CN109628075A - 一种用于泥质砂岩油层的低固相钻井液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于泥质砂岩油层的低固相钻井液及其制备方法，所述钻井液的质量百分比组成为：钠基膨润土2～5％、改性石棉0.1～0.3％、磺化沥青0.5～0.8％、羧甲基纤维素钠0.1～0.3％、碱度控制剂0.1～0.3％、羧甲基淀粉醚0.7～1.0％、聚丙烯酰胺钾0.2％～0.4％、环氧丙基三甲基氯化铵0.1～0.4％、加重剂1～5％和余量水，本发明提供的钻井液，具有低固相、低密度、低滤失、强抑制性、良好的流变性等特点，可有效控制钻屑分散，便于控制钻井液密度上升，对储层伤害小，能保护油层，特别适合于低渗透泥质砂岩油层。

Description

一种用于泥质砂岩油层的低固相钻井液及其制备方法

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领域，特别涉及一种用于泥质砂岩油层的低固相钻井液及其制备方法。

背景技术

泥质砂岩油层可钻性强，为了获得更快的钻速，通常采用PDC钻头钻进。由于PDC钻头破岩机理与牙轮钻头破岩机理的不同，岩屑细小，钻屑浓度大，较易分散成更为细小的岩屑，在有限的药品加量情况下难于包被，容易导致劣质泥质在地面沉砂池无法沉淀、钻屑浓度大、钻井液混浊、钻井液密度上升快，造成大斜度、大位移井储层段水平段钻井中钻井液密度、固相控制困难、油层易污染。为了施工安全起见，除了要充分利用好固控设备、尽量清除钻井液中的有害固相以外，还应优化钻井液设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于泥质砂岩油层的低固相钻井液及其制备方法，具备低固相、低密度、低滤失、强抑制性、良好的流变性等特点，以控制钻屑分散，维持较低的密度，保护油气层。所述的用于泥质砂岩油层的低固相钻井液，包括下述质量百分比的物质：

较佳地，所述的钻井液包括0.1～0.4％的环氧丙基三甲基氯化铵及0.1～0.4％的聚丙烯酰胺钾，该组合作为粘土稳定剂，在钻井液体系中可很好的与阴离子型、阳离子型和两性复合离子型钻井液处理剂配伍，在所述的剂量范围内对钻井液的滤失量和流变性等影响小，可以有效的抑制粘土水化分散，控制地层造浆，降低井径扩大率，同时可以清除钻井液中的有害固相、减少钻井液中的亚微米粒子含量，有利于保护油气层。

较佳地，所述的碱度控制剂是氢氧化钠或氢氧化钾。

较佳地，所述的用于泥质砂岩油层的低固相钻井液，其特征在于，PH值8.5-9.5。

较佳地，所述的加重剂是氯化钾或甲酸钾，通过加量的调整从而实现体系密度的可调，因此满足在不同地层压力储层中钻井的需要。

该钻井液的制备方法，包括：

(1)用纯碱除去配浆水中的Ca²⁺(每除去1mg/l的Ca²⁺，需用纯碱4.29g/m³)；

(2)取配浆水，加入上述配比的钠基膨润土、改性石棉，用搅拌器充分搅拌均匀，静置24小时形成基浆；

(3)再加入上述配比的加重剂，使钻井液密度达到要求；

(4)依次加入上述配比的磺化沥青、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉醚、聚丙烯酰胺钾、环氧丙基三甲基氯化铵，搅拌均匀使其充分溶解；

(5)加入碱度控制剂将PH调节至8.5～9.5。

本发明的有益效果：(1)该钻井液具备低固相、低密度、低滤失、强抑制性、良好的流变性等特点，可满足不同地层压力的需求及欠平衡、过平衡和近平衡钻井的需要；(2)该钻井液抗钻屑污染能力强，可有效控制钻屑分散，便于控制钻井液密度上升，对储层伤害小，能保护油层，特别适合于低渗透泥质砂岩油层。

具体实施方式

实施例：

该钻井液是由上述比例的化合物在常温常压下按照下述程序进行：

(1)用纯碱除去配浆水中的Ca²⁺(每除去1mg/l的Ca²⁺，需用纯碱4.29g/m³)；

(2)取配浆水，加入上述配比的钠基膨润土、改性石棉，用搅拌器充分搅拌均匀，静置24小时形成基浆；

(3)再加入上述配比的加重剂，使钻井液密度达到要求；

(4)依次加入上述配比的磺化沥青、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉醚、聚丙烯酰胺钾、环氧丙基三甲基氯化铵，搅拌均匀使其充分溶解；

(5)加入碱度控制剂将PH调节至8.5～9.5。

按照上述比例及方法制备的钻井液具有下列性能：

表1 该实施例中钻井液常规性能

项目	指标
		密度ρ(g/cm3)	1.08
API失水FL(ml)	4.5
		表观粘度AV(mPa.s)	31
塑性粘度P<sub>V</sub>(mPa.s)	20
		动切力YP(mPa)	11
漏斗粘度FV(S)	56
		动塑比YP/P<sub>V</sub>	0.55
PH	9

注：表1中数据为钻井液在90℃热滚16h后的数据。

为了考察岩屑对钻井液流变性能的影响，取A20-3X井2638米处岩屑，将不同比例岩屑混入待测钻井液中，于90℃条件下.连续滚动16h实验，该钻井液的抗钻屑污染性能评价结果见表2。结果表明，该体系钻屑容量较大，可达20％后，流变性保持良好，能满足钻井施工要求。

表2 低固相钻井液的抗钻屑污染性能

注：表2中数据为钻井液在90℃热滚16h后的数据。

实验表明，该低固相钻井液、低固相钻井液+20％钻屑的润滑系数分别为0.15和0.20，可知该钻井液体系具有优良的润滑性能，该钻井液体系稳定，表明该钻井液抗钻屑污染能力强，便于控制钻井液密度上升，对储层伤害小，有利于发现及保护油层，对泥质砂岩储层中钻屑浓度大、钻井液混浊的大斜度、大位移井储层段水平段钻井有较佳的适应性。

实验证明，包含0.2％环氧丙基三甲基氯化铵+0.3％聚丙烯酰胺钾的处理剂组合作为钻井液的絮凝剂，既具有良好的流变性能，又具有较强的抑制能力，抑制分散性能更佳。除此之外，由于吸附了小阳离子的钻屑表面具有一定的疏水性，不易吸附在亲水性的钻头、钻杆表面，具有明显的防泥包作用，同时不会明显影响钻井液的矿化度，不会影响测井解释和减弱钻具在井下的电化学腐蚀。

本实例所用原材料都可以从市场上买到。

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 (5)

1.一种用于泥质砂岩油层的低固相钻井液，其特征在于，包括如下重量百分比的物质：

2.根据权利要求1所述的用于泥质砂岩油层的低固相钻井液，其特征在于，所述的碱度控制剂是氢氧化钠或氢氧化钾。

3.根据权利要求1所述的用于泥质砂岩油层的低固相钻井液，其特征在于，PH值8.5-9.5。

4.根据权利要求1所述的用于泥质砂岩油层的低固相钻井液，其特征在于，所述的加重剂是氯化钾或甲酸钾。

5.根据权利要求1～4任意一项所述用于泥质砂岩油层的低固相钻井液的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)用纯碱除去配浆水中的Ca²⁺(每除去1mg/l的Ca²⁺，需用纯碱4.29g/m³)；

(2)取配浆水，加入上述配比的钠基膨润土、改性石棉，用搅拌器充分搅拌均匀，静置24小时形成基浆；

(3)再加入上述配比的加重剂，使钻井液密度达到要求；

(4)依次加入上述配比的磺化沥青、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉醚、聚丙烯酰胺钾、环氧丙基三甲基氯化铵，搅拌均匀使其充分溶解；

(5)加入碱度控制剂将PH调节至8.5～9.5。