CN115247054A - 水基钻井液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水基钻井液及其制备方法，属于钻井技术领域。该水基钻井液包括以下质量百分含量的组分：膨润土：1.0％～3.0％；润滑剂：3％～6％；包被抑制剂：0.1％～0.5％；酸碱调节剂：0.3％～0.5％；降滤失剂：0.5％～3.5％；随钻封堵剂：1.0％～5.0％；增黏剂：0.1％～0.5％；杀菌剂：0.01％～0.03％；加重剂；余量的水。该钻井液表现出对破碎性泥岩地层良好的抑制性和封堵性，同时兼具良好的润滑性，能够满足现场快速安全钻井需求。并且，本发明实施例提供的水基钻井液还具有优异的环保性。

Description

水基钻井液及其制备方法
技术领域
本发明涉及钻井技术领域，特别涉及水基钻井液及其制备方法。
背景技术
随着我油气开采向着深部、超深部地层、非常规地层方向发展，开采难度越来越大。在油气开采过程中，井壁失稳问题日益突出。井壁失稳主要是指井眼发生坍塌或破裂，从而增加钻井过程中井下复杂情况，延误工程进度，造成重大经济损失。实践证明，钻井液质量对含有煤层油气井的成败、钻速、油气资源勘探和钻井成本有着极其重要的意义。
目前使用的钻井液包括：水基钻井液和油基钻井液两大类。油基钻井液具有较强的抗高温能力，具有良好的润滑性，可以有效减少储层伤害，但其对严重影响后期固井质量，有毒，不环保，成本高后期处理麻烦等不容忽视的缺点。相比油基钻井液，水基钻井液至少具有以下优点：相对环保；钻速较快；温度对流变性影响较小；成本相对低；遇井漏容易处理等。
随着钻探工作的不断开展，主要钻探活动从浅层易开采地层逐渐转向深层，从陆地转向海上，钻探需要面对环保要求较高的环境，这对钻井液的环保性能提出了更高的要求。因此，提供一种环保性高的水基钻井液体系是十分必要的。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种水基钻井液及其制备方法，能够解决上述技术问题。
具体而言，包括以下的技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种水基钻井液，所述水基钻井液包括以下质量百分含量的组分：
膨润土：1.0％～3.0％；
润滑剂：3％～6％；
包被抑制剂：0.1％～0.5％；
酸碱调节剂：0.3％～0.5％；
降滤失剂：0.5％～3.5％；
随钻封堵剂：1.0％～5.0％；
增黏剂：0.1％～0.5％；
杀菌剂：0.01％～0.03％；
加重剂；
以及，余量的水。
在一些可能的实现方式中，所述润滑剂包括：天然油脂和司盘80，其中，所述天然油脂与所述司盘80的质量比为2-10:1。
在一些可能的实现方式中，所述天然油脂选自大豆油、菜籽油、蓖麻油中的至少一种。
在一些可能的实现方式中，所述包被抑制剂为聚丙烯酰胺钾盐和/或聚丙烯酰胺钠盐。
在一些可能的实现方式中，所述酸碱调节剂为氢氧化钾。
在一些可能的实现方式中，所述降滤失剂包括聚阴离子纤维素和羟丙基淀粉，并且，所述聚阴离子纤维素与所述羟丙基淀粉的质量比为1-3:1。
在一些可能的实现方式中，所述随钻封堵剂为超细碳酸钙；
所述杀菌剂为二氧化氯。
在一些可能的实现方式中，所述增黏剂为改性黄原胶。
在一些可能的实现方式中，所述改性黄原胶通过使用以下组分中的至少一种进行改性：乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
在一些可能的实现方式中，所述水基钻井液的密度小于或等于1.35g/cm3时，所述加重剂为甲酸钾；
所述水基钻井液的密度大于1.35g/cm3且小于或等于1.8g/cm3时，所述加重剂为甲酸钾和重晶石的复配物；
所述水基钻井液的密度大于1.8g/cm3且小于3g/cm3时，所述加重剂为重晶石。
另一方面，本发明实施例还提供了一种水基钻井液的制备方法，所述水基钻井液如上述所述；
所述水基钻井液的制备方法包括：按照水基钻井液中各组分的质量百分含量，将膨润土、润滑剂、包被抑制剂、酸碱调节剂、降滤失剂、随钻封堵剂、增黏剂、杀菌剂加入至水中，搅拌均匀；
继续向体系中加入加重剂，调节所述水基钻井液的密度至设定范围，得到所述水基钻井液。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
本发明实施例提供的水基钻井液，通过上述各组分的协同复配作用，能够表现出对破碎性泥岩地层良好的抑制性和封堵性，同时兼具良好的润滑性，能够满足现场快速安全钻井需求。并且，本发明实施例提供的水基钻井液还具有优异的环保性。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种水基钻井液，该水基钻井液包括以下质量百分含量的组分：
膨润土：1.0％～3.0％；
润滑剂：3％～6％；
包被抑制剂：0.1％～0.5％；
酸碱调节剂：0.3％～0.5％；
降滤失剂：0.5％～3.5％；
随钻封堵剂：1.0％～5.0％；
增黏剂：0.1％～0.5％；
杀菌剂：0.01％～0.03％；
加重剂；
以及，余量的水。
示例地，膨润土的质量百分含量包括但不限于以下：1.0％、1.2％、1.5％、1.7％、2％、2.5％、2.8％、3％等；
示例地，润滑剂的质量百分含量包括但不限于以下：3.0％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％等；
示例地，包被抑制剂的质量百分含量包括但不限于以下：0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％等；
示例地，酸碱调节剂的质量百分含量包括但不限于以下：0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％等；
示例地，降滤失剂的质量百分含量包括但不限于以下：0.5％、1.0％、1.2％、1.5％、1.7％、2％、2.5％、2.8％、3％、3.5％等；
示例地，随钻封堵剂的质量百分含量包括但不限于以下：1.0％、1.2％、1.5％、1.7％、2％、2.5％、2.8％、3％、3.5％等；
示例地，增黏剂的质量百分含量包括但不限于以下：0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％等；
示例地，杀菌剂的质量百分含量包括但不限于以下：0.01％、0.015％、0.02％、0.025％、0.03％等。
本发明实施例提供的水基钻井液，通过上述各组分的协同复配作用，能够表现出对破碎性泥岩地层良好的抑制性和封堵性，同时兼具良好的润滑性，能够满足现场快速安全钻井需求。并且，本发明实施例提供的水基钻井液还具有优异的环保性。
对于水基钻井液中的加重剂来说，加重剂的使用量以满足使水基钻井液的密度达到设定范围即可。举例来说，本发明实施例中，水基钻井液的密度可以小于或等于3g/cm3，进一步地小于或等于2g/cm3，进一步地小于或等于1.8g/cm3，进一步地小于或等于1.35g/cm3等。
在一些可能的示例中，当水基钻井液的密度小于或等于1.35g/cm3时，加重剂为甲酸钾，例如，甲酸钾在水基钻井液中的质量百分含量为5％～45％。
当水基钻井液的密度大于1.35g/cm3且小于或等于1.8g/cm3时，加重剂为甲酸钾和重晶石的复配物。
选用甲酸钾作为加重剂，在满足使水基钻井液密度为设定值的前提下，还能够进一步地降低水基钻井液的毒性，使得水基钻井液的环保性更好。
当水基钻井液的密度大于1.8g/cm3且小于3g/cm3时，使加重剂为重晶石，能够获得更好的密度调节效果。
对于加重剂含有重晶石的情况，可以使重晶石在水基钻井液中的质量百分含量为20％～120％。
在一些可能的实现方式中，水基钻井液中所使用的润滑剂包括：天然油脂和司盘80，其中，天然油脂与司盘80的质量比为2-10:1，例如为2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1等。
上述润滑剂兼具良好的润滑性和环保性。其中，所使用的天然油脂选自大豆油、菜籽油、蓖麻油中的至少一种。
进一步地，可以使用废弃的大豆油、菜籽油、蓖麻油，以降低水基钻井液的制备成本。
在一些可能的实现方式中，水基钻井液中所使用的包被抑制剂为聚丙烯酰胺钾盐和/或聚丙烯酰胺钠盐。
聚丙烯酰胺钾盐是一种含羧钾聚丙烯酰胺衍生物，是很强的抑制页岩分散剂，具有控制地层造浆的作用并兼有降失水、改善流型及增加润滑性等功能。在钻井液中包被、提粘，使用于各种泥浆体系，有较好的防塌作用。它能改善井液的流变性并能有效地包被钻屑，抵制地层造浆，钾离子的存在，能防止软泥液岩和硬脆性泥液岩的水化和剥落，起到稳定井壁的作用，具有较好的降失水作用，与其它处理剂配伍性好，可用于不分阶段钻井液和分散型钻井液中；适于直井、水平井、深井中使用，泥浆性能稳定，流型较好钻井液用聚丙烯酰胺钾盐在钻井生产中常用作页岩抑制剂，其中钾含量的高低对于保证该产品具有较强的抑制黏土和钻屑水化分散能力、控制地层造浆、保持良好的防塌效果具有重要意义。
聚丙烯酰胺钠盐与聚丙烯酰胺钾盐类似，能够获得与聚丙烯酰胺钾盐相当的效果。
在一些示例中，本发明实施例中，使聚丙烯酰胺钾盐和聚丙烯酰胺钠盐均采用部分水解的盐，即，部分水解聚丙烯酰胺钾盐，以及部分水解聚丙烯酰胺钠盐，以获得更佳的抑制作用。
在一些可能的实现方式中，水基钻井液中所使用的酸碱调节剂为氢氧化钾，通过氢氧化钾能够调节水基钻井液的pH值，使其达到预期的范围，同时能够保证水基钻井液的环保性。
在一些可能的实现方式中，水基钻井液中所使用的降滤失剂包括聚阴离子纤维素和羟丙基淀粉，并且，聚阴离子纤维素与羟丙基淀粉的质量比为1-3:1，例如为1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1等。
其中，聚阴离子纤维素，简称PAC，是由天然纤维素经化学改性而制得的水溶性纤维素醚类衍生物，是一种重要的水溶性纤维素醚，聚阴离子纤维素有很好的耐热稳定性和耐盐性，抗菌性强。该产品配制的泥浆流体具有良好的降失水性、抑制性、较高的耐温性，广泛应用于石油钻井，特别是盐水井和海洋石油钻井。
本发明实施例中，优选使聚阴离子纤维素为低粘聚阴离子纤维素，以获得更佳的降滤失效果，同时兼具更佳的环保性。
低粘聚阴离子纤维素为本领域所常见的，可以通过自制而获得，也可以通过购买市售的产品而获得，举例来说，濮阳市诚信钻采助剂有限公司生产并销售的表观粘度≤40.0mPa·s的低粘聚阴离子纤维素即可适用于本发明。
在一些可能的实现方式中，水基钻井液中所使用的随钻封堵剂为超细碳酸钙，其中，超细碳酸钙指的是碳酸钙粉体平均粒径0.02μm<d≤0.1μm的碳酸钙，用于本发明实施例的水基钻井液，能够赋予其更佳的地层封堵性。
在一些可能的实现方式中，水基钻井液中所使用的增黏剂为改性黄原胶，使用改性黄原胶能够有效解决水基钻井液高温粘度衰减问题，提高水基钻井液的表观粘度和低剪切粘度，改善其在高温环境下的携岩清洁能力。
在一些可能的实现方式中，改性黄原胶通过使用以下改性剂组分中的至少一种进行改性：乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，以上改性组分利于提高改性黄原胶的耐温性。
作为一些示例，可以通过以下方法来获得改性黄原胶：
向一定体积的去离子水中加入乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的至少一种，然后搅拌溶解。
用氢氧化钠调节溶液pH至7-8，将调好的溶液倒入三口烧瓶中并将三口烧瓶夹持在带有数显式搅拌装置的水浴锅中，调节水浴锅加热温度至45℃-55℃，搅拌速度至250rpm-350rpm，同时向三口烧瓶中通入氮气，持续30分钟。
之后，称取上述改性剂质量的0.05％-0.2％的亚硫酸氢钠和过硫酸铵作为引发剂，0.1％-0.3％的黄原胶，缓慢加入三口烧瓶中，随后加入改性剂质量4％-6％的黄原胶，保持水浴温度45℃-55℃、250rpm-350rpm搅拌速度并持续通入氮气，持续反应2小时后得到淡黄色胶质产物。
取出产物，并在60-70℃的干燥箱中烘干48-72小时后取出，使用粉碎机将干燥产物研磨成粉末，即可得到本发明实施例期望的改性黄原胶。
在一些可能的实现方式中，水基钻井液中所使用的杀菌剂为二氧化氯，二氧化氯低毒，相对其他种类的杀菌剂具有更好的环保性。
综上可知，本发明实施例提供了一种具有优异环保性的水基钻井液，该环保型聚合物水基钻井液具有较好的抑制性、润滑性，能够满足现场快速安全钻井需求，另外，其环保性好，半数致死浓度(LC50)>30000mg/kg。
另一方面，本发明实施例还提供了上述水基钻井液的制备方法，该制备方法包括：
根据水基钻井液中各组分的质量百分含量，将膨润土、润滑剂、包被抑制剂、酸碱调节剂、降滤失剂、随钻封堵剂、增黏剂、杀菌剂加入至水中，搅拌均匀，然后继续向体系中加入加重剂，调节水基钻井液的密度至设定范围，得到所述水基钻井液。
以下将通过具体实施例进一步地描述本发明，以下各实施例中均使用了改性黄原胶，改性黄原胶通过以下制备方法而获得：
向去离子水中加入改性剂，搅拌溶解至混合均匀。其中，改性剂选自乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的至少一种。
用氢氧化钠调节溶液pH至7-8，将调好的溶液倒入三口烧瓶中并将三口烧瓶夹持在带有数显式搅拌装置的水浴锅中，调节水浴锅加热温度至50℃，搅拌速度至300rpm，同时向三口烧瓶中通入氮气，持续30分钟。
之后，称取上述改性剂质量的0.1％的亚硫酸氢钠和过硫酸铵作为引发剂，0.2％的黄原胶，缓慢加入三口烧瓶中，随后加入改性剂质量6％的黄原胶，保持水浴温度50℃、300rpm搅拌速度并持续通入氮气，持续反应2小时后得到淡黄色胶质产物。
取出产物，并在65℃的干燥箱中烘干60小时后取出，使用粉碎机将干燥产物研磨成粉末，即可得到改性黄原胶。
实施例1
本实施例1提供了一种水基钻井液，该水基钻井液包括以下质量百分含量的组分：
膨润土：2％；润滑剂：3％；包被抑制剂：0.2％；酸碱调节剂：0.3％；降滤失剂：2.5％；随钻封堵剂：2％；增黏剂：0.3％；杀菌剂：0.02％，以及余量的水。加重剂加重到密度为1.45g/cm3。
其中，膨润土选用钻井级膨润土；润滑剂为质量比为5：1的天然油脂和司盘80，其中，天然油脂选自大豆油。包被抑制剂为聚丙烯酰胺钾盐；酸碱调节剂为氢氧化钾；降滤失剂包括聚阴离子纤维素和羟丙基淀粉，并且，聚阴离子纤维素与羟丙基淀粉的质量比为2:1。随钻封堵剂为超细碳酸钙。增黏剂为改性黄原胶，改性黄原胶通过使用乙烯基吡咯烷酮进行了改性；杀菌剂为二氧化氯；加重剂为重晶石和甲酸钾的复配物。
实施例2
本实施例2提供了一种水基钻井液，该水基钻井液包括以下质量百分含量的组分：
膨润土：3.0％；润滑剂：4％；包被抑制剂：0.5％；酸碱调节剂：0.4％；降滤失剂：2％；随钻封堵剂：1.0％；增黏剂：0.3％；杀菌剂：0.01％，以及余量的水。加重剂加重到密度为1.4g/cm3。
其中，膨润土选用钻井级膨润土；润滑剂为质量比为4：1的天然油脂和司盘80，其中，天然油脂选自菜籽油。包被抑制剂为部分水解聚丙烯酰胺钾盐；酸碱调节剂为氢氧化钾；降滤失剂包括聚阴离子纤维素和羟丙基淀粉，并且，聚阴离子纤维素与羟丙基淀粉的质量比为3:1。随钻封堵剂为超细碳酸钙。增黏剂为改性黄原胶，改性黄原胶通过使用丙烯酸进行了改性；杀菌剂为二氧化氯；加重剂为重晶石和甲酸钾的复配物。
实施例3
本实施例3提供了一种水基钻井液，该水基钻井液包括以下质量百分含量的组分：
膨润土：1％；润滑剂：6％；包被抑制剂：0.35％；酸碱调节剂：0.5％；降滤失剂：2％；随钻封堵剂：3％；增黏剂：0.4％；杀菌剂：0.015％，以及余量的水。加重剂加重到密度为1.35g/cm3。
其中，膨润土选用钻井级膨润土；润滑剂为质量比为5：1的天然油脂和司盘80，其中，天然油脂选自蓖麻油。包被抑制剂为聚丙烯酰胺钾盐；酸碱调节剂为氢氧化钾；降滤失剂包括聚阴离子纤维素和羟丙基淀粉，并且，聚阴离子纤维素与羟丙基淀粉的质量比为2:1。随钻封堵剂为超细碳酸钙。增黏剂为改性黄原胶，改性黄原胶通过使用2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸进行了改性；杀菌剂为二氧化氯；加重剂为甲酸钾。
实施例4
本实施例4提供了一种水基钻井液，该水基钻井液包括以下质量百分含量的组分：
膨润土：2.5％；润滑剂：3.5％；包被抑制剂：0.4％；酸碱调节剂：0.35％；降滤失剂：3％；随钻封堵剂：3％；增黏剂：0.45％；杀菌剂：0.025％，以及余量的水。加重剂加重到密度为1.25g/cm3。
其中，膨润土选用钻井级膨润土；润滑剂为质量比为5：1的天然油脂和司盘80，其中，天然油脂选自大豆油、菜籽油、蓖麻油的混合物。包被抑制剂为聚丙烯酰胺钾盐；酸碱调节剂为氢氧化钾；降滤失剂包括聚阴离子纤维素和羟丙基淀粉，并且，聚阴离子纤维素与羟丙基淀粉的质量比为1:1。随钻封堵剂为超细碳酸钙。增黏剂为改性黄原胶，改性黄原胶通过使用质量比为1:1:1的乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸三者进行了改性；杀菌剂为二氧化氯；加重剂为甲酸钾。
实施例5
本实施例5提供了一种水基钻井液，该水基钻井液包括以下质量百分含量的组分：
膨润土：2％；润滑剂：5％；包被抑制剂：0.5％；酸碱调节剂：0.4％；降滤失剂：3.5％；随钻封堵剂：5.0％；增黏剂：0.45％；杀菌剂：0.03％，以及余量的水。加重剂加重到密度为1.5g/cm3。
其中，膨润土选用钻井级膨润土；润滑剂为质量比为5：1的天然油脂和司盘80，其中，天然油脂选自大豆油。包被抑制剂为聚丙烯酰胺钾盐；酸碱调节剂为氢氧化钾；降滤失剂包括聚阴离子纤维素和羟丙基淀粉，并且，聚阴离子纤维素与羟丙基淀粉的质量比为2:1。随钻封堵剂为超细碳酸钙。增黏剂为改性黄原胶，改性黄原胶通过使用乙烯基吡咯烷酮进行了改性；杀菌剂为二氧化氯；加重剂为重晶石和甲酸钾的复配物。
测试例1
本测试例1以实施例1提供的水基钻井液作为测试样品，对该水基钻井液在不同温度下的性能进行了测试，其中，对于每次的设定温度，使用加热滚子炉进行升温，在设定温度下热滚16小时，然后冷却至室温后进行性能测量。具体测试参数及结果参见表1：
表1
Figure BDA0003041143240000101
由表1可知，在温度逐渐升高的情况下，该水基钻井液的基本性能变化不明显，保持了良好的性能，该钻井液的页岩岩屑回收率高达98％，证实了该水基钻井液能在钻屑表面形成致密的吸附膜，有效阻止了钻屑粘土矿物与水的接触，防止泥页岩地层水化、分散，从而起抑制作用。页岩在温度逐渐升高后，页岩岩屑回收率仍然保持较高的数值，这意味着经过钻井液浸泡后的岩屑在清水中的分散性，分散性越小，说明钻井液抑制页岩掉块、垮塌的能力较强，可见，实施例1提供的水基钻井液具有较好的抑制性和润滑性。
测试例2
本测试例2利用实施例1提供的水基钻井液形成待测体系来测试其半数致死质量浓度，具体过程如下所示：将实施例1提供的钻井液与质量浓度为3％的氯化钠溶液按照特定的体积比混合均匀，形成样品，静置60min，取中层悬浮液作为试验液，将其稀释成不同的质量浓度。采用标准菌种，用生物毒性测试仪分别测试以上各样品相对于3％氯化钠溶液的发光度，当发光细菌的相对发光度减弱一半时，试验液的质量浓度即为该钻井液的半数致死质量浓度(LC50)，单位为mg/kg。其中，上述样品分为1#样品、2#样品、3#样品，其中，钻井液与氯化钠的体积比分别为1:9、1:8.5、1:9.5，测试结果参见表2：
表2
样品 半数致死浓度(LC 50) 备注
1# 31257 合格
2# 33624 合格
3# 30198 合格
根据本领域公知标准，半数致死浓度大于30000为排放限制标准，可见，由表2可知，实施例1提供的水基钻井液能够达到排放标准，具有较佳的环保性，利于在高环保要求的环境中使用。
本发明实施例中的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种水基钻井液，其特征在于，所述水基钻井液包括以下质量百分含量的各组分：
膨润土：1.0％～3.0％；
润滑剂：3％～6％；
包被抑制剂：0.1％～0.5％；
酸碱调节剂：0.3％～0.5％；
降滤失剂：0.5％～3.5％；
随钻封堵剂：1.0％～5.0％；
增黏剂：0.1％～0.5％；
杀菌剂：0.01％～0.03％；
加重剂；
以及，余量的水。
2.根据权利要求1所述的水基钻井液，其特征在于，所述润滑剂包括：天然油脂和司盘80，其中，所述天然油脂与所述司盘80的质量比为2-10:1。
3.根据权利要求2所述的水基钻井液，其特征在于，所述天然油脂选自大豆油、菜籽油、蓖麻油中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的水基钻井液，其特征在于，所述包被抑制剂为聚丙烯酰胺钾盐和/或聚丙烯酰胺钠盐。
5.根据权利要求1所述的水基钻井液，其特征在于，所述酸碱调节剂为氢氧化钾。
6.根据权利要求1所述的水基钻井液，其特征在于，所述降滤失剂包括聚阴离子纤维素和羟丙基淀粉，并且，所述聚阴离子纤维素与所述羟丙基淀粉的质量比为1-3:1。
7.根据权利要求1所述的水基钻井液，其特征在于，所述随钻封堵剂为超细碳酸钙；
所述杀菌剂为二氧化氯。
8.根据权利要求1所述的水基钻井液，其特征在于，所述增黏剂为改性黄原胶。
9.根据权利要求1所述的水基钻井液，其特征在于，所述改性黄原胶通过使用以下组分中的至少一种进行改性：乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
10.根据权利要求1所述的水基钻井液，其特征在于，所述水基钻井液的密度小于或等于1.35g/cm3时，所述加重剂为甲酸钾；
所述水基钻井液的密度大于1.35g/cm3且小于或等于1.8g/cm3时，所述加重剂为甲酸钾和重晶石的复配物；
所述水基钻井液的密度大于1.8g/cm3且小于3g/cm3时，所述加重剂为重晶石。
11.一种水基钻井液的制备方法，其特征在于，所述水基钻井液如权利要求1-10任一项所述，
所述水基钻井液的制备方法包括：按照水基钻井液中各组分的质量百分含量，将膨润土、润滑剂、包被抑制剂、酸碱调节剂、降滤失剂、随钻封堵剂、增黏剂、杀菌剂加入至水中，搅拌均匀；
继续向体系中加入加重剂，调节所述水基钻井液的密度至设定范围，得到所述水基钻井液。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102851006A (zh) * 2012-09-30 2013-01-02 中国石油集团西部钻探工程有限公司 钻井用生物油润滑剂及其制备方法
CN106221684A (zh) * 2016-07-28 2016-12-14 中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院 一种碳质泥岩防塌的强封堵钻井液及制备方法
CN106675535A (zh) * 2016-11-25 2017-05-17 中国石油天然气集团公司 一种环保水基钻井液及其制备方法
CN109825266A (zh) * 2017-11-23 2019-05-31 中国石油化工股份有限公司华北油气分公司石油工程技术研究院 一种强抑制高封堵双保型钻井液及其制备方法、钻井组合物
CN110437811A (zh) * 2019-07-29 2019-11-12 中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院 一种适用于厄瓜多尔雨林的低伤害水基钻井液及制备方法
CN111205396A (zh) * 2020-02-19 2020-05-29 中国地质大学（北京） 接枝改性黄原胶及其制备方法和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102851006A (zh) * 2012-09-30 2013-01-02 中国石油集团西部钻探工程有限公司 钻井用生物油润滑剂及其制备方法
CN106221684A (zh) * 2016-07-28 2016-12-14 中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院 一种碳质泥岩防塌的强封堵钻井液及制备方法
CN106675535A (zh) * 2016-11-25 2017-05-17 中国石油天然气集团公司 一种环保水基钻井液及其制备方法
CN109825266A (zh) * 2017-11-23 2019-05-31 中国石油化工股份有限公司华北油气分公司石油工程技术研究院 一种强抑制高封堵双保型钻井液及其制备方法、钻井组合物
CN110437811A (zh) * 2019-07-29 2019-11-12 中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院 一种适用于厄瓜多尔雨林的低伤害水基钻井液及制备方法
CN111205396A (zh) * 2020-02-19 2020-05-29 中国地质大学（北京） 接枝改性黄原胶及其制备方法和应用

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