CN106350037A

CN106350037A - 一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液及制备方法

Info

Publication number: CN106350037A
Application number: CN201610761524.1A
Authority: CN
Inventors: 李宝军; 崔贵涛; 蒋振伟; 贾俊; 苏欢; 赵向阳; 赵雷; 丁磊; 高洁; 张艺聪; 曲先伟
Original assignee: Engineering Technology Research Institute of CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co ltd
Current assignee: Engineering Technology Research Institute of CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co ltd
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2017-01-25

Abstract

本发明提供了一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液，由以下质量百分比的原料组成：焦磷酸钠2～5%，提粘剂0.2～1.5%，降滤失剂0.5～2.0%，加重剂5～15%，余量为水。本发明酸式焦磷酸钠环保型钻井液不仅能够提供优异的井壁稳定能力，还能提供高效的携砂能力，并且符合环保要求，满足了厄瓜多尔TARAPOA区块上部井段钻进的需要，获得了良好的经济效益和社会效益。

Description

一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液及制备方法

技术领域

本发明属于油气田钻井作业技术领域，具体涉及一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液及制备方法。

背景技术

厄瓜多尔TARAPOA区块，地面海拔250-300米，地形多为丘陵，地层压力和温度正常，属于新生界海相环境沉积，主要地层为晚第三系、第三系、白垩系。晚第三系和第三系都是比较新的地层，泥质含量很高，沉积时间短，欠压实，稳定性差，吸水性强，分散性高，造浆严重。

厄瓜多尔TARAPOA区块，通常是在同一个井场“一”字形排开钻五到十口井，而且是新井老井交错其中，都是大斜度定向井或者水平井。大斜度定向井技术又称大位移定向井技术，它是一项实施难度极高的钻井技术，从目前完成井的情况来看，主要难题存在导管下放不到位、井下坍塌严重、钻进中摩阻、扭矩偏大、起下钻阻卡、大套管下放遇阻等问题；尤其是井壁失稳问题一直是制约正常快速钻井、钻井提速的一个难题，甚至影响到油田的开发速度和效益。

厄瓜多尔TARAPOA区块位于亚马逊热带雨林，周边具有多个世界级自然保护区（亚苏尼、库亚贝诺国家森林公园），并且亚马逊河流域的热带雨林素有“地球之肺”之称。因此当地环保要求苛刻，对环境危害较大钻井液材料受到限制，譬如磺化材料和盐类。所以厄瓜多尔TARAPOA区块的开发现状客观要求研发一种针对厄瓜多尔TARAPOA区块海相沉积特点，具有优异的井壁稳定能力、高效携砂能力的钻井液配方及制备方法，满足厄瓜多尔TARAPOA区块上部井段高质高效的开发需要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中厄瓜多尔TARAPOA区块上部地层导管和表层套管普遍存在下放不到位的难题，不仅能够提供优异的井壁稳定能力，还能提供高效的携砂能力，并且符合环保要求。

为此，本发明提供了一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液，由以下质量百分比的原料组成：焦磷酸钠2～5%，提粘剂0.2～1.5%，降滤失剂0.5～2.0%，加重剂5～15%，余量为水。

一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液，由以下质量百分比的原料组成：焦磷酸钠3%，提粘剂0.4%，降滤失剂1.8%，加重剂5%，水89.8%。

所述提粘剂是黄原胶、高粘聚阴离子纤维素或膨润土中的一种或两种。

所述降滤失剂是低粘聚阴离子纤维素或淀粉中的一种或两种。

所述加重剂是石灰石或重晶石。

本发明还提供了一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液的制备方法，在配方量的水中加入依次加入配方量的焦磷酸钠、降滤失剂、提粘剂、加重剂，充分搅拌混合均匀配制成钻井液。

本发明的有益效果是：

1、酸式焦磷酸钠作为主体处理剂、具有稀释软化、调节流变性、调节pH值，中和钙离子的作用，配制的钻井液体系具有低黏高切、流动性好、抗石膏污染能力强、固相容量大、流变性能易于调节等特点；

2、该酸式焦磷酸钠环保型钻井液中相对于常规降粘剂如磺化单宁，铁铬木质素磺酸盐非常环保，不含重金属离子，容易降解生成磷酸根，对改善土壤具有一定作用；

3、不仅能够提供优异的井壁稳定能力，还能提供高效的携砂能力，并且符合环保要求。满足了厄瓜多尔TARAPOA区块上部井段钻进的需要，获得了良好的经济效益和社会效益。

下面将做进一步详细说明。

具体实施方式

实施例1：

为了解决现有技术中厄瓜多尔TARAPOA区块上部地层导管和表层套管普遍存在下放不到位的难题，本实施例提供了一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液，由以下质量百分比的原料组成：焦磷酸钠2～5%，提粘剂0.2～1.5%，降滤失剂0.5～2.0%，加重剂5～15%，余量为水。

该酸式焦磷酸钠环保型钻井液在常温常压下制备，制备过程：在配方量的水中加入依次加入配方量的焦磷酸钠、降滤失剂、提粘剂、加重剂，充分搅拌混合均匀配制成钻井液。

本发明原理：

采用酸式焦磷酸钠作为主体成分，相对于常规降粘剂如磺化单宁，铁铬木质素磺酸盐非常环保，不含重金属离子，容易降解生成磷酸根，对改善土壤具有一定作用；同时该处理剂对钙离子具有络合作用，反应产生的络合离子相当稳定，相当于去除了体系中的钙离子，具有除钙抗钙的作用，另外自身具有良好的稀释粘土的作用，能够在高坂土含量的钻井液中调节流变性能。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液，由以下质量百分比的原料组成：焦磷酸钠5%，提粘剂0.8%，降滤失剂0.5%，加重剂5%，水88.7%。

制备方法：在配方量的水中加入依次加入配方量的焦磷酸钠、降滤失剂、提粘剂、加重剂，充分搅拌混合均匀配制成钻井液。

本实施例中的焦磷酸钠（主体剂）为食品级焦磷酸钠，降滤失剂为淀粉，提粘剂为高粘聚阴离子纤维素，加重剂为重晶石。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液，由以下质量百分比的原料组成：焦磷酸钠2%，提粘剂1.3%，降滤失剂0.5%，加重剂5%，余量为水。

本实施例中的焦磷酸钠（主体剂）为食品级焦磷酸钠，降滤失剂为低粘聚阴离子纤维素，提粘剂由0.3%黄原胶（相对分子质量在2×10⁶～2×10⁷）和1%的膨润土组成，加重剂为325目石灰石。

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

二、按照上述组成配比，根据配制程序在现场配制，进行了1口井的现场试验，在JOHANNA 11D井取得以下效果：

JOHANNA 11D井表层井段设计为φ406.4mm井眼，设计井段0ft～5664ft。该井2016年5月11日0:00开始φ406.4mm井段施工，先后钻遇第三系和晚第三系的泥岩和页岩，于5月14日2:00钻至5664ft(垂深4940ft，井斜58度)表层完钻。表层单只钻头成功钻穿表层井段，起下钻不阻不卡、φ339.7mm表层套管一次性下到井底。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、流变性能易于调节，能有效防止软泥页岩地层坍塌。其它技术指标：密度1.05～1.22g/cm³, FV28～45s, API FL6～11ml, 泥饼 0.2～0.3mm, pH 7～8.5, 含砂量小于0.3%,PV5～18mPa.s, YP5～16Pa。

实施例4：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液，由以下质量百分比的原料组成：焦磷酸钠3%，提粘剂0.4%，，降滤失剂1.8%，加重剂5%，水89.8%。

本实施例中的焦磷酸钠（主体剂）为食品级焦磷酸钠，降滤失剂由0.8%的低粘聚阴离子纤维素和1%的淀粉组成，提粘剂为黄原胶（相对分子质量在2×10⁶～2×10⁷），加重剂为325目石灰石。

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2所示，

表2 一种配比钻井液基本性能

二、按照上述组成配比，根据上述配制程序在现场配制，进行了1口井的现场试验，在JOHANNA 15D井取得以下效果：

JOHANNA 15D井表层井段设计为φ406.4mm井眼，设计井段0ft～6701ft。2016年6月29日开始表层段钻进，在施工中存在钻遇软泥岩、页岩，但通过采取合理措施，很好的解决了软泥岩恶性造浆、钻井液流动性差等难题。2016年于7月3日表层井段完钻，井深6701ft。φ339.7mm表层套管一次性下到预定位置。整个井段钻井液表现出良好的井壁稳定能力、携砂能力强、流动性好、抗石膏污染能力强、固相容量大等优点。

综上所述，本发明酸式焦磷酸钠环保型钻井液能够提供优异的井壁稳定能力，还能提供高效的携砂能力，并且符合环保要求。满足了厄瓜多尔TARAPOA区块上部井段钻进的需要，获得了良好的经济效益和社会效益。

以上实施例中黄原胶相对分子质量在2×10⁶～2×10⁷；聚阴离子纤维素（PAC）是一种水溶性的高分子有机化合物，容易分散在所有水基钻井液中，用于石油钻探、掘井等工程：主要用于海上钻井和陆地深井，在低固相钻井液中，PAC能显著降低滤失量，减薄泥饼厚度，并对页盐水化有较强的抑制作用，分为高粘聚阴离子纤维素、低粘聚阴离子纤维素、中粘聚阴离子纤维素三种，在市场上均可购买得到。

以上各实施例没有详细叙述的方法和结构属本行业的公知常识，这里不一一叙述。

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

1.一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：焦磷酸钠2～5%，提粘剂0.2～1.5%，降滤失剂0.5～2.0%，加重剂5～15%，余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液，其特征在于：由以下质量百分比的原料组成：焦磷酸钠3%，提粘剂0.4%，降滤失剂1.8%，加重剂5%，水89.8%。

3.根据权利要求1所述的一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液，其特征在于：所述提粘剂是黄原胶、高粘聚阴离子纤维素或膨润土中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液，其特征在于：所述降滤失剂是低粘聚阴离子纤维素或淀粉中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液，其特征在于：所述加重剂是石灰石或重晶石。

6.根据权利要求1所述的一种酸式焦磷酸钠环保型钻井液的制备方法，其特征在于：在配方量的水中加入依次加入配方量的焦磷酸钠、降滤失剂、提粘剂、加重剂，充分搅拌混合均匀配制成钻井液。