CN111662692A

CN111662692A - 一种钻井液

Info

Publication number: CN111662692A
Application number: CN202010498695.6A
Authority: CN
Inventors: 赖全勇; 陈增海; 苗海龙; 何瑞兵; 邓楚娈; 张鹏; 何斌; 郭磊; 雷克
Original assignee: China Oilfield Services Ltd
Current assignee: China Oilfield Services Ltd
Priority date: 2020-06-04
Filing date: 2020-06-04
Publication date: 2020-09-15
Anticipated expiration: 2040-06-04
Also published as: CN111662692B

Abstract

一种钻井液，包括100重量份配浆水、0至0.6重量份的pH调节剂，0.8至3.0重量份一袋化多功能材料、0至100重量份加重剂组成。本钻井液的特点是：配制简单，一两个剂即成体系，非常易于现场应用及调整；性能卓越，具有优异的流变性能和滤失控制，突出的页岩包被抑制性，保持井眼清洁及稳定；而且经济环保，无毒可降解，处理简单，综合成本低。可满足当前环保低成本快速钻井需要，具有很广泛的应用前景。

Description

一种钻井液

技术领域

本文涉及钻井液领域，尤指一种环保高性能一袋化钻井液。

背景技术

随着钻井技术的发展和环保要求的日益提高，基于智能自动化钻井对钻井液控制简单、维护方便等要求，对钻井液技术达到的水平提出了更高的标准，其中首要的是要求钻井液体系方便化：一种处理剂就是一种钻井液体系，在实际使用中，针对不同条件的储层等情况，只要按一定比例与水混合，就可及时配成基本满足要求、且性能稳定的钻井液。钻井现场只要另配备少数几种其它的添加剂，就可以满足日常维护和对钻井液性能特殊的要求。钻井液体系方便化，至少带来以下几个方面的好处：(1)大大减少了钻井液材料的运输费用和材料损耗；(2)简化了钻井现场配浆程序；(3)稳定、提高和保证了钻井液的性能；(4)体系日常维护简单，工作量减少；其次，是钻井液的环保性要求，海洋生物的各种生理活动受海洋环境影响，根据中国国家标准《GB 18420.1-2009海洋石油勘探开发污染物生物毒性第1部分：分级(1)》要求，一级海区使用的水基钻井液生物毒性容许值在要30000(mg/L)以上、而二级海区可使用的水基钻井液生物毒性容许值也要在20000(mg/L)以上，严格的环保要求对钻井液的毒性提出了更高的标准。

发明内容

本申请提供了一种环保高性能一袋化钻井液，实现了仅用2种处理剂就能配制出应付各种多变条件的钻井液。

本申请提供了一种钻井液，按重量份计包括：100份配浆水和0.8-3份的多功能钻井处理剂、0-0.6份的pH调节剂、0-100份的加重剂；

优选地，所述钻井液按重量份计包括：100份配浆水、0.8-2份的多功能钻井处理剂、0.1-0.3份的pH调节剂、10-80份的加重剂；

所述多功能钻井处理剂通过采用分散聚合工艺，由淀粉和纤维素在引发剂的作用下与丙烯酰胺接枝共聚制得。

在本申请提供的钻井液中，所述“配浆水”指淡水、海水或者盐水。盐水可选用氯化钠、氯化钾、甲酸钠、甲酸钾中的一种或多种配制的盐水，可选地，盐水密度不超过1.2g/ml，具体密度由实际生产中对钻井液的性能要求决定。

在本申请提供的钻井液中，所述引发剂包括氧化剂和还原剂；所述多功能钻井处理剂包括原料和溶剂，所述多功能钻井处理剂的原料按质量分数计包括：淀粉30-80％、纤维素10-40％、丙烯酰胺5-45％、含双键的水溶性化合物单体0-15％、氧化剂0.5-5％、还原剂0.5-5％和分散稳定剂0-5％；

可选地，多功能钻井处理剂的原料按质量分数计包括：淀粉30-80％、纤维素10-40％、丙烯酰胺5-45％、含双键的水溶性化合物单体0.5-15％、氧化剂0.5-5％、还原剂0.5-5％和分散稳定剂0.5-5％；

可选地，所述多功能钻井处理剂的原料由淀粉、纤维素、丙烯酰胺、含双键的水溶性化合物单体、氧化剂、还原剂和分散稳定剂组成。

在本申请提供的钻井液中，所述溶剂的用量为所述多功能钻井处理剂的原料重量总和的1-5倍；可选地，所述溶剂选自异丙醇、乙醇、乙二醇和丙二醇中的一种或多种；优选地，所述溶剂由异丙醇和乙醇组成，用量为各原材料重量总和的1.5-3倍，异丙醇和乙醇的比例重量比为(2:8)-(8:2)。

在本申请提供的钻井液中，所述淀粉选自预糊化淀粉、磺化淀粉、羧甲基淀粉或抗温淀粉中的一种或多种；可选地，所述淀粉粒径为60-120目。

在本申请提供的钻井液中，所述纤维素选自羟丙基纤维素、羟甲基纤维素、聚阴离子纤维素和羧甲基纤维素钠中的一种或多种。

在本申请提供的钻井液中，所述含双键的水溶性化合物单体选自氨基丙烯酸、氨基丙烯酸盐、苯乙烯磺酸盐和烯丙基类季铵盐中的一种或多种。

在本申请提供的钻井液中，所述氧化剂选自过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或多种；

在本申请提供的钻井液中，所述还原剂选自硫酸亚铁、亚硫酸钠和亚硫酸胺中的一种或多种。

在本申请提供的钻井液中，所述分散稳定剂选自聚乙二醇、阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂中的一种或多种；

可选地，所述分散稳定剂选自聚乙二醇、烷基磺酸盐和季铵盐中的一种或多种。

在本申请提供的钻井液中，所述多功能钻井处理剂的制备方法包括：

(1)将溶剂、丙烯酰胺、淀粉、纤维素以及含双键的水溶性化合物单体加入反应容器，加入氧化剂以及分散稳定剂，搅拌至完全溶解；

(2)调节反应容器中溶液pH值为8-10；

(3)向反应容器中通入保护气体；

(4)滴加还原剂水溶液，在40-60分钟内滴加完毕；

(5)在30-50℃继续搅拌反应2-3小时；

(6)将生成的沉淀在保护气体氛围下分离；所述分离可以为离心分离；

(7)在60-80℃、0.01-0.05MPa的真空度下干燥步骤(6)得到的沉淀即为所述多功能钻井处理剂。可选地，所述制备方法由以上步骤组成。

在本申请提供的钻井液中，所述保护气体选自氮气、氦气和氩气中的一种或多种；

在本申请提供的钻井液中，步骤(4)中所述还原剂水溶液的质量浓度为2-10％。

在本申请提供的钻井液中，步骤(6)中所述离心分离的转速为2000-10000转/分，离心分离的时间为10-30min。

在本申请提供的钻井液中，所述pH调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的一种或多种；可选地，所述钻井液pH值为9-11；

在本申请提供的钻井液中，所述加重剂选自重晶石和石灰石中的一种或两种。

本申请的环保高性能一袋化钻井液能够获得以下有益效果：

本申请的环保高性能一袋化钻井液其中添加的多功能钻井处理剂是由天然高分子多糖聚合物淀粉、纤维素(St、Cel)与烯类单体进行接枝反应，通过在特殊的溶剂中进行分散聚合工艺，制得的高分子聚合物，其显著特点是结合天然高分子产品淀粉和纤维素及聚合物类产品的综合效果，具有优异的提切性能，能够提高钻井液的悬浮性和携砂性；具有优秀的降滤失性能，抗温抗盐效果好，在饱和盐水和海水钻井液体系中，能抗温120℃以上；具有较好的包被抑制性能，可以有效包被黏土和钻屑，防止固相污染，且易降解，无毒，无污染，属环保型产品。并且，该产品采用特殊的分散聚合工艺，产品聚合度高，纯度高，具有突出的流型调节功能，能快速溶于各种配浆水用于配制钻井液，包括淡水、海水或者高盐度盐水中。是一种综合性能优秀的产品。

环保高性能一袋化钻井液配制简单，一两个剂即成体系，非常易于现场应用及调整；性能卓越，具有优异的流变性能和滤失控制，突出的页岩包被抑制性，能够保持井眼清洁及稳定；而且经济环保，生物毒性LC50在30000mg/L以上，能够在国内各级海域使用，而且本身可降解，综合成本低，具有很广泛的应用前景。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书和说明书附图中所描述的方案来发明实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为一袋化钻井液的降解实验统计图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本申请实施例中提供了一种钻井液，按重量份计包括：100份配浆水和0.8-3份的多功能钻井处理剂、0-0.6份的pH调节剂、0-100份的加重剂；

在本申请实施例中，所述“配浆水”指淡水、海水或者盐水。盐水可选用氯化钠、氯化钾、甲酸钠、甲酸钾中的一种或多种配制的盐水，可选地，盐水密度不超过1.2g/ml，具体密度由实际生产中对钻井液的性能要求决定。

在本申请实施例中，所述引发剂包括氧化剂和还原剂；所述多功能钻井处理剂包括原料和溶剂，所述多功能钻井处理剂的原料按质量分数计包括：淀粉30-80％、纤维素10-40％、丙烯酰胺5-45％、含双键的水溶性化合物单体0-15％、氧化剂0.5-5％、还原剂0.5-5％和分散稳定剂0-5％；

可选地，多功能钻井处理剂的原料按质量分数计包括：淀粉30-80％、纤维素10-40％、丙烯酰胺5-45％、含双键的水溶性化合物单体0.5-15％、氧化剂0.5-5％、还原剂0.5-5％和分散稳定剂0.5-5％；可选地，所述多功能钻井处理剂的原料由淀粉、纤维素、丙烯酰胺、含双键的水溶性化合物单体、氧化剂、还原剂和分散稳定剂组成。

在本申请实施例中，所述溶剂的用量为所述多功能钻井处理剂的原料重量总和的1-5倍；可选地，所述溶剂选自异丙醇、乙醇、乙二醇和丙二醇中的一种或多种；优选地，所述溶剂由异丙醇和乙醇组成，用量为各原材料重量总和的1.5-3倍，异丙醇和乙醇的比例重量比为(2:8)-(8:2)。

在本申请实施例中，所述淀粉选自预糊化淀粉、磺化淀粉、羧甲基淀粉或抗温淀粉中的一种或多种；可选地，所述淀粉粒径为60-120目。

在本申请实施例中，所述纤维素选自羟丙基纤维素、羟甲基纤维素、聚阴离子纤维素和羧甲基纤维素钠中的一种或多种。

在本申请实施例中，所述含双键的水溶性化合物单体选自氨基丙烯酸、氨基丙烯酸盐、苯乙烯磺酸盐和烯丙基类季铵盐中的一种或多种，可选地，所述含双键的水溶性化合物单体选自N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酸钠、二烯丙基二甲基氯化铵和苯乙烯磺酸钠中的一种或多种。

在本申请实施例中，所述氧化剂选自过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或多种；

在本申请实施例中，所述还原剂选自硫酸亚铁、亚硫酸钠和亚硫酸胺中的一种或多种。

在本申请实施例中，所述分散稳定剂选自聚乙二醇、阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂中的一种或多种；

在本申请实施例中，所述多功能钻井处理剂的制备方法包括：

(2)调节反应容器中溶液pH值为8-10；

(3)向反应容器中通入保护气体；

(4)滴加还原剂水溶液，在40-60分钟内滴加完毕；

(5)在30-50℃继续搅拌反应2-3小时；

在本申请实施例中，所述保护气体选自氮气、氦气和氩气中的一种或多种；步骤(3)至(7)均在保护气体下进行操作。

在本申请实施例中，步骤(4)中所述还原剂水溶液的质量浓度为2-10％。

在本申请实施例中，步骤(6)中所述离心分离的转速为2000-10000转/分，离心分离的时间为10-30min。

在本申请实施例中，所述pH调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的一种或多种；可选地，所述钻井液pH值为9-11；

在本申请实施例中，所述加重剂选自重晶石和石灰石中的一种或两种。

为使本领域技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合具体实施方式对本申请作进一步详细描述。实施例中的试剂和设备均可自市场购得。

在本申请实施例中，所述聚乙二醇的分子量在200-800之间，购自海安石油化工厂，PEG 600。

在本申请实施例中低粘度聚阴离子纤维素购自濮阳东方化工厂，LV-CMC；纤维素颗粒40-60目。

在本申请实施例中羧甲基淀粉购自濮阳三力化工工厂，CMS，淀粉颗粒40-60目。

实施例1

本实施例提供一种多功能钻井处理剂，由如下重量份的原料制备得到：羧甲基淀粉(CMS)51kg，羧甲基纤维素(LV-CMC)20kg；丙烯酰胺25kg，过硫酸钠1kg；硫酸亚铁1kg，聚乙二醇2kg，异丙醇100kg，乙醇100kg。

上述一种多功能钻井处理剂的制备方法，包括如下步骤：先将100kg的异丙醇和100kg的乙醇加入反应釜中，搅拌使混合均匀，作为聚合溶剂待用；将51kg的羧甲基淀粉、20kg的羧甲基纤维素以及25kg的丙烯酰胺、加入反应釜中，加入1kg的过硫酸钠以及2kg的聚乙二醇，搅拌使上述原料完全溶解；再将1kg的硫酸亚铁溶于20kg的蒸馏水中，搅拌均匀，置于恒压滴液漏斗中；加入10wt.％NaOH水溶液调节反应釜溶液pH值为9-10；向反应釜中通入氮气，随后开始滴加硫酸亚铁水溶液，在40-60分钟内滴加完毕；保持氮气氛围，在50℃下搅拌反应2小时；停止反应，将生成的聚合物从体系中沉淀，在氮气保护下进行离心分离离心转速为5000-8000转/分，离心分离的时间为20min；然后在80℃、0.01-0.05MPa的真空度下干燥，粉碎，得到一袋化多功能材料。

实施例2

本实施例提供一种多功能钻井处理剂，由如下重量份的原料制备得到：羧甲基淀粉(CMS)51kg，羧甲基纤维素(LV-CMC)20kg；丙烯酰胺20kg，N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酸钠5kg，过硫酸钠1kg；硫酸亚铁1kg，聚乙二醇2kg，异丙醇100kg，乙醇100kg。

上述一种多功能钻井处理剂的制备方法，包括如下步骤：先将100kg的异丙醇和100kg的乙醇加入反应釜中，搅拌使混合均匀，作为聚合溶剂待用；将51kg的羧甲基淀粉、20kg的羧甲基纤维素以及20kg的丙烯酰胺、5kg的含双键的水溶性化合物单体N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酸钠加入反应釜中，加入1kg的过硫酸钠以及2kg的聚乙二醇，搅拌至上述原料完全溶解；再将1kg的硫酸亚铁溶于20kg的蒸馏水中，搅拌均匀，置于恒压滴液漏斗中；加入10wt.％NaOH水溶液调节反应釜溶液pH值为9-10；向反应釜中通入氮气，随后开始滴加硫酸亚铁水溶液，在40-60分钟内滴加完毕；保持氮气氛围，在50℃下搅拌反应2小时；停止反应，将生成的聚合物从体系中沉淀，在氮气保护下进行离心分离离心转速为5000-8000转/分，离心分离的时间为20min；然后在80℃、0.01-0.05MPa的真空度下干燥，粉碎，得到一袋化多功能材料。

实施例3

本实施例提供一种多功能钻井处理剂，由如下重量份的原料制备得到：羧甲基淀粉(CMS)51kg，羧甲基纤维素(LV-CMC)20kg；丙烯酰胺20kg，二烯丙基二甲基氯化铵5kg，过硫酸钠1kg；硫酸亚铁1kg，聚乙二醇2kg，异丙醇100kg，乙醇100kg。

上述一种多功能钻井处理剂的制备方法，包括如下步骤：先将100kg的异丙醇和100kg的乙醇加入反应釜中，搅拌使混合均匀，作为聚合溶剂待用；将51kg的羧甲基淀粉、20kg的羧甲基纤维素以及20kg的丙烯酰胺、5kg的含双键的水溶性化合物单体二烯丙基二甲基氯化铵加入反应釜中，加入1kg的过硫酸钠以及2kg的聚乙二醇，搅拌至上述原料完全溶解；再将1kg的硫酸亚铁溶于20kg的蒸馏水中，搅拌均匀，置于恒压滴液漏斗中；加入10wt.％NaOH水溶液调节反应釜溶液pH值为9-10；向反应釜中通入氮气，随后开始滴加硫酸亚铁水溶液，在40-60分钟内滴加完毕；保持氮气氛围，在50℃下搅拌反应2小时；停止反应，将生成的聚合物从体系中沉淀，在氮气保护下进行离心分离离心转速为5000-8000转/分，离心分离的时间为20min；然后在80℃、0.01-0.05MPa的真空度下干燥，粉碎，得到一袋化多功能材料。

实施例4

本实施例提供一种多功能钻井处理剂，由如下重量份的原料制备得到：羧甲基淀粉(CMS)64kg，羧甲基纤维素(LV-CMC)20kg；丙烯酰胺10kg，N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酸钠2kg，过硫酸铵1kg；硫酸亚铁1kg，聚乙二醇2kg，异丙醇100kg，乙醇100kg。

上述一种多功能钻井处理剂的制备方法，包括如下步骤：先将100kg的异丙醇和100kg的乙醇加入反应釜中，搅拌使混合均匀，作为聚合溶剂待用；将64kg的羧甲基淀粉、20kg的羧甲基纤维素以及10kg的丙烯酰胺、2kg的含双键的水溶性化合物单体N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酸钠加入反应釜中，加入1kg的过硫酸铵以及2kg的聚乙二醇，搅拌至上述原料完全溶解；再将1kg的硫酸亚铁溶于20kg的蒸馏水中，搅拌均匀，置于恒压滴液漏斗中；加入10wt.％NaOH水溶液调节反应釜溶液pH值为9-10；向反应釜中通入氮气，随后开始滴加硫酸亚铁水溶液，在40-60分钟内滴加完毕；保持氮气氛围，在50℃下搅拌反应2小时；停止反应，将生成的聚合物从体系中沉淀，在氮气保护下进行离心分离离心转速为5000-8000转/分，离心分离的时间为20min；然后在80℃、0.01-0.05MPa的真空度下干燥，粉碎，得到一袋化多功能材料。

实施例5

本实施例提供一种多功能钻井处理剂，由如下重量份的原料制备得到：羧甲基淀粉(CMS)41kg，羧甲基纤维素(LV-CMC)15kg；丙烯酰胺30kg，N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酸钠10kg，过氧化氢1kg；硫酸亚铁1kg，十二烷基磺酸钠2kg，乙二醇为100kg，乙醇100kg。

上述一种多功能钻井处理剂的制备方法，包括如下步骤：先将100kg的乙二醇和100kg的乙醇加入反应釜中，搅拌使混合均匀，作为聚合溶剂待用；将41kg的羧甲基淀粉、15kg的羧甲基纤维素以及30kg的丙烯酰胺、30kg的含双键的水溶性化合物单体N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酸钠加入反应釜中，加入1kg的过氧化氢以及2kg的十二烷基磺酸钠，搅拌至上述原料完全溶解；再将1kg的硫酸亚铁溶于20kg的蒸馏水中，搅拌均匀，置于恒压滴液漏斗中；加入10wt.％NaOH水溶液调节反应釜溶液pH值为9-10；向反应釜中通入氮气，随后开始滴加硫酸亚铁水溶液，在40-60分钟内滴加完毕；保持氮气氛围，在50℃下搅拌反应2小时；停止反应，将生成的聚合物从体系中沉淀，在氮气保护下进行离心分离离心转速为5000-8000转/分，离心分离的时间为20min；然后在80℃、0.01-0.05MPa的真空度下干燥，粉碎，得到产物。

实施例6

本实施例提供一种多功能钻井处理剂，由如下重量份的原料制备得到：预糊化淀粉(α-淀粉)51kg，低粘度聚阴离子纤维素(LV-PAC)20kg；丙烯酰胺20kg，苯乙烯磺酸钠5kg，过氧化氢1kg；亚硫酸钠1kg，聚乙二醇2kg，乙醇400kg。

上述一种多功能钻井处理剂的制备方法，包括如下步骤：先将400kg的乙醇加入反应釜中，搅拌使混合均匀，作为聚合溶剂待用；将51kg的预糊化淀粉(α-淀粉)、20kg的低粘度聚阴离子纤维素(LV-PAC)以及20kg的丙烯酰胺、5kg的含双键的水溶性化合物单体苯乙烯磺酸钠加入反应釜中，加入1kg的过氧化氢以及2kg的聚乙二醇，搅拌至上述原料完全溶解；再将1kg的亚硫酸钠溶于20kg的蒸馏水中，搅拌均匀，置于恒压滴液漏斗中；加入10wt.％NaOH水溶液调节反应釜溶液pH值为9-10；向反应釜中通入氮气，随后开始滴加亚硫酸钠水溶液，在40-60分钟内滴加完毕；保持氮气氛围，在50℃下搅拌反应2小时；停止反应，将生成的聚合物从体系中沉淀，在氮气保护下进行离心分离离心转速为5000-8000转/分，离心分离的时间为20min；然后在80℃、0.01-0.05MPa的真空度下干燥，粉碎，得到产物。

将实施例1-6得到的产物按照钻井液API 13A标准中16.3、16.4款进行测试，实施例1-6得到的产物占整个测试体系的0.75wt.％，性能见表1：

表1多功能钻井处理剂性能指标

注：以上试样结果为120℃热滚16h后常温测试得出。

实施例1-6提供的产品，结合了天然高分子产品淀粉和纤维素及聚合物类产品的综合效果，具有优异的提切性能，能够提高钻井液的悬浮性和携砂性，又不会大幅提高钻井液表观粘度；具有优秀的降滤失性能，抗温抗盐效果好；同时具有较好的包被抑制性能，可以有效包被黏土和钻屑，防止固相污染，在饱和盐水和海水钻井液体系中，能抗120℃以上，具有很强的提切能力，并且对钻井液表观粘度的影响有限，还可以起到包被抑制效果。同时产品中主体结构为淀粉和纤维素，易降解，无毒，无污染，属环保型产品，综合性能优异，可满足当前现场钻井液的维护和处理的需要，具有很广泛的应用前景，特别适用于大位移井和无固相钻井液中。

实施例7

称取400mL淡水，加入12g氯化钾，得到3％氯化钾的配浆水，然后在11000转/min的高速搅拌的条件下，缓慢加入0.3g氢氧化钠，4.0g实施例1制得的一袋化多功能材料，和69g石灰石，高速搅拌20min。

实施例8

称取300mL海水，倒入浆杯，然后在11000转/min的高速搅拌的条件下，缓慢加入0.3g氢氧化钠和0.3g碳酸钠，4.5g实施例2制得的一袋化多功能材料，和56g重晶石，高速搅拌20min。

实施例9

称取600mL 20％的甲酸钾盐水(密度1.12g/mL)，倒入浆杯，然后在11000转/min的高速搅拌的条件下，缓慢加入1.0g氢氧化钾，12.0g实施例3制得的一袋化多功能材料，高速搅拌20min。

实施例10

称取1000mL盐水(10％的氯化钠和5％的氯化钾复合盐水，密度1.10g/mL)，倒入浆杯，然后在11000转/min的高速搅拌的条件下，缓慢加入1.0g氢氧化钠，12.0g实施例4制得的一袋化多功能材料和165g重晶石，高速搅拌20min。

应用例1

蓬莱19-3油田位于渤海海域的中南部，西北距塘沽约216km，东南距蓬莱市约80km。油田范围内平均水深27～33m。蓬莱19-3油田钻井主要揭示了新生界和中生界地层，主力含油层系发育于新近系明化镇组下段及馆陶组，馆陶组为辫状河沉积，明化镇组下段属于曲流河沉积，储层岩性为河流相沉积的陆源碎屑岩。

蓬莱19-3-V40井是一口注水直井，井斜1801.0m，垂深1463.20m，井斜角27.91°，方位角304.32°，该井的12-1/4”井段井深为481m-1799m，采用基于实施例10的一袋化钻井液钻进，钻进过程中，流型滤失性能稳定，调节控制，起钻情况十分顺利，钻进至1799m按照常规主动倒划眼起钻，扭矩平稳无阻卡点，起钻速度超过预期速度。然后下入随钻测压工具，下钻顺利，到底测压结束后长起钻，直起顺利。最后，下套管过程没有遇到任何问题，无阻卡，下入顺畅，顺利到位。

蓬莱19-3-V46H井是一口水平井，井斜深2413m，垂深1088m，井斜角90°，方位角49.09°，该井的12-1/4”井段，采用基于实施例10的一袋化钻井液钻进，钻进过程中，切力大，携岩能力突出，API滤失量保持在6mL以下，流型滤失性能稳定，易调节，钻进速度快，起钻情况顺利。

应用例2

月东油田月东构造位于海南～月东潜山披覆构造带南段，为一披覆于月东潜山上的复式鼻状构造，构造走向为北东向，构造面积约40平方公里。整体构造形状呈马鞍型，两个高点分别位于月东3井和月东6井附近。在构造顶部缺失东二段下部及以下地层。构造形态从东二段到馆陶组继承性发育，具有构造幅度小，面积大的特点。东一段高点埋藏深度约1350m。地层倾角较小，一般在1-2°左右。本区钻井揭露的地层自下而上依次为：太古界(Ar)、古生界(Pz)、下第三系东营组二段(Ed2)、东营组一段(Ed1)、上第三系馆陶组(Ng)、明化镇组(Nm)以及第四系平原组(Q)。其中东二段、东一段和馆陶组为本区主要含油层系。该区作业井12-1/4"井眼(327-1907m)采用基于实施例7的一袋化钻井液钻进，钻井液性能稳定，现场易控制，成本低，钻井时效快，使用整体效果良好，符合甲方作业要求。

性能测试

1.常规性能测试

将实施例7-10得到的一袋化钻井液在80℃热滚16h，然后测定其API滤失量、pH值、50℃下的流变性，性能见表2：

表2钻井液性能指标

从结果可以看出，实施例的钻井液在80℃老化以后，体系性能优异，流变性能良好，API滤失较低，pH在合理的范围之内。

实施例7-10提供的一袋化钻井液，在不同的配浆水中，调节一袋化多功能材料的加量，都可以配制出性能优异的一袋化钻井液，而配合碱度调节剂及加重剂，完全能够满足现场的实际作业需求。

2.包被抑制性能测试

将350mL实施例9的钻井液和海水分别装入老化罐，分别加入25g渤海地层上部钻屑，将老化罐在滚子炉中于80℃下恒温热滚16h，取出老化罐冷却至室温后，将老化罐中的钻井液过40目筛，用清水缓缓将钻屑冲洗干净。将钻屑置于烘箱中于105℃下烘干2h。将烘干的钻屑冷却至室温后稳重，即可求出滚动回收率，测试结果见表3。

表3一袋化钻井液的滚动回收率

编号	海水	实施例9
			滚动回收率	8.69％	75.05％

可以看出，钻屑在海水中的滚动回收率很小，只有8.69％，而在实施例9的海水配置的一袋化钻井液，滚动回收率高达75.05％，说明实施例9的一袋化钻井液能够很好地抑制地层钻屑，证明了钻井液的良好包被抑制性。

3.生物毒性(LC50)测试

根据中国国家标准《GB 18420.1-2009海洋石油勘探开发污染物生物毒性第1部分：分级(1)》和《GBT 18420.2-2009海洋石油勘探开发污染物生物毒性第2部分：检验方法》，以卤虫为实验材料，研究钻井液对海洋生物的急性毒性效应，并严格按照中国国家标准中规定的检验方法对实施例中一袋化钻井液进行生物毒性检测，见表4。

表4一袋化钻井液的毒性检测

从结果可以看出，生物毒性LC50在30000(mg/L)以上，能够在国内各级海域使用，证明了钻井液的环保性。

4.降解性能测试

将实施例8得到的一袋化钻井液在80℃静置，每经过24h取出，冷却至室温测其粘度。结果见图1。

从结果可以看出，经过10天的放置，材料粘度持续下降，说明钻井液中的材料在持续下降，证明了钻井液的可降解性。

5.抗温性

将实施例10得到的一袋化钻井液在分别在80℃和150℃下热滚16h，然后测定其API滤失量、pH值、50℃下的流变性，性能见表5。

表5 80℃和150℃下热滚实验

从结果可以看出，在150℃下热滚16h后，粘度、滤失能力仍然得到了保持。体现了体系优异的抗温能力。

本申请提供的钻井液，是一种环保高性能一袋化钻井液，基于多功能添加剂配制而成，它配制简单，一两个剂即成体系，非常易于现场应用及调整，；性能卓越，具有优异的流变性能和滤失控制，突出的页岩包被抑制性，能够保持井眼清洁及稳定；抗温抗盐能力突出，适用于不同盐度不同温度下的钻井需要，而且经济环保，生物毒性LC50在30000mg/L以上，能够在国内各级海域使用，而且本身可降解，综合成本低，具有很广泛的应用前景。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种钻井液，按重量份计包括：100份配浆水和0.8-3份的多功能钻井处理剂、0-0.6份的pH调节剂、0-100份的加重剂；

2.根据权利要求1所述的钻井液，其中，所述引发剂包括氧化剂和还原剂；所述多功能钻井处理剂包括原料和溶剂，所述多功能钻井处理剂的原料按质量分数计包括：淀粉30-80％、纤维素10-40％、丙烯酰胺5-45％、含双键的水溶性化合物单体0-15％任选地为0.5-15％、氧化剂0.5-5％、还原剂0.5-5％和分散稳定剂0.5-5％；

所述溶剂的用量为所述多功能钻井处理剂的原料重量总和的1-5倍；可选地，所述溶剂选自异丙醇、乙醇、乙二醇和丙二醇中的一种或多种；优选地，所述溶剂由异丙醇和乙醇组成，所述溶剂的用量为所述多功能钻井处理剂的原料重量总和的1.5-3倍，异丙醇和乙醇的重量比为(2:8)-(8:2)。

3.根据权利要求2所述的钻井液，其中，所述含双键的水溶性化合物单体选自氨基丙烯酸、氨基丙烯酸盐、苯乙烯磺酸盐和烯丙基类季铵盐中的一种或多种。

4.根据权利要求2所述的钻井液，其中，所述淀粉选自预糊化淀粉、磺化淀粉、羧甲基淀粉和抗温淀粉中的一种或多种；

可选地，所述淀粉的粒径为60-120目。

5.根据权利要求2所述的钻井液，其中，所述纤维素选自羟丙基纤维素、羟甲基纤维素、聚阴离子纤维素和羧甲基纤维素钠中的一种或多种。

6.根据权利要求2所述的钻井液，其中，所述氧化剂选自过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或多种；

可选地，所述还原剂选自硫酸亚铁、亚硫酸钠和亚硫酸胺中的一种或多种。

7.根据权利要求2所述的钻井液，其中，所述分散稳定剂选自聚乙二醇、阴离子表面活性剂或阳离子表面活性剂中的一种或多种；

8.根据权利要求2至7中任一项所述的钻井液，其中，所述多功能钻井处理剂的制备方法包括：

(2)调节反应容器中溶液pH值为8-10；

(3)向反应容器中通入保护气体；

(4)滴加还原剂水溶液，在40-60分钟内滴加完毕；

(5)在30-50℃继续搅拌反应2-3小时；

(6)将生成的沉淀在保护气体氛围下分离；

(7)在60-80℃、0.01-0.05MPa的真空度下干燥步骤(6)得到的沉淀即为所述多功能钻井处理剂。

9.根据权利要求8所述的钻井液，其中，所述保护气体选自氮气、氦气和氩气中的一种或多种；

可选地，步骤(4)中所述还原剂水溶液的质量浓度为2-10％。

10.根据权利要求1所述的钻井液，其中，所述pH调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠中的一种或多种；

可选地，所述钻井液的pH值为9-11；

可选地，所述加重剂选自重晶石和石灰石中的一种或两种。