CN111139048A - 一种煤系地层钻探钾基阳离子冲洗液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤系地层钻探钾基阳离子冲洗液及其制备法，该冲洗液包括质量百分比为1.5%—3.0%的基质、0.1%‑0.3%的碱度控制剂、0.1%—0.5%的增粘剂、0.1%—0.2%的絮凝剂、0.5%—1.2%的封堵剂、2.5%—5.0%的抑制剂、1.0%—2.5%的降失水剂，其余为清水；能够有效抑制煤系地层水敏分散，解决了新近系、固近系红色泥岩地层及侏罗系地层水敏性强、稳定性差、分散性强、易缩径、易造浆、钻头泥包、上下钻具易遇卡、易造成孔内事故的问题；冲洗液制备方法简单、成本低廉，方便大规模化生产。

Description

一种煤系地层钻探钾基阳离子冲洗液及其制备方法
技术领域
本发明涉及钻探冲洗液技术领域，具体涉及一种煤系地层钻探钾基阳离子冲洗液及其制备方法。
背景技术
柴达木盆地北缘侏罗系地层是青海省内重要的含煤区，主要地层为第四系、新近系、固近系、白垩系、侏罗系，其中新近系、固近系红色泥岩地层覆盖巨厚，水敏性强、稳定性差、分散性强、易缩径、易造浆、钻头泥包、上下钻具易遇卡、甚至造成孔内事故，对开展地质勘探找煤工作极为不利。因此、针对新近系、固近系红色泥岩地层及侏罗系地层，水敏性强、稳定性差、分散性强、易缩径、易造浆难题，目前并没有一种具有抑制水敏分散能力强、维护护壁效果好、冲洗液流变性良好的地质钻探冲洗液体系配方，以满足该种侏罗系地层地质钻探找煤工作的需求。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种煤系地层钻探钾基阳离子冲洗液及其制备方法，该冲洗液能够有效抑制煤系地层水敏分散，解决了新近系、固近系红色泥岩地层及侏罗系地层水敏性强、稳定性差、分散性强、易缩径、易造浆、钻头泥包、上下钻具易遇卡、甚至造成孔内事故的问题，保证了钻探工作的顺利进行。
为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种煤系地层钻探钾基阳离子冲洗液，包括质量百分比为1.5%—3.0%的基质、0.1%-0.3%的碱度控制剂、0.1%—0.5%的增粘剂、0.1%—0.2%的絮凝剂、0.5%—1.2%的封堵剂、2.5%—5.0%的抑制剂、1.0%—2.5%的降失水剂，其余为水；其中，所述基质选自膨润土；所述碱度控制剂为氢氧化钠；所述絮凝剂为聚丙烯酸钾；所述增粘剂为羧甲基纤维素纳。
进一步的，所述抑制剂为氯化钾。
进一步的，所述膨润土为钠基膨润土。
进一步的，所述降失水剂为改性沥青或磺化褐煤树脂或腐殖酸钾中的一种或几种。
进一步的，所述封堵剂为防塌型随钻堵漏剂或水解聚丙烯睛铵盐中的一种或两种。
一种煤系地层钻探钾基阳离子冲洗液的制备方法，选取质量百分比为1.5%—3.0%的基质、0.1%-0.3%的碱度控制剂、0.1%—0.5%的增粘剂、0.1%—0.2%的絮凝剂、0.5%—1.2%的封堵剂、2.5%—5.0%的抑制剂、1.0%—2.5%的降失水剂，其余为清水，并按照以下步骤进行制备。
S1.在现场配浆搅拌罐内装入上述配比的清水;
S2.按照上述质量百分比给清水中加入碱度控制剂、基质，并充分搅拌混合均匀;
S3.向搅拌均匀的混合物中再加入上述比例的增粘剂和封堵剂；
S4.向步骤3中得到的混合物中再加入上述比例的絮凝剂，搅拌使其溶解；
S5.向步骤4中得到的混合物中再加入上述比例的降失水剂，充分搅拌；
S6.向步骤5中得到的混合物中再加入上述比例的抑制剂；
S7.所有原料混合搅拌完成制备。
进一步的，所述的步骤S7中的搅拌时间为20-25min。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.本发明选用氯化钾作为抑制剂，因为氯化钾具有防止水化分散、抑制缩减的作用，可以有效抑制煤系地层水敏性泥岩的水化膨胀、剥落掉块、抑制岩粉及地层黏土颗粒水化分散造浆。
2.本发明选用防塌型随钻堵漏剂和水解聚丙烯睛铵盐作为封堵剂，因为封堵剂中大量的纤维状封堵材料，可以即时对煤系地层中纳米级细微孔隙、裂隙进行封堵，有效防止冲洗液中自由水进入地层，稳定煤系地层泥岩孔壁岩石强度。
3.本发明提供的一种煤系地层钻探钾基阳离子冲洗液制备方法简单、成本低廉，方便大规模化生产。
具体实施方式
下面结合实施示例对本发明一种煤系地层钻探钾基阳离子冲洗液及其制备方法做出进一步的详细说明。
实施例1
选取质量百分比为1.5%的纳基膨润土，0.2%的氢氧化钠，0.5%的羧甲基纤维素钠，0.2%的聚丙烯酸钾，0.5%的水解聚丙烯睛铵盐，5.0%的氯化钾、1.0%的磺化褐煤树脂和1.0%的腐殖酸钾，其余为清水，以下步骤进行制备：
S1.在现场配浆搅拌罐内装入上述配比的清水
S2.按照上述质量百分比给清水中加入0.2%的氢氧化钠、1.5%的纳基膨润土，并充分搅拌混合均匀。
S3.向搅拌均匀的混合物中再加入上述比例的0.5%的羧甲基纤维素钠、0.5%的防塌型随钻堵漏剂；
S4.向步骤S3中得到的混合物中再加入上述比例的0.2%的聚丙烯酸钾，搅拌使其溶解；
S5.向步骤S4中得到的混合物中再加入上述比例的1.0%的磺化褐煤树脂和1.0%的腐殖酸钾，充分搅拌；
S6.向步骤S5中得到的混合物中再加入上述比例的5.0%的氯化钾；
S7.所有原料混合完成后，再搅拌20min。
实施例2
选取质量百分比为3.0%的纳基膨润土，0.3%的氢氧化钠，0.1%的羧甲基纤维素钠，0.1%的聚丙烯酸钾，0.5%的水解聚丙烯睛铵盐和0.7%的防塌型随钻堵漏剂，4.0%的氯化钾、1.5%的改性沥青0.5%磺化褐煤树脂和0.5%腐殖酸钾，其余为清水，以下步骤进行制备：
S1.在现场配浆搅拌罐内装入上述配比的清水
S2.按照上述质量百分比给清水中加入0.3%的氢氧化钠、3.0%的纳基膨润土，并充分搅拌混合均匀。
S3.向搅拌均匀的混合物中再加入上述比例的0.1%的羧甲基纤维素钠、0.5%的水解聚丙烯睛铵盐和0.7%的防塌型随钻堵漏剂；
S4.向步骤S3中得到的混合物中再加入上述比例的0.1%的聚丙烯酸钾，搅拌使其溶解；
S5.向步骤S4中得到的混合物中再加入上述比例的1.5%的改性沥青，0.5%磺化褐煤树脂和0.5%腐殖酸钾，充分搅拌；
S6.向步骤S5中得到的混合物中再加入上述比例的4.0%的氯化钾；
S7.所有原料混合完成后，再搅拌25min。
实施例3
选取质量百分比为2.0%的纳基膨润土，0.1%的氢氧化钠，0.2%的羧甲基纤维素钠，0.1%的聚丙烯酸钾，0.8%的防塌型随钻堵漏剂，2.5%的氯化钾、1.0%的改性沥青，其余为清水，以下步骤进行制备：
S1.在现场配浆搅拌罐内装入上述配比的清水
S2.按照上述质量百分比给清水中加入0.1%的氢氧化钠、2.0%的纳基膨润土，并充分搅拌混合均匀。
S3.向搅拌均匀的混合物中再加入上述比例的0.2%的羧甲基纤维素钠、0.8%的防塌型随钻堵漏剂；
S4.向步骤S3中得到的混合物中再加入上述比例的0.1%的聚丙烯酸钾，搅拌使其溶解；
S5.向步骤S4中得到的混合物中再加入上述比例的1.0 %的改性沥青，充分搅拌；
S6.向步骤S5中得到的混合物中再加入上述比例的2.5%的氯化钾；
S7.所有原料混合完成后，再搅拌25min。
按照石油API推荐冲洗液测试标准检验，使用上述实施例制备的冲洗液的基本性能如下表所示：
Figure RE-879254DEST_PATH_IMAGE001

Claims (7)

1.一种煤系地层钻探钾基阳离子冲洗液，其特征在于：包括质量百分比为1.5%—3.0%的基质、0.1%-0.3%的碱度控制剂、0.1%—0.5%的增粘剂、0.1%—0.2%的絮凝剂、0.5 %—1.2%的封堵剂、2.5%—5.0%的抑制剂、1.0 %—2.5%的降失水剂，其余为水；其中，所述基质选自膨润土；所述碱度控制剂为氢氧化钠；所述絮凝剂为聚丙烯酸钾；所述增粘剂为羧甲基纤维素纳。
2.根据权利要求1所述的一种煤系地层钻探钾基阳离子冲洗液，其特征在于：所述抑制剂为氯化钾。
3.根据权利要求2所述的一种煤系地层钻探钾基阳离子冲洗液，其特征在于：所述膨润土为钠基膨润土。
4.根据权利要求3所述的一种煤系地层钻探钾基阳离子冲洗液，其特征在于：所述降失水剂为改性沥青或磺化褐煤树脂或腐殖酸钾中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的一种煤系地层钻探钾基阳离子冲洗液，其特征在于：所述封堵剂为防塌型随钻堵漏剂或水解聚丙烯睛铵盐中的一种或两种。
6.根据权利要求1-5任意权利要求所述的一种煤系地层钻探钾基阳离子冲洗液的制备方法，其特征在于：选取质量百分比为1.5%—3.0%的基质、0.1%-0.3%的碱度控制剂、0.1%—0.5%的增粘剂、0.1%—0.2%的絮凝剂、0.5 %—1.2%的封堵剂、2.5%—5.0%的抑制剂、1.0%—2.5%的降失水剂，其余为清水，并按照以下步骤进行制备：
S1.在现场配浆搅拌罐内装入上述配比的清水;
S2.按照上述质量百分比给清水中加入碱度控制剂、基质，并充分搅拌混合均匀;
S3.向搅拌均匀的混合物中再加入上述比例的增粘剂和封堵剂；
S4.向步骤3中得到的混合物中再加入上述比例的絮凝剂，搅拌使其溶解；
S5.向步骤4中得到的混合物中再加入上述比例的降失水剂，充分搅拌；
S6.向步骤5中得到的混合物中再加入上述比例的抑制剂；
S7.所有原料混合搅拌完成制备。
7.根据权利要求6所述的一种煤系地层钻探钾基阳离子冲洗液的制备方法，其特征在于：所述的步骤S7中的搅拌时间为20-25min。
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