CN108587584A - 防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液及其制备方法和应用 - Google Patents

防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及钻井液及其制备方法和应用技术领域，是一种防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液及其制备方法和应用，该防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，原料包括预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂,复合发泡剂由煤焦油磺化沥青、木质素磺酸钙和十二烷基硫酸钠组成。本发明得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液为泡沫流体，在不添加堵漏剂的前提下，显著减少漏失量，具有很好的防漏堵漏效果；并且，由于气泡直径小于1毫米以下，在使用本发明得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液钻进时，本发明得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液可以通过振动筛，因此，能够使用振动筛和其它固控设备。

Description

防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及钻井液及其制备方法和应用技术领域，是一种防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液及其制备方法和应用。
背景技术
石油勘探，把地层压力当量密度小于1.0 g/cm3，称作低压地层。对于低压地层，最好使用空气、泡沫等低密度流体钻井，但是需要增加空压机组等专用设备、需要专业化服务，所以应用受到限制。实际钻井作业中，主要使用低密度水基钻井液，一旦发生井漏，通常是加堵漏剂堵漏；对于长裸眼、多漏层钻井，堵漏成功后筛出堵漏剂又可能发生漏失，因此，带堵漏剂钻进时，不能使用振动筛等固控设备，从而导致钻井液密度、粘度升高，钻井液性能恶化，容易引发更加严重的漏失和其它复杂情况。所以，对于多漏层、长裸眼低压地层钻井，使用水基钻井液和堵漏剂进行堵漏时，经常会出现带堵漏剂开泵漏、停泵“吐”情况，筛出堵漏剂后又发生漏失，不仅增加了钻井液处理难度，同时也增加了钻井总成本。
发明内容
本发明提供了一种防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液及其制备方法和应用，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有水基钻井液存在防漏堵漏效果较差的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，原料包括预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂，原料按质量比计，预水化膨润土浆：复合发泡剂：两性离子聚合物包被剂：降滤失剂=100：5至8：0.1至0.3：0.3至0.5。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述预水化膨润土浆按下述方法得到：将所需量的纯碱、烧碱、膨润土和水混合均匀，然后常温老化10小时至24小时后得到预水化膨润土浆，其中，按质量百分比计，纯碱0.4%至0.8%，烧碱0.05%至0.1%，膨润土5%至10%，余量为水。
上述复合发泡剂由煤焦油磺化沥青、木质素磺酸钙和十二烷基硫酸钠组成，煤焦油磺化沥青、木质素磺酸钙和十二烷基硫酸钠质量比为3：2：1。
上述两性离子聚合物包被剂为丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物；或/和，降滤失剂为羧甲基纤维素纤维素。
上述按下述步骤得到：将所需量的预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂混合均匀后得到防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种技术方案之一所述的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液的制备方法，按下述步骤进行：将所需量的预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂混合均匀后得到防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
上述预水化膨润土浆按下述方法得到：将所需量的纯碱、烧碱、膨润土和水混合均匀，然后常温老化10小时至24小时后得到预水化膨润土浆，其中，按质量百分比计，纯碱0.4%至0.8%，烧碱0.05%至0.1%，膨润土5%至10%，余量为水。
上述复合发泡剂由煤焦油磺化沥青、木质素磺酸钙和十二烷基硫酸钠组成，煤焦油磺化沥青、木质素磺酸钙和十二烷基硫酸钠质量比为3：2：1。
上述两性离子聚合物包被剂为丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物；或/和，降滤失剂为羧甲基纤维素纤维素。
本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液的应用。
本发明得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液为泡沫流体，在不添加堵漏剂的前提下，显著减少漏失量，具有很好的防漏堵漏效果；并且，由于气泡直径小于1毫米以下，在使用本发明得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液钻进时，本发明得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液可以穿过振动筛，因此，能够使用振动筛和其它固控设备，另外，钻井液性能不会恶化，使钻井液性能可以控制，从而使本发明得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液可连续循环使用，对低压地层防漏堵漏有明显优势。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液；本发明中的常温、室温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：该防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，原料包括预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂，原料按质量比计，预水化膨润土浆：复合发泡剂：两性离子聚合物包被剂：降滤失剂=100：5至8：0.1至0.3：0.3至0.5，按下述制备方法得到：将所需量的预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂混合均匀后得到防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液。
本实施例得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液为泡沫流体，其连续相是液体，在搅拌、剪切作用下，在液相中生成密集的微小气泡，气泡直径小于1毫米以下，气泡外表被一定强度的液膜包裹，气泡在压差作用下向地层孔隙和裂缝流动时，气泡变形产生阻力，因此微泡沫具有防漏堵漏作用，即本实施例得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液在不添加堵漏剂的前提下，显著减少漏失量，具有很好的防漏堵漏效果；并且，由于气泡直径小于1毫米以下，在使用本实施例得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液钻进时，本实施例得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液可以穿过振动筛，因此，能够使用振动筛和其它固控设备，另外，钻井液性能不会恶化，使钻井液性能可以控制，从而使本实施例得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液可连续循环使用，对低压地层防漏堵漏有明显优势。
本实施例得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液适用于长裸眼、多漏层等低压易漏地层钻井、完井、修井、洗井等作业。
预水化膨润土浆、复合发泡剂材料和降滤失剂，均为现有公知技术。
两性离子聚合物包被剂可以采用新疆贝肯能源工程股份有限公司销售的钻井液用两性离子聚合物强包被剂。
实施例2：该防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，原料包括预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂，原料按质量比计，预水化膨润土浆：复合发泡剂：两性离子聚合物包被剂：降滤失剂=100：5或8：0.1或0.3：0.3或0.5，按下述制备方法得到：将所需量的预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂混合均匀后得到防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液。
实施例3：该防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，原料包括预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂，原料按质量比计，预水化膨润土浆：复合发泡剂：两性离子聚合物包被剂：降滤失剂=100：5：0.3：0.5，按下述制备方法得到：将所需量的预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂混合均匀后得到防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液。
实施例4：该防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，原料包括预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂，原料按质量比计，预水化膨润土浆：复合发泡剂：两性离子聚合物包被剂：降滤失剂=100：8：0.1：0.3，按下述制备方法得到：将所需量的预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂混合均匀后得到防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液。
实施例5：作为上述实施例的优化，预水化膨润土浆按下述方法得到：将所需量的纯碱、烧碱、膨润土和水混合均匀，然后常温老化10小时至24小时后得到预水化膨润土浆，其中，按质量百分比计，纯碱0.4%至0.8%，烧碱0.05%至0.1%，膨润土5%至10%，余量为水。
在该预水化膨润土浆中，膨润土量达到5%至10%，比常规钻井液中的膨润土加量增加了1倍，本发明用预水化膨润土浆（高坂含的预水化膨润土浆）代替稳泡剂，不仅具有良好的稳泡效果，而且成本更低。
实施例6：作为上述实施例的优化，复合发泡剂由煤焦油磺化沥青、木质素磺酸钙和十二烷基硫酸钠组成，煤焦油磺化沥青、木质素磺酸钙和十二烷基硫酸钠质量比为3：2：1。
复合发泡剂中的煤焦油磺化沥青、木质素磺酸钙和十二烷基硫酸钠相互协同配合、相互促进增效，能够在预水化膨润土浆中形成均匀稳定的细小泡沫。
组分煤焦油磺化沥青可以是煤炼焦副产物；组分木质素磺酸钙可以是造纸业副产物，焦油磺化沥青和木质素磺酸钙具有一定的表面活性和起泡能力，同时又可作为膨润土钻井液流型调节剂、降滤失剂和防塌剂，两种组分原材料来源广、价格低廉；组分十二烷基硫酸钠是一种表面活性剂，能够使泡沫更细腻、更稳定。
实施例7：作为上述实施例的优化，两性离子聚合物包被剂为丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物；或/和，降滤失剂为羧甲基纤维素纤维素。
实施例8：该防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，将预水化膨润土浆100克、复合发泡剂5克、两性离子聚合物包被剂0.1克和降滤失剂0.3克搅拌均匀后得到防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，测定防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液的性能，密度0.85 g/cm3，粘度52s，滤失量6ml。在钻进时，本实施例得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液的滤失量与普通水基钻井液（不含泡沫，添加堵漏剂）滤失量对比，本实施例得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液减少漏失量67%。
实施例9：该防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，将预水化膨润土浆100克、复合发泡剂6克、两性离子聚合物包被剂0.2克和降滤失剂0.4克搅拌均匀后得到防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，测定防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液的性能，密度0.87 g/cm3，粘度60s，滤失量5ml。在钻进时，本实施例得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液的滤失量与普通水基钻井液（不含泡沫，添加堵漏剂）滤失量对比，本实施例得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液减少漏失量72%。
实施例10：该防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，将预水化膨润土浆100克、复合发泡剂8克、钻井液用两性离子聚合物强包被剂0.3克和降滤失剂0.5克搅拌均匀后得到防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，测定防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液的性能，密度0.91 g/cm3，粘度68s，滤失量5ml。在钻进时，本实施例得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液的滤失量与普通水基钻井液（不含泡沫，添加堵漏剂）滤失量对比，本实施例得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液减少漏失量75%。
实施例11：上述实施例所述的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液的应用。
实施例12：实际应用试验
克拉玛依油田八区块开发井，二开钻井段200m至2100m，地层压力当量密度小于1.0g/cm3，使用普通水基钻井液（不含泡沫，添加堵漏剂）钻进时，在井深400m、700m、1100m、1400m、1600m、1800m、2000m等多处发生漏失，累计漏失量达到几百方甚至上千方；而采用本发明上述实施例3至实施例7所述的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液钻进时，与使用普通水基钻井液（不含泡沫，添加堵漏剂）钻进相比，本发明上述实施例3至实施例7所述的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液减少漏失量50%以上。
综上所述，本发明得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液为泡沫流体，在不添加堵漏剂的前提下，显著减少漏失量，具有很好的防漏堵漏效果；并且，由于气泡直径小于1毫米以下，在使用本发明得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液钻进时，本发明得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液可以穿过振动筛，因此，能够使用振动筛和其它固控设备，另外，钻井液性能不会恶化，使钻井液性能可以控制，从而使本发明得到的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液可连续循环使用，对低压地层防漏堵漏有明显优势。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，其特征在于原料包括预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂，原料按质量比计，预水化膨润土浆：复合发泡剂：两性离子聚合物包被剂：降滤失剂=100：5至8：0.1至0.3：0.3至0.5。
2.根据权利要求1所述的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，其特征在于预水化膨润土浆按下述方法得到：将所需量的纯碱、烧碱、膨润土和水混合均匀，然后常温老化10小时至24小时后得到预水化膨润土浆，其中，按质量百分比计，纯碱0.4%至0.8%，烧碱0.05%至0.1%，膨润土5%至10%，余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，其特征在于复合发泡剂由煤焦油磺化沥青、木质素磺酸钙和十二烷基硫酸钠组成，煤焦油磺化沥青、木质素磺酸钙和十二烷基硫酸钠质量比为3：2：1。
4.根据权利要求1或2所述的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，其特征在于两性离子聚合物包被剂为丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物；或/和，降滤失剂为羧甲基纤维素纤维素。
5.根据权利要求3所述的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，其特征在于两性离子聚合物包被剂为丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物；或/和，降滤失剂为羧甲基纤维素纤维素。
6.根据权利要求1或2或5所述的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，其特征在于按下述步骤得到：将所需量的预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂混合均匀后得到防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液。
7.根据权利要求3所述的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，其特征在于按下述步骤得到：将所需量的预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂混合均匀后得到防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液。
8.根据权利要求4所述的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液，其特征在于按下述步骤得到：将所需量的预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂混合均匀后得到防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液。
9.一种根据权利要求1或2或3或4或5所述的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液的制备方法，其特征在于按下述步骤进行：将所需量的预水化膨润土浆、复合发泡剂、两性离子聚合物包被剂和降滤失剂混合均匀后得到防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液。
10.一种根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的防漏堵漏高坂含可循环硬胶泡沫钻井液的应用。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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