CN108003852A - 一种可多次重复使用的低密度环保钻井液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，根据井垂深分为用于上部井段和用于下部井段，其特征在于：包括用于上部井段和用于下部井段，其中上部井段按照以下组分的质量比组成：高分子泥页岩抑制剂，0.3‑0.6%；絮凝剂，0.2‑0.5%；小分子泥页岩抑制剂，2‑8%；降滤失剂，0.2‑0.5%；其余为清水。下部井段按照以下组分的质量比组成：小分子泥页岩抑制剂，8‑20%；降滤失剂，0.5‑2%；泥页岩封堵剂，1‑3%；提粘剂，0.1‑0.3%；NaOH，0.1%，其余为清水，通过这样的配置比例可以满足钻井液的抗污染能力也较强，钻井液具有好的环保性，易降解，钻井液具有低粘高切性,同等粘度的情况下，降低了设备功耗，提高了钻井液携砂能力钻井液降摩阻性好，钻井液密度低，通过强化化学防塌能力，弱化了力学防塌需求。
Description
技术领域
本发明涉及石油、天然气勘探开发过程中的钻井液技术领域，尤其涉及一种可多次重复使用的低密度环保钻井液。
背景技术
环境保护是当今世界普遍重视的问题之一，随着人类生活水平的不断提高，环保意识日益增强。钻井液在钻探过程中是否对环境尤其是对地下水造成毒性污染以及钻探施工结束后钻井液的排放是否对环境造成毒性污染正受到特别关注。钻井液成为钻探施工中受到环境保护监视的首要对象，成为制约资源钻探开发利用的瓶颈。
2015年实施新《环境保护法》后，各地方政府针对钻井废液、钻屑不落地出台了相关文件。为了实现油气开发清洁化生产，废弃钻井液的处理方式一般是进行破胶并固液分离，分离后的液相进行回用，但是在进行固液分离过程中，会花费大量的生产时间和处理剂费用，并且在液相在回用过程中会发生残留处理剂易发酵从而影响新加入处理剂失效、钻井液固相含量难以控制等问题。
在天然气水平井施工时，部分区块的井为平衡地层坍塌压力，大幅度提高钻井液密度，导致塌漏矛盾加剧，复杂时效增多，每年为平衡地层坍塌压力而提密度造成的井漏的现象频繁出现，严重制约钻井生产的速度。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一套在天然气水平钻井施工中使用的可多次重复使用的低密度环保钻井液，该配方的钻井液具有抑制性强、不易发酵、密度低、润滑性好、固相含量低、抗污染能力强的特点，该体系能够更好的防止塌漏矛盾的加剧，同时也更好的实现天然气水平井快速安全钻进和多次重复使用的目的。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，根据井垂深分为用于上部井段和用于下部井段，其特征在于：用于上部井段和用于下部井段分别按照以下组分的质量比组成：
上部井段
高分子泥页岩抑制剂，0.3-0.6%；
絮凝剂，0.2-0.5%；
小分子泥页岩抑制剂，2-8%；
降滤失剂，0.2-0.5%；
其余为清水，
下部井段：
小分子泥页岩抑制剂，8-20%；
降滤失剂，0.5-2%；
泥页岩封堵剂，1-3%；
提粘剂，0.1-0.3%；
NaOH，0.1%，
其余为清水；
上述所涉及的百分数均为质量百分数。
所述的上部井段指的是垂深为500米-2500米的井段，下部井段指的是垂深为2500米-4000米的井段。
所述的高分子泥页岩抑制剂成分是由聚丙烯酸钾、两性金属离子聚合物、丙烯及其衍生聚合物、混合金属层状氢氧化物中的一种或几种复合而成。
所述的絮凝剂成分是由阴离子絮凝剂、阳离子絮凝剂、非离子型絮凝剂中的一种或几种复合而成。
所述的小分子泥页岩抑制剂成分是由氯化钠、氯化钾、氯化钙、氧化钙、硝酸钙、硫酸钙、甲酸钠、甲酸钾、甲酸铯、草酸钾、草酸钙中的一种或几种复合而成。
所述的降滤失剂的成分是由低粘聚阴离子纤维素、低粘羧甲基纤维素、天然高分子降滤失剂、羧甲基淀粉、羟丙基淀粉、甲基丙磺酸聚合物中的一种或几种成分复合而成。
所述的泥页岩封堵剂成分是由磺化沥青、乳化沥青、两性离子乳化沥青、天然高分子白沥青、膨润土、超细碳酸钙中的一种或几种沥青复合而成。
所述的提粘剂成分是由羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚阴离子纤维素、复合离子型棉纤维、黄原胶、田菁胶、瓜儿胶中的一种或几种复合而成。
本发明的有益效果是：1.通过按照一定比例的配制的这种钻井液密度低,通过强化化学防塌能力，弱化了力学防塌需求，使钻井液的入窗密度从原体系的1.30-1.35g/cm3降到该体系的1.18-1.22 g/cm3，基本杜绝了为提高密度防塌而造成的井漏。
2.钻井液抗污染能力强，能够实现多次重复使用的目的,该体系钻井液的抗污染能力也较强。
3.钻井液具有好的环保性，易降解，BOD/COD＞0.05，无生物毒性，生物毒性＞106。
4.钻井液具有低粘高切性,同等粘度的情况下，该钻井液较原钻井液切力提高2-3Pa，因此降低了设备功耗，提高了钻井液携砂能力。
5.钻井液降摩阻性好,由于体系具有很强的抑制性，近井筒的井壁硬度较大，和钻具接触面积小，并且钻井液固相含量低，该钻井液固相含量一般在10%以下，原体系多在25%左右，因此钻井液具有较好的降摩阻性。
6.钻井液配方简单、加量少,该体系处理剂只有6-7种，配方及其简单，可操作性强。处理剂加量少，较原体系降低100%左右，大幅减少劳动量。
附图说明
图1为本发明施工的陕99-15-63H2井和采用原有复合盐钻井液体系施工的陕99-15-63H2井的密度对比曲线。
具体实施方式
实施例1
一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，根据井垂深分为用于上部井段和用于下部井段，其特征在于：用于上部井段和用于下部井段分别按照以下组分的质量比组成：
上部井段
高分子泥页岩抑制剂，0.3-0.6%，作用：高分子聚合物类的泥页岩抑制剂，在增强钻井液抑制性的同时，提高粘度，可以小幅度提高钻井液的携砂能力；
絮凝剂，0.2-0.5%，作用：对钻屑起到包被、絮凝作用，易于小体积的钻屑固相沉淀、清除；
小分子泥页岩抑制剂，2-8%，作用：盐类抑制剂，提高钻井液的抑制性和化学防塌能力，在井壁形成薄膜并降低钻井液的活度；
降滤失剂，0.2-0.5%，作用：天然高分子类降滤失剂，原料取自多种植物纤维，纯天然无污染，易降解，环保性好，保护井壁，形成光滑致密的泥饼；
其余为清水。
下部井段：小分子泥页岩抑制剂，8-20%，作用：盐类抑制剂，提高钻井液的抑制性和化学防塌能力，在井壁形成薄膜并降低钻井液的活度；
降滤失剂，0.5-2%，作用：天然高分子类降滤失剂，原料取自多种植物纤维，纯天然无污染，易降解，环保性好，保护井壁，形成光滑致密的泥饼；
泥页岩封堵剂，1-3%，作用：天然高分子类泥页岩封堵剂，原料取自多种植物纤维，纯天然无污染，易降解，环保性好，保护井壁，形成致密泥饼，封堵近井壁的微裂缝；
提粘剂，0.1-0.3%，作用：钻井液增粘，提高携砂能力；
NaOH，0.1%，作用：提高钻井液pH值，防止大分子聚合物发酵，控制钻井液pH在9左右，稳定井壁；
其余为清水。
所述的上部井段指的是垂深为500米-2500米的井段，下部井段指的是垂深为2500米-4000米的井段，所述的上部井段指的是垂深为500米-2500米范围内的洛河组、安定组、直罗组、延安组、富县组、延长组、纸坊组、和尚沟组和刘家沟组地层所钻的井段，所述的下部井段指的是石千峰组、石盒子组、山西组、太原组、本溪组和马家沟组地层所钻的井段。
一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，按照以下步骤进行：
步骤1，开钻后，开始进入上部井段按照上部井段质量比进行配方，先向井筒中加入配方量的水，然后通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.3-0.6%的高分子泥页岩抑制剂、质量比为0.2-0.5%的絮凝剂、质量比为2-8%的小分子泥页岩抑制剂，循环钻进；
步骤2，进入上部井段延长组地层中部后，通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.2-0.5%的降滤失剂，并继续钻进；
步骤3，当进入到下部井段后，开始按下部井段质量比进行配方，具体方式为当进入到下部井段石千峰组地层后，通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.1%的NaOH，质量比为0.5-2%的降滤失剂，质量比为0.1-0.3%的提粘剂，质量比为1-3%的泥页岩封堵剂，循环钻进12小时；
步骤4，向步骤3的井筒中通过水力配浆漏斗配入质量比为8-20%的小分子泥页岩抑制剂，并继续钻进；
步骤5，当井斜为30°时，通过调整缓慢继续加入小分子泥页岩抑制剂的加入量使钻井液的密度达到1.15-1.18 g/cm3；
步骤6，继续钻进，当井斜为60°时，通过调整小分子泥页岩抑制剂的加入量使钻井液的密度达到1.18-1.22 g/cm3。
步骤7，完钻后，将该体系的废弃钻井液储备起来，进行新井钻进施工时，按照20方/天的速度补充到新钻井液中。
本实施例配制的钻井液密度低，通过强化化学防塌能力，弱化了力学防塌需求，使钻井液的入窗密度从原体系的1.30-1.35g/cm3降到该体系的1.18-1.22 g/cm3，基本杜绝了为提高密度防塌而造成的井漏；钻井液抗污染能力强，能够实现多次重复使用的目的。
本实施例配制的钻井液具有好的环保性，易降解，BOD/COD＞0.05，无生物毒性，生物毒性＞106；钻井液具有低粘高切性，同等粘度的情况下，该钻井液较原钻井液切力提高2-3Pa，因此降低了设备功耗，提高了钻井液携砂能力；钻井液降摩阻性好，由于体系具有很强的抑制性，近井筒的井壁硬度较大，和钻具接触面积小，并且钻井液固相含量低，该钻井液固相含量一般在10%以下，原体系多在25%左右，因此钻井液具有较好的降摩阻性；钻井液配方简单、加量少，该体系处理剂只有6-7种，配方及其简单，可操作性强。处理剂加量少，较原体系降低100%左右，大幅减少劳动量，而且该体系钻井液的抗污染能力也较强。
实施例2
一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，按照以下步骤进行：
步骤1，开钻后，开始进入上部井段，按照上部井段质量比进行配方，先向井筒中加入配方量的水，然后通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.3%的高分子泥页岩抑制剂、质量比为0.2%的絮凝剂、质量比为2%的小分子泥页岩抑制剂，循环钻进；
步骤2，进入上部井段延长组地层中部后，通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.2%的降滤失剂，并继续钻进；
步骤3，当进入到下部井段后，开始按下部井段质量比进行配方，具体方式为当进入到下部井段石千峰组地层后，通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.1%的NaOH，质量比为0.5%的降滤失剂，质量比为0.1%的提粘剂，质量比为1%的泥页岩封堵剂，循环钻进12小时；
步骤4，向步骤3的井筒中通过水力配浆漏斗配入质量比为8%的小分子泥页岩抑制剂，并继续钻进；
步骤5，当井斜为30°时，通过调整缓慢继续加入小分子泥页岩抑制剂的加入量使钻井液的密度达到1.15-1.18 g/cm3；
步骤6，继续钻进，当井斜为60°时，通过调整小分子泥页岩抑制剂的加入量使钻井液的密度达到1.18-1.22 g/cm3。
步骤7，完钻后，将该体系的废弃钻井液储备起来，进行新井钻进施工时，按照20方/天的速度补充到新钻井液中。
本实施例配制的钻井液密度低，通过强化化学防塌能力，弱化了力学防塌需求，使钻井液的入窗密度从原体系的1.30-1.35g/cm3降到该体系的1.18-1.22 g/cm3，基本杜绝了为提高密度防塌而造成的井漏；钻井液抗污染能力强，能够实现多次重复使用的目的。
本实施例配制的钻井液钻井液具有好的环保性，易降解，BOD/COD＞0.05，无生物毒性，生物毒性＞106；钻井液具有低粘高切性，同等粘度的情况下，该钻井液较原钻井液切力提高2-3Pa，因此降低了设备功耗，提高了钻井液携砂能力；钻井液降摩阻性好，由于体系具有很强的抑制性，近井筒的井壁硬度较大，和钻具接触面积小，并且钻井液固相含量低，该钻井液固相含量一般在10%以下，原体系多在25%左右，因此钻井液具有较好的降摩阻性；钻井液配方简单、加量少，该体系处理剂只有6-7种，配方及其简单，可操作性强。处理剂加量少，较原体系降低100%左右，大幅减少劳动量，该体系钻井液的抗污染能力也较强，加入4%的实验钠土后，表观粘度上升率为2.11%，加入4%的石盒子组泥岩钻屑后，表观粘度上升率为5.12%。
本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的室内环保性能评价对比：
表1是本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的可降解性能对比：
表1
表2是本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的生物毒性对比：
表2
通过上述数据，说明实施例中配制的钻井液更易降解，并且EC50
指标更优，是环境友好型钻井液体系。
二、本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的可重复使用能力评价对比：
表3为本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的抗污染能力检测：
表3
通过上述数据，说明实施例中配制的钻井液更不容易滋生细菌，不易变质，抗钻屑的污染能力也更强，更有利于多次重复使用。
三、本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的泥岩抑制能力评价对比：
表4为钻屑回收率对比：
表4
表5为岩心线性膨胀降低率
表5
通过上述数据，说明实施例中配制的钻井液对泥岩的抑制防塌能力也更强。
四、现场施工例
陕99-15-62H2井是一口三维水平井，井深5346m，水平段1500米，目的层石盒子组。表层段0-694m，直井段694-3266m，斜井段3266-3823m，石千峰和石盒子组地层以红棕色泥岩为主，易坍塌失稳，造浆严重，钻头容易泥包，施工例配制的钻井液抑制性和防塌能力强，钻井液密度低，预防了井漏的发生，泥岩成型，不粘振动筛筛布，易于被清除。
采用实施例配制的钻井液施工的陕99-15-62H2井和采用原有复合盐钻井液体系施工的陕99-15-63H2井，位于同一井场，几乎同时施工，陕99-15-62H2井入窗密度为1.22g/cm3，井壁稳定，而陕99-15-63 H2井入窗密度为1.28g/cm3，在下套管前通井时，石盒子地层井壁失稳，无法继续进行下步施工，导致填井侧钻。
如图1所示为这两口井斜井段的密度对比曲线，可以看出试验井的密度整体较低。
如表6所示，这两口井钻井液密度、岩性和伽马值的对比，可以看出在岩性相似的情况下，使用实施例配制钻井液施工的试验井在同井斜时的密度低，井壁稳定，说明抑制防塌性能更强。
表6
实施例3
一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，按照以下步骤进行：
步骤1，开钻后，开始进入上部井段，按照上部井段配方质量比进行配方，先向井筒中加入配方量的水，然后通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.5%的高分子泥页岩抑制剂、质量比为0.35%的絮凝剂、质量比为5%的小分子泥页岩抑制剂，循环钻进；
步骤2，进入上部井段延长组地层中部后，通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.4%的降滤失剂，并继续钻进；
步骤3，当进入到下部井段后，开始按下部井段质量比进行配方，进入下部井段石千峰组地层后，通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.1%的NaOH，质量比为1.25%的降滤失剂，质量比为0.2%的提粘剂，质量比为2%的泥页岩封堵剂，循环钻进12小时；
步骤4，向步骤3的井筒中通过水力配浆漏斗配入质量比为14%的小分子泥页岩抑制剂，并继续钻进；
步骤5，当井斜为30°时，通过调整缓慢继续加入小分子泥页岩抑制剂的加入量使钻井液的密度达到1.15-1.18 g/cm3；
步骤6，继续钻进，当井斜为60°时，通过调整小分子泥页岩抑制剂的加入量使钻井液的密度达到1.18-1.22 g/cm3。
步骤7，完钻后，将该体系的废弃钻井液储备起来，进行新井钻进施工时，按照20方/天的速度补充到新钻井液中。
本实施例配制的钻井液密度低，通过强化化学防塌能力，弱化了力学防塌需求，使钻井液的入窗密度从原体系的1.30-1.35g/cm3降到该体系的1.18-1.22 g/cm3，基本杜绝了为提高密度防塌而造成的井漏；钻井液抗污染能力强，能够实现多次重复使用的目的。该体系钻井液的抗污染能力也较强，加入4%的实验钠土后，表观粘度上升率为2.08%，加入4%的石盒子组泥岩钻屑后，表观粘度上升率为5.01%。
本实施例配制的钻井液具有好的环保性，易降解，BOD/COD＞0.05，无生物毒性，生物毒性＞106；钻井液具有低粘高切性，同等粘度的情况下，该钻井液较原钻井液切力提高2-3Pa，因此降低了设备功耗，提高了钻井液携砂能力；钻井液降摩阻性好，由于体系具有很强的抑制性，近井筒的井壁硬度较大，和钻具接触面积小，并且钻井液固相含量低，该钻井液固相含量一般在10%以下，原体系多在25%左右，因此钻井液具有较好的降摩阻性；钻井液配方简单、加量少，该体系处理剂只有6-7种，配方及其简单，可操作性强。处理剂加量少，较原体系降低100%左右，大幅减少劳动量。
本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的室内环保性能评价对比：
表7是本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的可降解性能对比：
表7
表8是本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的生物毒性对比：
表8
通过上述数据，说明实施例中配制的钻井液更易降解，并且EC50
指标更优，是环境友好型钻井液体系。
二、本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的可重复使用能力评价对比：
表9为本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的抗污染能力检测：
表9
通过上述数据，说明实施例中配制的钻井液更不容易滋生细菌，不易变质，抗钻屑的污染能力也更强，更有利于多次重复使用。
三、本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的泥岩抑制能力评价对比：
表10为钻屑回收率对比：
表10
表11为岩心线性膨胀降低率
表11
通过上述数据，说明实施例中配制的钻井液对泥岩的抑制防塌能力也更强。
四、现场施工例
陕99-15-62H2井是一口三维水平井，井深5346m，水平段1500米，目的层石盒子组。表层段0-694m，直井段694-3266m，斜井段3266-3823m，石千峰和石盒子组地层以红棕色泥岩为主，易坍塌失稳，造浆严重，钻头容易泥包，施工例配制的钻井液抑制性和防塌能力强，钻井液密度低，预防了井漏的发生，泥岩成型，不粘振动筛筛布，易于被清除。
采用实施例配制的钻井液施工的陕99-15-62H2井和采用原有复合盐钻井液体系施工的陕99-15-63H2井，位于同一井场，几乎同时施工，陕99-15-62H2井入窗密度为1.22g/cm3，井壁稳定，而陕99-15-63 H2井入窗密度为1.28g/cm3，在下套管前通井时，石盒子地层井壁失稳，无法继续进行下步施工，导致填井侧钻。
如图1所示为这两口井斜井段的密度对比曲线，可以看出试验井的密度整体较低。
如表6所示是这两口井钻井液密度、岩性和伽马值的对比，可以看出在岩性相似的情况下，使用实施例配制钻井液施工的试验井在同井斜时的密度低，井壁稳定，说明抑制防塌性能更强。
表6
实施例4
一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，按照以下步骤进行：
步骤1，开钻后，进入上部井段，按照上部井段质量比进行配方，先向井筒中加入配方量的水，通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.6%的高分子泥页岩抑制剂、质量比为0.5%的絮凝剂、质量比为8%的小分子泥页岩抑制剂，循环钻进；
步骤2，进入上部井段延长组地层中部后，通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.5%的降滤失剂，并继续钻进；
步骤3，进入下部井段石千峰组地层后，按照下部井段质量比进行配方，通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.1%的NaOH，质量比为1.25%的降滤失剂，质量比为0.2%的提粘剂，质量比为3%的泥页岩封堵剂，循环钻进12小时；
步骤4，向步骤3的井筒中通过水力配浆漏斗配入质量比为20%的小分子泥页岩抑制剂，并继续钻进；
步骤5，当井斜为30°时，通过调整缓慢继续加入小分子泥页岩抑制剂的加入量使钻井液的密度达到1.15-1.18 g/cm3；
步骤6，继续钻进，当井斜为60°时，通过调整小分子泥页岩抑制剂的加入量使钻井液的密度达到1.18-1.22 g/cm3。
步骤7，完钻后，将该体系的废弃钻井液储备起来，进行新井钻进施工时，按照20方/天的速度补充到新钻井液中。
本实施例配制的钻井液密度低，通过强化化学防塌能力，弱化了力学防塌需求，使钻井液的入窗密度从原体系的1.30-1.35g/cm3降到该体系的1.18-1.22 g/cm3，基本杜绝了为提高密度防塌而造成的井漏；钻井液抗污染能力强，能够实现多次重复使用的目的。该体系钻井液的抗污染能力也较强，加入4%的实验钠土后，表观粘度上升率为2.01%，加入4%的石盒子组泥岩钻屑后，表观粘度上升率为4.98%。
钻井液具有好的环保性，易降解，BOD/COD＞0.05，无生物毒性，生物毒性＞106；钻井液具有低粘高切性，同等粘度的情况下，该钻井液较原钻井液切力提高2-3Pa，因此降低了设备功耗，提高了钻井液携砂能力；钻井液降摩阻性好，由于体系具有很强的抑制性，近井筒的井壁硬度较大，和钻具接触面积小，并且钻井液固相含量低，该钻井液固相含量一般在10%以下，原体系多在25%左右，因此钻井液具有较好的降摩阻性；钻井液配方简单、加量少，该体系处理剂只有6-7种，配方及其简单，可操作性强。处理剂加量少，较原体系降低100%左右，大幅减少劳动量。
本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的室内环保性能评价对比：
表12是本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的可降解性能对比：
表12
表13是本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的生物毒性对比：
表13
通过上述数据，说明实施例中配制的钻井液更易降解，并且EC50
指标更优，是环境友好型钻井液体系。
二、本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的可重复使用能力评价对比：
表14为本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的抗污染能力检测：
表14
通过上述数据，说明实施例中配制的钻井液更不容易滋生细菌，不易变质，抗钻屑的污染能力也更强，更有利于多次重复使用。
三、本实施例配制的钻井液与现常用的几种钻井液进行的泥岩抑制能力评价对比：
表15为钻屑回收率对比：
表15
表16为岩心线性膨胀降低率
表16
通过上述数据，说明实施例中配制的钻井液对泥岩的抑制防塌能力也更强。
四、现场施工例
陕99-15-62H2井是一口三维水平井，井深5346m，水平段1500米，目的层石盒子组。表层段0-694m，直井段694-3266m，斜井段3266-3823m，石千峰和石盒子组地层以红棕色泥岩为主，易坍塌失稳，造浆严重，钻头容易泥包，施工例配制的钻井液抑制性和防塌能力强，钻井液密度低，预防了井漏的发生，泥岩成型，不粘振动筛筛布，易于被清除。
采用实施例配制的钻井液施工的陕99-15-62H2井和采用原有复合盐钻井液体系施工的陕99-15-63H2井，位于同一井场，几乎同时施工，陕99-15-62H2井入窗密度为1.22g/cm3，井壁稳定，而陕99-15-63 H2井入窗密度为1.28g/cm3，在下套管前通井时，石盒子地层井壁失稳，无法继续进行下步施工，导致填井侧钻。
如图1所示为这两口井斜井段的密度对比曲线，可以看出试验井的密度整体较低。
如表6所示，这两口井钻井液密度、岩性和伽马值的对比，可以看出在岩性相似的情况下，使用实施例配制钻井液施工的试验井在同井斜时的密度低，井壁稳定，说明抑制防塌性能更强。
表6
实施例5
一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，按照以下步骤进行：
步骤1，开钻后，先向井筒中加入配方量的水，然后通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.3%的高分子泥页岩抑制剂，高分子泥页岩抑制剂的具体成分为聚丙烯酸钾、质量比为0.2%的絮凝剂，絮凝剂的具体成分为阴离子絮凝剂、质量比为2%的小分子泥页岩抑制剂，小分子泥页岩抑制剂的具体成分为甲酸铯，循环钻进；
步骤2，进入延长组地层中部后，通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.2%的降滤失剂，降滤失剂的具体成分为羟丙基淀粉，并继续钻进；
步骤3，进入石千峰组地层后，通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.1%的NaOH，质量比为0.5%的降滤失剂，降滤失剂的具体成分为羟丙基淀粉，质量比为0.1%的提粘剂，所述的提粘剂的成分为黄原胶，质量比为3%的泥页岩封堵剂，泥页岩封堵剂的成分为膨润土，循环钻进12小时；
步骤4，向步骤3的井筒中通过水力配浆漏斗配入质量比为8%的小分子泥页岩抑制剂，小分子泥页岩抑制剂的成分为甲酸铯，并继续钻进；
步骤5，当井斜为30°时，通过调整甲酸铯的加入量使钻井液的密度达到1.15-1.18 g/cm3；
步骤6，继续钻进，当井斜为60°时，通过调整甲酸铯的加入量使钻井液的密度达到1.18-1.22 g/cm3。
步骤7，完钻后，将该体系的废弃钻井液储备起来，进行新井钻进施工时，按照20方/天的速度补充到新钻井液中。
此实施例所配制的钻井液的可降解性能比分别为0.066生物毒性ppm值为1785000，本实施例配制的钻井液和其他配制的钻井液相比，更容易降解，而且Ec50更优。
此实施例所配制的钻井液当加入4%的试验纳土和4%的石盒子地层泥岩钻屑之后表现粘度的上升率分别为2.11%和5.12%，和其他配制的钻进液相比更不容易滋生细菌，不易变质，抗钻屑的污染能力也更强，更有利于多次重复使用。
此实施例所配制的钻井液岩心线性膨胀量为5.2mm，膨胀量降低率为50.48%，相比较其他钻井液对泥岩的抑制防塌能力也更强。
现场施工例
陕99-15-62H2井是一口三维水平井，井深5346m，水平段1500米，目的层石盒子组。表层段0-694m，直井段694-3266m，斜井段3266-3823m。石千峰和石盒子组地层以红棕色泥岩为主，易坍塌失稳，造浆严重，钻头容易泥包，施工例配制的钻井液抑制性和防塌能力强，钻井液密度低，预防了井漏的发生，泥岩成型，不粘振动筛筛布，易于被清除。
采用实施例配制的钻井液施工的陕99-15-62H2井和采用原有复合盐钻井液体系施工的陕99-15-63H2井，位于同一井场，几乎同时施工，陕99-15-62H2井入窗密度为1.22g/cm3，井壁稳定，而陕99-15-63 H2井入窗密度为1.28g/cm3，在下套管前通井时，石盒子地层井壁失稳，无法继续进行下步施工，导致填井侧钻。
如图1所示为这两口井斜井段的密度对比曲线，可以看出试验井的密度整体较低。
如表6所示是这两口井钻井液密度、岩性和伽马值的对比，可以看出在岩性相似的情况下，使用实施例配制钻井液施工的试验井在同井斜时的密度低，井壁稳定，说明抑制防塌性能更强。
表6
实施例6
一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，按照以下步骤进行：步骤1，开钻后，先向井筒中加入配方量的水，然后通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.3%的高分子泥页岩抑制剂，高分子泥页岩抑制剂的成分为聚丙烯酸钾、质量比为0.2%的絮凝剂，絮凝剂的成分为聚丙烯酰胺、质量比为2%的小分子泥页岩抑制剂，小分子泥页岩抑制剂的成分为氯化钠，循环钻进；
步骤2，进入延长组地层中部后，通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.2%的降滤失剂，降滤失剂的成分为低粘羧甲基纤维素，并继续钻进；
步骤3，进入石千峰组地层后，通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.1%的NaOH，质量比为0.5%的降滤失剂，降滤失剂的成分为低粘羧甲基纤维素，质量比为0.1%的提粘剂，提粘剂的成分为瓜儿胶，质量比为3%的泥页岩封堵剂，泥页岩封堵剂的成分为超细碳酸钙，循环钻进12小时；
步骤4，向步骤3的井筒中通过水力配浆漏斗配入质量比为8%的小分子泥页岩抑制剂，小分子泥页岩抑制剂的成分为氯化钠，并继续钻进；
步骤5，当井斜为30°时，通过调整氯化钠的加入量使钻井液的密度达到1.15-1.18 g/cm3；
步骤6，继续钻进，当井斜为60°时，通过调整氯化钠的加入量使钻井液的密度达到1.18-1.22 g/cm3。
步骤7，完钻后，将该体系的废弃钻井液储备起来，进行新井钻进施工时，按照20方/天的速度补充到新钻井液中。
此实施例所配制的钻井液的可降解性能比分别为0.063生物毒性ppm值为1800000，本实施例配制的钻井液和其他配制的钻井液相比，更容易降解，而且Ec50更优。
此实施例所配制的钻井液当加入4%的试验纳土和4%的石盒子地层泥岩钻屑之后表现粘度的上升率分别为2.10%和5.11%，和其他配制的钻进液相比更不容易滋生细菌，不易变质，抗钻屑的污染能力也更强，更有利于多次重复使用。
此实施例所配制的钻井液岩心线性膨胀量为5.4mm，膨胀量降低率为50.49%，相比较其他钻井液对泥岩的抑制防塌能力也更强。
现场施工例
陕99-15-62H2井是一口三维水平井，井深5346m，水平段1500米，目的层石盒子组。表层段0-694m，直井段694-3266m，斜井段3266-3823m。石千峰和石盒子组地层以红棕色泥岩为主，易坍塌失稳，造浆严重，钻头容易泥包，施工例配制的钻井液抑制性和防塌能力强，钻井液密度低，预防了井漏的发生，泥岩成型，不粘振动筛筛布，易于被清除。
采用实施例配制的钻井液施工的陕99-15-62H2井和采用原有复合盐钻井液体系施工的陕99-15-63H2井，位于同一井场，几乎同时施工，陕99-15-62H2井入窗密度为1.22g/cm3，井壁稳定，而陕99-15-63 H2井入窗密度为1.28g/cm3，在下套管前通井时，石盒子地层井壁失稳，无法继续进行下步施工，导致填井侧钻。
如图1所示为这两口井斜井段的密度对比曲线，可以看出试验井的密度整体较低。
如表6所示，这两口井钻井液密度、岩性和伽马值的对比，可以看出在岩性相似的情况下，使用实施例配制钻井液施工的试验井在同井斜时的密度低，井壁稳定，说明抑制防塌性能更强。
表6
实施例7
一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，按照以下步骤进行：步骤1，开钻后，先向井筒中加入配方量的水，然后通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.3%的高分子泥页岩抑制剂，高分子泥页岩抑制剂的成分为聚丙烯酸钾、质量比为0.2%的絮凝剂，絮凝剂的成分为阳离子絮凝剂、质量比为2%的小分子泥页岩抑制剂，小分子泥页岩抑制剂的成分为氯化钙，循环钻进；
步骤2，进入延长组地层中部后，通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.2%的降滤失剂，降滤失剂的成分为羧甲基淀粉，并继续钻进；
步骤3，进入石千峰组地层后，通过水力配浆漏斗向井筒中按照以下顺序配入质量比为0.1%的NaOH，质量比为0.5%的降滤失剂，所用的降滤失剂是由羧甲基淀粉构成的，质量比为0.1%的提粘剂，所用的提粘剂成分是由黄原胶构成的，质量比为3%的超细碳酸钙，循环钻进12小时；
步骤4，向步骤3的井筒中通过水力配浆漏斗配入质量比为8%的氯化钙，并继续钻进；
步骤5，当井斜为30°时，通过调整氯化钙的加入量使钻井液的密度达到1.15-1.18 g/cm3；
步骤6，继续钻进，当井斜为60°时，通过调整氯化钙的加入量使钻井液的密度达到1.18-1.22 g/cm3。
步骤7，完钻后，将该体系的废弃钻井液储备起来，进行新井钻进施工时，按照20方/天的速度补充到新钻井液中。
此实施例所配制的钻井液的可降解性能比分别为0.065生物毒性ppm值为1780000，本实施例配制的钻井液和其他配制的钻井液相比，更容易降解，而且Ec50更优。
此实施例所配制的钻井液当加入4%的试验纳土和4%的石盒子地层泥岩钻屑之后表现粘度的上升率分别为2.08%和5.17%，和其他配制的钻进液相比更不容易滋生细菌，不易变质，抗钻屑的污染能力也更强，更有利于多次重复使用。
此实施例所配制的钻井液岩心线性膨胀量为5.0mm，膨胀量降低率为50.37%，相比较其他钻井液对泥岩的抑制防塌能力也更强。
现场施工例
陕99-15-62H2井是一口三维水平井，井深5346m，水平段1500米，目的层石盒子组。表层段0-694m，直井段694-3266m，斜井段3266-3823m。石千峰和石盒子组地层以红棕色泥岩为主，易坍塌失稳，造浆严重，钻头容易泥包，施工例配制的钻井液抑制性和防塌能力强，钻井液密度低，预防了井漏的发生，泥岩成型，不粘振动筛筛布，易于被清除。
采用实施例配制的钻井液施工的陕99-15-62H2井和采用原有复合盐钻井液体系施工的陕99-15-63H2井，位于同一井场，几乎同时施工，陕99-15-62H2井入窗密度为1.22g/cm3，井壁稳定，而陕99-15-63 H2井入窗密度为1.28g/cm3，在下套管前通井时，石盒子地层井壁失稳，无法继续进行下步施工，导致填井侧钻。
如图1所示为这两口井斜井段的密度对比曲线，可以看出试验井的密度整体较低。
如表6所示是这两口井钻井液密度、岩性和伽马值的对比，可以看出在岩性相似的情况下，使用实施例配制钻井液施工的试验井在同井斜时的密度低，井壁稳定，说明抑制防塌性能更强。
表6
通过实施例5、实施例6和实施例7的比较，当采用配方中不同的成分的状态下，所得出的效果基本一样，证明可以采用配方中的任意一种或多种进行搭配。
上面结合实施例对本发明做了进一步的叙述，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (8)
1.一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，根据井垂深分为用于上部井段和用于下部井段，其特征在于：用于上部井段和用于下部井段分别按照以下组分的质量比组成：
上部井段
高分子泥页岩抑制剂，0.3-0.6%；
絮凝剂，0.2-0.5%；
小分子泥页岩抑制剂，2-8%；
降滤失剂，0.2-0.5%；
其余为清水，
下部井段：
小分子泥页岩抑制剂，8-20%；
降滤失剂，0.5-2%；
泥页岩封堵剂，1-3%；
提粘剂，0.1-0.3%；
NaOH，0.1%，
其余为清水；
上述所涉及的百分数均为质量百分数。
2.根据权利要求1所述的一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，其特征在于：所述的上部井段指的是垂深为500米-2500米的井段，下部井段指的是垂深为2500米-4000米的井段。
3.根据权利要求1所述的一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，其特征在于：所述的高分子泥页岩抑制剂成分是由聚丙烯酸钾、两性金属离子聚合物、丙烯及其衍生聚合物、混合金属层状氢氧化物中的一种或几种复合而成。
4.根据权利要求1提供的一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，其特征在于：所述的絮凝剂成分是由阴离子絮凝剂、阳离子絮凝剂、非离子型絮凝剂中的一种或几种复合而成。
5.根据权利要求1提供的一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，其特征在于：所述的小分子泥页岩抑制剂成分是由氯化钠、氯化钾、氯化钙、氧化钙、硝酸钙、硫酸钙、甲酸钠、甲酸钾、甲酸铯、草酸钾、草酸钙中的一种或几种复合而成。
6.根据权利要求1提供的一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，其特征在于：所述的降滤失剂的成分是由低粘聚阴离子纤维素、低粘羧甲基纤维素、天然高分子降滤失剂、羧甲基淀粉、羟丙基淀粉、甲基丙磺酸聚合物中的一种或几种成分复合而成。
7.根据权利要求1提供的一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，其特征在于：所述的泥页岩封堵剂成分是由磺化沥青、乳化沥青、两性离子乳化沥青、天然高分子白沥青、膨润土、超细碳酸钙中的一种或几种沥青复合而成。
8.根据权利要求1提供的一种可多次重复使用的低密度环保钻井液，其特征在于：所述的提粘剂成分是由羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚阴离子纤维素、复合离子型棉纤维、黄原胶、田菁胶、瓜儿胶中的一种或几种复合而成。
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