，常温常压下预水化24h；再在高速8000r/min电动搅拌下加入5克钻井液用降粘剂SRJN-Z6搅拌5min，在低速500r/min电动搅拌下加入4克降滤失剂WSG-048搅拌5min，加入2克钻井液用抗盐增粘降失水剂SL-II搅拌5min，加入10克铝基聚合物防塌剂DLP-1搅拌5min；然后加入15克钻井液用防塌封堵剂FDT-130搅拌5min；加入10克无荧光防塌润滑剂FT-342搅拌15min，加入5克非渗透钻井液处理剂WLP-1搅拌10min；最后用NaOH加水配制成40％的碱液，调节体系pH为8.5。搅拌30min后按照250～300目黑锰矿粉∶300～350目黑锰矿粉＝3∶2的比例将钻井液体系加重到2.40g/cm3搅拌2小时，制得本黑锰矿粉加重高密度水基钻井液。
实例2：采用XGRL-2型滚子加热炉对本发明钻井液体系进行了滚动回收率测定。
表2本黑锰矿粉加重高密度水基钻井液滚动回收率实验结果
钻井液配方 实验条件 回收质量(g) 回收率(％)
清水+50g红层土 105℃/16h 5.32 10.64
钻井液体系+50g红层土 105℃/16h 48.40 96.80
注：1)红层土为四川红层土岩屑，页岩露头为长7页岩露头，均为6～10目，回收率为过40目回收率；2)表中结果均为2次实验数据均值。
表3本黑锰矿粉加重高密度水基钻井液体系线性膨胀性实验结果
注：1)岩芯为钻井液用膨润土(配浆土)压制成型；2)滤液为体系热滚105℃/16h后压出的滤液；3)表中结果均为2次实验数据均值。
由表2、表3该黑锰矿粉加重高密度水基钻井液的滚动回收率及线性膨胀率实验可知，滚动回收率达到96％以上，16h线性膨胀率只有21.25％具有较好的抑制水化分散及膨胀性。
实例3：采用XGRL-2型滚子加热炉连续热滚，测试该黑锰矿粉加重高密度水基钻井液基本性能及热稳定性。
表4本黑锰矿粉加重高密度水基钻井液体系基本性能及热稳定性评价
由表4的热稳定性结果可知体系具有良好的基本性能，粘、切和滤失量随着滚动时间的增加变化甚微，具有良好的热稳定性。

Claims (2)

1.一种黑锰矿粉加重高密度水基钻井液，其特征是：制备该钻井液所用原料的组分及含量为，其质量单位为克：
用质量百分浓度为40％的NaOH溶液调节体系pH值为8.5；将黑锰矿用JHFS200金属粉碎机粉碎，用250目、300目、350目的筛网筛出250～300目、300～350目的黑锰矿粉，并按照250～300目黑锰矿粉∶300～350目黑锰矿粉＝3∶2的比例将钻井液体系加重到2.40g/cm3。
2.先量取1000克的自来水将水温升至70℃，在低速500r/min电动搅拌下加入30-50克的钻井液用膨润土，搅拌10min，加入1.5-2.5克Na2C03再搅拌30min，常温常压下预水化24h；再在高速8000r/min电动搅拌下加入5-10克钻井液用降粘剂SRJN-Z6搅拌5min，在低速500r/min电动搅拌下加入2-6克降滤失剂WSG-048搅拌5min，加入2-4克钻井液用抗盐增粘降失水剂SL-II搅拌5min，加入5-10克铝基聚合物防塌剂DLP-1搅拌5min；然后加入15-20克钻井液用防塌封堵剂FDT-130搅拌5min；加入10-20克无荧光防塌润滑剂FT-342搅拌15min，加入5-10克非渗透钻井液处理剂WLP-1搅拌10min；最后用NaOH加水配制成40％的碱液，调节体系pH为8.5。搅拌30min后按照250～300目黑锰矿粉∶300～350目黑锰矿粉＝3∶2的比例将钻井液体系加重到2.40g/cm3搅拌2小时制得本黑锰矿粉加重高密度水基钻井液。
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