CN106520087B - 一种钻进页岩用强抑制性钻井液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于页岩气开发钻进页岩的强抑制性钻井液，它克服井壁失稳问题，抑制页岩地层水化坍塌。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900‑1000；钻井液用膨润土30‑60；a2CO32‑4；钻井液用强抑制降滤失剂JT900 0.3‑1；大钾强抑制剂FK‑1 0.5‑1；钻井液用包被剂FK‑421 2‑5；页岩抑制剂NF‑923 1‑1.5；阳离子降粘剂XH‑1 1‑2；页岩稳定剂DLSAS 2‑3；储层屏蔽剂QCX‑1 4‑6；封堵剂DE‑1 2‑4；钻井液用润滑剂RT‑881 0.5‑1；最后用NaOH加水配制成质量百分浓度40%的碱液，调整体系pH为8.5，采用钻井液用加重剂重晶石加重体系密度至1.8‑2.0g/cm3，制得本钻井液。本钻井液体系对环境污染小，有良好的流变性、强抑制、封堵能力强，用于页岩钻井。

Description

一种钻进页岩用强抑制性钻井液
技术领域
本发明涉及一种用于页岩气开发钻进页岩的强抑制性钻井液，特别适合于微裂缝发育的页岩长水平井段的深部地层的钻进。
背景技术
目前随着非常规能源页岩气在国内的兴起，在新一轮的资源评估之后页岩气已被证实在我国具有广泛的开采前途，是解决目前国内油气资源紧张，实现油气增储上产，保障国家能源安全的重中之重，与此同时围绕页岩气开发的一些关键科学问题也被提上日程。以往页岩地层是作为非储层进行研究，但随着页岩气的勘探开发进入工业开采实质性阶段，页岩地层作为主力储层进行开发，在目前研究的重点区域诸如川渝地区的龙马溪组和筇竹寺组储层均为硬脆性页岩地层，和传统的水敏性泥页岩相比，其水敏较弱，坍塌机理也有所偏颇，导致在进行长水平井钻井时出现滤液侵入，井壁发生周期性坍塌，出现时敏性，这种以往只会在大段泥膏岩直井段中偶然出现的状况，却在页岩气钻井过程中成为不可避免的情况，加之是水平井，因此其复杂性更高。
目前国内页岩气水平井钻井过程中主要采用油基钻井液，且大部分来自外企，这主要源自美国页岩气开发的成功经验，但油基钻井液高成本、高污染是其自然缺陷，能否通过研究得到高性能的仿油基水基钻井液以及在新型纳米钻井液上取得突破值得期待，目前在这方面已经取得很多进展相比油基钻井液的优缺点水基钻井液优点有：①环保；②天然气浸易发现；1 温度对流变性影响较小；2 成本相对低；3 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(固相及CO2、H2S气体污染)，维护处理工作量大；4 润滑防卡能力不足。因此，研制一种能适用于页岩地层的新型水基钻井液替代油基钻井液能够解决井壁稳定、储层污染等问题则是目前页岩气钻井的关键技术，也是国内外页岩钻井的难点所在。
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层页岩地层时井壁失稳问题，抑制页岩地层水化坍塌，为此特提供一种钻进页岩用强抑制性钻井液。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种钻进页岩用强抑制性钻井液，其特征是制备该钻井液所用原料的组分及其含量，其质量单位为克：
氢氧化钠 分子式NaOH 含量为5-10
钻井液用强抑制降滤失剂 代号JT900 0.3-1
大钾强抑制剂 代号FK-1 0.5-1
钻井液用包被剂 代号FK-421 2-5
页岩抑制剂 代号NF-923 1-1.5
阳离子降粘剂 代号XH-1 1-2
碳酸钠 分子式Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> 2-4
钻井液用润滑剂 代号RT-881 0.5-1
页岩稳定剂 代号DLSAS 2-3
钻井液用膨润土 蒙脱土 30-60
储层屏蔽剂 代号QCX-1 4-6
封堵剂 代号DE-1 2-4
自来水 分子式H<sub>2</sub>O 900-1000
用氢氧化钠加水配成质量百分浓度为40%的碱液，调节体系pH值为8.5；用钻井液加重剂重晶石加重体系密度至1.8-2.0g/cm3。
本发明一种钻进页岩用强抑制性钻井液的制备方法是：
先量取900-1000克的自来水将水温升至65℃，在低速600r/min电动搅拌下加入30-60克的钻井液用膨润土，搅拌10分钟加入2-4克Na2CO3再搅拌30分钟，常温常压下预水化24h；再在低速500r/min电动搅拌下加入0.3-1克钻井液用强抑制降滤失剂JT900 搅拌10分钟，加入0.5-1克大钾强抑制剂FK-1搅拌5分钟，加入2-5克钻井液用包被剂FK-421搅拌5分钟，加入1-1.5克页岩抑制剂NF-923搅拌15分钟，加入1-2克阳离子降粘剂XH-1搅拌15分钟，加入2-3克页岩稳定剂DLSAS搅拌15分钟；然后加入4-6克储层屏蔽剂QCX-1搅拌15分钟，加入2-4克封堵剂DE-1搅拌10min，加入0.5-1克钻井液用润滑剂RT-881搅拌10分钟；最后用NaOH加水配制成质量百分浓度40%的碱液，调整体系pH为8.5，搅拌1小时，用钻井液用加重剂重晶石加重体系密度至1.8-2.0g/cm3，制得本钻进页岩用强抑制性钻井液。
上述制备方法所用钻井液用膨润土、钻井液用强抑制降滤失剂JT900、大钾强抑制剂FK-1、钻井液用包被剂FK-421、页岩抑制剂NF-923、阳离子降粘剂XH-1、页岩稳定剂DLSAS、碳酸钠 Na2CO3、氢氧化钠 NaOH、储层屏蔽剂QCX-1、封堵剂DE-1、钻井液用润滑剂RT-881、钻井液用加重剂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 本钻进页岩用强抑制性钻井液基本原料明细表
品 名 代号 主要成分 生 产 厂 家 备注
自来水 H<sub>2</sub>O 本地自来水公司
钻井液用膨润土 蒙脱土 新疆中非夏子街膨润土有限责任公司 http://www.sinoma-xjbentonite.com/list/6_1.html
钻井液用强抑制降滤失剂 JT900 多种乙烯单体、阳离子单体、多羧基聚合物接枝共聚，抗盐 鄯善七喜台油田化学厂 http://gongyingshang.youboy.com/xinjiang/a/gys80613_10165.html
大钾强抑制剂 FK-1 新乡有机化工厂 http://www.ecgoods.com/c206221/
钻井液用包被剂 FK-421 新乡金三角化工厂 http://hkjum29040.51sole.com/
页岩抑制剂 NF-923 湖北冷水滩市化工厂 http://yongzhou08168.11467.com/
阳离子降粘剂 XH-1 华莱石油助剂厂 http://1588826.co.sonhoo.com/company_web/index-1588827.html
碳酸钠 Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> 科龙化学试剂厂 http://www.cdkelong.com/
续表1 本钻进页岩用强抑制性钻井液基本原料明细表
本发明提供的钻进页岩用低荧光防塌钻井液与现有所使用的页岩钻井液体系相比有如下优点：(1) 具有较强的抑制封堵能力；(2) 防止井壁坍塌；(3) 抗高温能力强；(4)对环境污染小，有良好的流变性。
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1：一种钻进页岩用强抑制性钻井液的配制方法。
先量取900-1000克的自来水将水温升至65℃，在低速600r/min电动搅拌下加入30克的钻井液用膨润土，搅拌10分钟加入2克Na2CO3再搅拌30分钟，常温常压下预水化24h；再在低速500r/min电动搅拌下加入0.3克钻井液用强抑制降滤失剂JT900 搅拌10分钟，加入0.5克大钾强抑制剂FK-1搅拌5分钟，加入2克钻井液用包被剂FK-421搅拌5分钟，加入1克页岩抑制剂NF-923搅拌15分钟，加入1克阳离子降粘剂XH-1搅拌15分钟，加入2克页岩稳定剂DLSAS搅拌15分钟；然后加入4克储层屏蔽剂QCX-1搅拌15分钟，加入2克封堵剂DE-1搅拌10min，加入0.5克钻井液用润滑剂RT-881搅拌10分钟；最后用NaOH加水配制成质量百分浓度40%的碱液，调整体系pH为8.5，搅拌1小时，用钻井液用加重剂重晶石加重体系密度至1.8-2.0g/cm3，制得本钻进页岩用强抑制性钻井液。
实例2：采用XGRL－2型滚子加热炉对本钻进页岩用强抑制性钻井液体系进行了滚动回收率测定。
表2 岩样滚动回收率（150℃/16h）
表3 本钻进页岩用强抑制性钻井液体系线性膨胀性实验结果
由表2、表3本钻进页岩用强抑制性钻井液体系的滚动回收率及线性膨胀率实验可知，滚动回收率达到99%以上，16h线性膨胀率只有18.02%，说明该水基钻井液体系具有较好的抑制性能。

Claims (1)

1.一种钻进页岩用强抑制性钻井液，其特征在于，该钻进页岩用强抑制性钻井液的制备方法包括：先量取900-1000g的自来水将水温升至65℃，在低速600r/min电动搅拌下加入30g的钻井液用膨润土，搅拌10min加入2gNa2CO3再搅拌30min，常温常压下预水化24h；再在低速500r/min电动搅拌下加入0.3g钻井液用强抑制降滤失剂JT900搅拌10min，加入0.5g大钾强抑制剂FK-1搅拌5min，加入2g钻井液用包被剂FK-421搅拌5min，加入1g页岩抑制剂NF-923搅拌15min，加入1g阳离子降粘剂XH-1搅拌15min，加入2g页岩稳定剂DLSAS搅拌15min；然后加入4g储层屏蔽剂QCX-1搅拌15min，加入2g封堵剂DE-1搅拌10min，加入0.5g钻井液用润滑剂RT-881搅拌10min；最后用NaOH加水配制成质量百分浓度40％的碱液，调整体系pH为8.5，搅拌1h，用钻井液用加重剂重晶石加重体系密度至1.8-2.0g/cm3。
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