CN115466603B - 一种抗240℃抗盐封堵型水基钻井液及制备方法与应用 - Google Patents

一种抗240℃抗盐封堵型水基钻井液及制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种抗240℃抗盐封堵型水基钻井液及制备方法与应用。本发明的抗240℃抗盐封堵型水基钻井液包括如下重量份原料：水100份、膨润土4份、聚丙烯酰胺钾盐抑制剂0.3‑0.5份、聚合物降滤失剂1‑2份、吸附型封堵剂2‑3份、防塌剂2‑3份、油酸甲酯1‑2份、高温保护剂0.5‑1份。本发明还提供了上述水基钻井液的制备方法。本发明中聚合物降滤失剂、封堵剂与防塌剂等核心处理剂协同作用，使得本发明的水基钻井液在超高温高盐条件下能有效封堵地层微裂缝，阻止钻井液中的滤液进入地层，防止井壁坍塌、卡钻，从而稳定井壁减少事故发生。

Description

一种抗240℃抗盐封堵型水基钻井液及制备方法与应用
技术领域
本发明属于钻井液技术领域，具体涉及一种抗240℃抗盐封堵型水基钻井液及制备方法与应用。
背景技术
深井、超深井的井底温度大多在200-250℃，且存在大段盐膏层。但是现有水基钻井液抗超高温高盐性能差，导致深井、超深井钻井过程中井壁坍塌十分严重。中国专利文献CN102002350A公开的一种超高温水基钻井液，各组分质量配比为：水100份，钠基膨润土1-6份、钻井液高温保护剂0.5-3份、高温降滤失剂GLJ-I2-6份、高温降滤失剂GLJ-II2-6份、高温封堵剂2-4份、重晶石0-300份，其中高温封堵剂为磺化改性天然植物沥青，钻井液体系在现场的使用温度最高为210℃。中国专利文献CN105623627A公开了一种超高温抗盐钻井液及其制备方法，其中使用了PFL-L、PFL-M、PFL-H三种降滤失剂共0.9-18份、磺化酚醛树脂2-8份、磺化褐煤2-8份，钻井液在180℃下高温高压失水量小。中国专利文献CN113122195A公开的一种抗高温高密度钻井液，各组分质量配比为：抗盐土1.5-4.0%、碱度调节剂0.1-0.2%、抗高温降滤失剂4.0-6.0%、纳米封堵剂1.0~2.0%、抗高温封堵剂2.0-3.0%、高温稳定剂1.0-2.5%、加重剂30-45%、淡水40-50%，钻井液密度可达2.5g/cm3，抗温能够达到230℃，但未考虑钻井液的抗盐和封堵性能。
现有水基钻井液都无法满足240℃的高盐环境，没有240℃高盐条件下的高温高压数据，所以亟需研制一种抗240℃高温及高盐的水基钻井液，为深井、超深井的高效钻井提供技术支撑。
发明内容
针对现有技术的不足，尤其是针对目前深井、超深井钻井过程中水基钻井液抗超高温高盐性能不足的问题，本发明提供了一种抗240℃抗盐封堵型水基钻井液及制备方法与应用。本发明的水基钻井液能够在超高温高盐条件下保持良好的流变、降低滤失、封堵防塌性能。
本发明的技术方案如下：
一种抗240℃抗盐封堵型水基钻井液，包括如下重量份原料：水100份、膨润土4份、聚丙烯酰胺钾盐抑制剂0.3-0.5份、聚合物降滤失剂1-2份、吸附型封堵剂2-3份、防塌剂2-3份、油酸甲酯1-2份、高温保护剂0.5-1份。
根据本发明优选的，所述的聚合物降滤失剂由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮为聚合单体经聚合反应得到；
进一步优选的，所述的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮的摩尔比为1:0.3-0.5:0.1-0.3。
根据本发明优选的，所述的聚合物降滤失剂按照下述方法制备得到：
将聚合单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮按照摩尔比1:0.3-0.5:0.1-0.3的比例加入水中，搅拌至溶解，得到水相溶液；调节水相溶液的pH值至中性；之后升温至50-60℃，加入引发剂I，恒温反应3-5h；反应结束后，将反应所得产物经洗涤、干燥、粉碎，得到聚合物降滤失剂。
优选的，所述的水相溶液中聚合单体的质量浓度为0.2-0.4g/mL；所述的搅拌速度为200-300r/min；所述聚合单体的质量浓度指的是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮总的质量浓度。
优选的，使用浓度为20wt%的氢氧化钠溶液调节水相溶液的pH值至中性。
优选的，所述的引发剂I为氧化还原类引发剂，进一步优选为过硫酸铵和亚硫酸氢钠的混合物，混合物中过硫酸铵和亚硫酸氢钠的质量比为1:0.5-1；所述引发剂I的加入质量为聚合单体总质量的0.1-0.6%。
优选的，所述洗涤为用丙酮洗涤3-5次，所述干燥为在100-110℃下干燥6-10h。
根据本发明优选的，所述的吸附型封堵剂为改性二氧化硅与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、N-乙烯基吡咯烷酮、苯乙烯磺酸钠经溶液聚合反应得到。
根据本发明优选的，所述的吸附型封堵剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取10-15份改性二氧化硅，加入100份水中，在机械搅拌下超声处理，超声结束后，依次加入2-5份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、1-3份N-乙烯基吡咯烷酮、2-5份苯乙烯磺酸钠，搅拌至分散均匀，得到混合液；
（2）将所得混合液加热至60-70℃，保持搅拌加热，用氮气除氧后加入0.01-0.06份引发剂II，保温反应4-6h；反应完成后，将反应产物取出，经洗涤、干燥，得到吸附型封堵剂。
优选的，步骤（1）中所述改性二氧化硅的制备方法包括以下步骤：
将1-5份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷滴加到100份混合溶剂中，搅拌溶解，得到硅烷偶联剂溶液；将15-20份二氧化硅分散到100份无水乙醇中得到悬浊液；将所得硅烷偶联剂溶液和悬浊液混合后加热至50-70℃进行反应；反应完成后，将所得反应液加入乙醇中进行沉淀，之后将所得沉淀过滤、干燥，即得改性二氧化硅；优选的，所述混合溶剂由水与无水乙醇混合得到，水与无水乙醇的体积比1-4:6-9；所述搅拌溶解的时间为2-3h；所述二氧化硅的粒径为10-60μm；所述反应的时间为5-6h；所述沉淀的过程中反应液与乙醇的体积比为1:2-5，沉淀时间为20-30h；所述干燥为在40-60℃真空干燥至恒重。
优选的，步骤（1）中所述超声处理的温度为25-30℃，所述超声处理的时间为0.5-1h。
优选的，步骤（2）中所述引发剂II为过硫酸铵或过硫酸钾，所述引发剂II的加入质量为改性二氧化硅、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、N-乙烯基吡咯烷酮和苯乙烯磺酸钠总质量的0.1-0.4%。
优选的，步骤（2）中所述洗涤为使用丙酮洗涤2-3次；所述干燥为在60-80℃下干燥至恒重。
根据本发明优选的，所述的防塌剂为高温沥青。
根据本发明优选的，所述的高温保护剂为Span-80。
根据本发明，上述抗240℃抗盐封堵型水基钻井液的制备方法，包括步骤如下：
将膨润土加入水中，搅拌20-30h，之后依次加入聚丙烯酰胺钾盐抑制剂、聚合物降滤失剂、吸附型封堵剂、防塌剂、油酸甲酯、高温保护剂搅拌均匀，即得抗240℃抗盐封堵型水基钻井液；
进一步优选的，所述抗240℃抗盐封堵型水基钻井液的制备方法，包括步骤如下：
将水加入到高搅杯中，低速搅拌下加入膨润土，低速搅拌24h，加入聚丙烯酰胺钾盐抑制剂，高速搅拌30min，加入聚合物降滤失剂，高速搅拌30min，加入吸附型封堵剂，高速搅拌20min，加入防塌剂，高速搅拌20min，加入油酸甲酯，高速搅拌20min，加入高温保护剂，高速搅拌20min，制得抗240℃抗盐封堵型水基钻井液；所述低速搅拌的转速为3000r/min，高速搅拌的转速为8000-12000r/min。
根据本发明，上述抗240℃抗盐封堵型水基钻井液的应用，用于超高温高盐地层的钻井过程中，起到封堵地层微裂缝、稳定井壁的作用；所述超高温为240-250℃，所述高盐的盐浓度为15-30wt%。
本发明中所述“份”如无特殊说明，均为重量份。
本发明的技术特点及有益效果如下：
1、本发明的强封堵水基钻井液中含有聚合物降滤失剂、强吸附型封堵剂、防塌剂等核心处理剂材料，聚合物降滤失剂起到良好的抗温抗盐降滤失效果，封堵剂阻止滤液进一步渗滤，防塌剂阻止滤液进一步与地层作用，维持井壁稳定，降低钻井风险。上述核心处理剂材料协同作用，使得所得钻井液在超高温高盐条件下能有效封堵地层微裂缝，阻止钻井液中的滤液进入地层，防止井壁坍塌、卡钻，从而稳定井壁减少事故发生。
2、本发明的水基钻井液中含有聚合物降滤失剂，该降滤失剂以特定配比的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮为聚合单体经聚合反应得到，所得降滤失剂的分子链上的吸附基团（酰胺基）可通过氢键与黏土相互作用，其磺酸基团具有强水化特征，可以形成较强的溶剂化层，起到抗温、抗盐的作用，分子链上的环状结构进一步增强了聚合物的抗温性能；同时，带有阴离子水化基团的聚合物具有缩小滤饼毛细直径的作用，能够形成致密泥饼，降低钻井液滤失量，进一步稳定井壁。
3、本发明的水基钻井液中含有强吸附型封堵剂，该封堵剂中改性二氧化硅自身具有良好的抗温、抗盐、承压能力，接枝上阳离子，加上吡咯环的强氢键吸附，增强了封堵剂的吸附性，苯环进一步提高了抗温性能，使得该封堵剂在超高温高盐条件下可形成致密承压封堵层，起到稳定井壁的作用。
4、本发明的水基钻井液中同时添加了聚丙烯酰胺钾盐抑制剂作为抑制剂、高温沥青螯合物作为防塌剂、油酸甲酯作为润滑剂、Span-80作为高温保护剂，所得水基钻井液具有抗超高温抗盐和强封堵的性能，能够有效封堵地层微裂缝易塌地层井壁。
5、本发明的水基钻井液各个组分协同作用，能够解决超高温高盐地层的井壁失稳问题，并且配制简单，维护方便。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，但并限于此。
同时下述实施例中，如无特别说明，所用材料均可商购获得，所用的方法均为本领域的常规方法。
实施例中所用膨润土购于怀安膨润土集团股份有限公司，钻井液用钠基膨润土；
聚丙烯酰胺钾盐抑制剂购自河南海韵环保科技有限公司，型号为KPAM；
油酸甲酯购于济南汇丰达化工有限公司；
Span-80购于国药集团化学试剂有限公司；
高温沥青购于北京宏勤石油助剂有限公司，型号为HQ-10；
降滤失剂DSP-1购于山东得顺源石油科技有限公司。
实施例中所用防塌剂为高温沥青HQ-10；所用高温保护剂为Span-80。
下述制备例以及实施例中所涉及的“份”，如无特殊说明，均为重量份。
制备例1
聚合物降滤失剂的制备方法，包括步骤如下：
将摩尔比为1:0.5:0.3的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮的混合物25g加到75mL水中，在200r/min的搅拌速度下搅拌至充分溶解，得到水相溶液；用浓度为20wt%的氢氧化钠溶液调节水相溶液的pH值至中性；将水相溶液转移到三口烧瓶中，置于水浴锅中，之后升温至60℃，加入0.075g过硫酸铵和0.075g亚硫酸氢钠，在60℃下恒温反应4h；反应结束后，将反应所得产物用丙酮洗涤3次，在105℃下干燥10h，粉碎，得到聚合物降滤失剂A。
制备对比例1
一种降滤失剂的制备方法如制备例1所述，所不同的是：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮的摩尔比为1:1:0.3，得到降滤失剂DA1。
制备对比例2
一种降滤失剂的制备方法如制备例1所述，所不同的是：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮的摩尔比为1:0.3:1，得到降滤失剂DA2。
制备例2
吸附型封堵剂的制备方法，包括步骤如下：
（1）将4份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷滴加到100份混合溶剂中（混合溶剂是由水与无水乙醇按照体积比10:90的比例混合得到），滴加时间为5min，之后搅拌2h，得到硅烷偶联剂溶液；将20份二氧化硅（粒径为30-40μm）分散到100份无水乙醇中得到悬浊液；将所得硅烷偶联剂溶液和所得悬浊液混合后置于60℃水浴锅中加热，在60℃搅拌反应5h；反应完成后，将所得反应液加入乙醇中沉淀24h，反应液和乙醇的体积比为1:2，之后过滤，将所得固体在60℃真空干燥至恒重，即得改性二氧化硅。
（2）称取15g步骤（1）所得改性二氧化硅，加入装有100g水的烧瓶中在25℃机械搅拌下超声0.5h，超声结束后，依次加入2g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2gN-乙烯基吡咯烷酮、4g苯乙烯磺酸钠，搅拌至分散均匀，得到混合液；将烧瓶水浴加热至70℃，保持搅拌加热，用氮气除氧30min；向烧瓶中加入0.05g过硫酸钾，在70℃下保温反应4h；反应完成后，将反应产物取出，用丙酮洗涤3次，在80℃下干燥至恒重，得到吸附型封堵剂B。
制备对比例3
一种封堵剂的制备方法如制备例2所述，所不同的是：步骤（2）中没有加甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，得到封堵剂DB1。
制备对比例4
一种封堵剂的制备方法如制备例2所述，所不同的是：步骤（2）中没有加N-乙烯基吡咯烷酮，得到封堵剂DB2。
制备对比例5
一种封堵剂的制备方法如制备例2所述，所不同的是：步骤（2）中没有加苯乙烯磺酸钠，得到封堵剂DB3。
制备对比例6
一种封堵剂的制备方法如制备例2所述，所不同的是：步骤（2）中将N-乙烯基吡咯烷酮换成丙烯酰胺，得到封堵剂DB4。
制备对比例7
一种封堵剂的制备方法如制备例2所述，所不同的是：步骤（2）中将苯乙烯磺酸钠换成2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷基磺酸，得到封堵剂DB5。
制备对比例8
一种封堵剂的制备方法如制备例2所述，所不同的是：步骤（2）中改性二氧化硅的加入量为5g，得到封堵剂DB6。
制备对比例9
一种封堵剂的制备方法如制备例2所述，所不同的是：步骤（2）中改性二氧化硅的加入量为25g，得到封堵剂DB7。
实施例1
一种抗240℃抗盐封堵型水基钻井液，包括如下重量份原料：水100份、膨润土4份、聚丙烯酰胺钾盐抑制剂0.5份、聚合物降滤失剂2份、吸附型封堵剂3份、防塌剂3份、油酸甲酯2份、高温保护剂1份；
其中，聚合物降滤失剂为制备例1得到的聚合物降滤失剂A；吸附型封堵剂为制备例2得到的吸附型封堵剂B。
上述抗240℃抗盐封堵型水基钻井液的制备方法，包括步骤如下：
按上述配比，将水加入到高搅杯中，低速搅拌下加入膨润土，低速搅拌24h，加入聚丙烯酰胺钾盐抑制剂，高速搅拌30min，加入聚合物降滤失剂，高速搅拌30min，加入吸附型封堵剂，高速搅拌20min，加入防塌剂，高速搅拌20min，加入油酸甲酯，高速搅拌20min，加入高温保护剂，高速搅拌20min，所述低速搅拌的转速为3000r/min，高速搅拌的转速为10000r/min，制得抗240℃抗盐封堵型水基钻井液F1。
实施例2
一种抗240℃抗盐封堵型水基钻井液，包括如下重量份原料：水100份、膨润土4份、聚丙烯酰胺钾盐抑制剂0.4份、聚合物降滤失剂1.5份、吸附型封堵剂2.5份、防塌剂2.5份、油酸甲酯1.5份、高温保护剂1份；
其中，聚合物降滤失剂为制备例1得到的聚合物降滤失剂A；吸附型封堵剂为制备例2得到的吸附型封堵剂B。
上述抗240℃抗盐封堵型水基钻井液的制备方法如实施例1所述，制得抗240℃抗盐封堵型水基钻井液F2。
实施例3
一种抗240℃抗盐封堵型水基钻井液，包括如下重量份原料：水100份、膨润土4份、聚丙烯酰胺钾盐抑制剂0.3份、聚合物降滤失剂1份、吸附型封堵剂2份、防塌剂2份、油酸甲酯1份、高温保护剂0.5份；
其中，聚合物降滤失剂为制备例1得到的聚合物降滤失剂A；吸附型封堵剂为制备例2得到的吸附型封堵剂B。
上述抗240℃抗盐封堵型水基钻井液的制备方法如实施例1所述，制得抗240℃抗盐封堵型水基钻井液F3。
对比例1
一种水基钻井液，包括如下重量份原料：水100份、膨润土4份、聚丙烯酰胺钾盐抑制剂0.5份、制备例1得到的聚合物降滤失剂A 2份、油酸甲酯2份、高温保护剂1份。
上述水基钻井液中不加入吸附型封堵剂和防塌剂，其制备方法如实施例1所述，制得水基钻井液DF1。
对比例2
一种水基钻井液，包括如下重量份原料：水100份、膨润土4份、聚丙烯酰胺钾盐抑制剂0.5份、制备例1得到的聚合物降滤失剂2份、封堵剂二氧化硅（粒径为30-40μm）3份、防塌剂3份、油酸甲酯2份、高温保护剂1份。
上述水基钻井液中仅仅是用二氧化硅作为封堵剂，其制备方法如实施例1所述，制得水基钻井液DF2。
对比例3
一种水基钻井液，包括如下重量份原料：水100份、膨润土4份、聚丙烯酰胺钾盐抑制剂0.5份、制备例1得到的聚合物降滤失剂A 2份、磺化沥青3份、防塌剂3份、油酸甲酯2份、高温保护剂1份。
上述水基钻井液中封堵剂替换为磺化沥青，其制备方法如实施例1所述，制得水基钻井液DF3。
对比例4
一种水基钻井液，包括如下重量份原料：水100份、膨润土4份、聚丙烯酰胺钾盐抑制剂0.5份、降滤失剂DSP-1 2份、制备例2得到的吸附型封堵剂B 3份、防塌剂3份、油酸甲酯2份、高温保护剂1份。
上述水基钻井液中降滤失剂替换为磺酸盐共聚物DSP-1，其制备方法如实施例1所述，制得水基钻井液DF4。
对比例5
一种水基钻井液，包括如下重量份原料：水100份、膨润土4份、聚丙烯酰胺钾盐抑制剂0.5份、制备例2得到的吸附型封堵剂B 3份、防塌剂3份、油酸甲酯2份、高温保护剂1份。
上述水基钻井液中未加入聚合物降滤失剂，其制备方法如实施例1所述，制得水基钻井液DF5。
对比例6
一种水基钻井液如实施例1所述，所不同的是：聚合物降滤失剂为制备对比例1得到的聚合物降滤失剂DA1。
上述水基钻井液的制备方法如实施例1所述，制得水基钻井液DF6。
对比例7
一种水基钻井液如实施例1所述，所不同的是：聚合物降滤失剂为制备对比例2得到的聚合物降滤失剂DA2。
上述水基钻井液的制备方法如实施例1所述，制得水基钻井液DF7。
对比例8
一种水基钻井液如实施例1所述，所不同的是：吸附型封堵剂为制备对比例3得到的封堵剂DB1。
上述水基钻井液的制备方法如实施例1所述，制得水基钻井液DF8。
对比例9
一种水基钻井液如实施例1所述，所不同的是：吸附型封堵剂为制备对比例4得到的封堵剂DB2。
上述水基钻井液的制备方法如实施例1所述，制得水基钻井液DF9。
对比例10
一种水基钻井液如实施例1所述，所不同的是：吸附型封堵剂为制备对比例5得到的封堵剂DB3。
上述水基钻井液的制备方法如实施例1所述，制得水基钻井液DF10。
对比例11
一种水基钻井液如实施例1所述，所不同的是：吸附型封堵剂为制备对比例6得到的封堵剂DB4。
上述水基钻井液的制备方法如实施例1所述，制得水基钻井液DF11。
对比例12
一种水基钻井液如实施例1所述，所不同的是：吸附型封堵剂为制备对比例7得到的封堵剂DB5。
上述水基钻井液的制备方法如实施例1所述，制得水基钻井液DF12。
对比例13
一种水基钻井液如实施例1所述，所不同的是：吸附型封堵剂为制备对比例8得到的封堵剂DB6。
上述水基钻井液的制备方法如实施例1所述，制得水基钻井液DF13。
对比例14
一种水基钻井液如实施例1所述，所不同的是：吸附型封堵剂为制备对比例9得到的封堵剂DB7。
上述水基钻井液的制备方法如实施例1所述，制得水基钻井液DF14。
试验例1
将钻井液F1-F3以及DF1-DF14进行流变性及滤失性能的测试，具体方法如下：分别取400mL钻井液Fl-F3和DF1-DF14，加入30wt%NaCl，在5000rpm下搅拌20min后，装入老化罐，放入滚子炉中，在240℃下，恒温滚动16h后，取出冷却至室温，再在5000rpm下搅拌20min，然后按照GB/T16783.1-2006分别测定上述钻井液的表观粘度（AV，mPa.s）、塑性粘度（PV，mPa.s）、动切力（YP，Pa）、中压API失水（FLAPI，mL）、240℃高温高压失水（FLHTHP，mL），其结果如表1所示。
表1钻井液流变和滤失性能
Figure 104698DEST_PATH_IMAGE001
通过表1的数据可以看出，本发明适用于超高温高盐地层的强封堵水基钻井液具有较好的流变性，同时本发明的钻井液API滤失量和HTHP滤失量低，可以有效减少滤液进入地层，从而达到稳定井壁的目的。从对比例中可以看出：本发明的聚合物降滤失剂的降滤失性能优于DSP-1，且制备时单体配比对其性能有一定的影响；本发明的吸附型封堵剂封堵性能优于二氧化硅和磺化沥青，在制备过程中，阳离子单体对其性能影响较小，N-乙烯基吡咯烷酮和苯乙烯磺酸钠对其性能影响较大。
试验例2
将钻井液F1-F3以及DF1-DF14进行砂床封堵性能测试。
分别取400mL钻井液Fl-F3和DF1-DF14，加入30wt%NaCl，在5000rpm下搅拌20min后，装入老化罐，放滚子炉中，在240℃下，恒温滚动16h后，取出冷却至室温，再在5000rpm下搅拌20min，得到待测钻井液。
封堵性能采用砂床滤失实验进行测定，砂床滤失实验所用仪器为可视化中压砂床封堵仪，所用砂子粒径为80-100目，具体步骤如下：
将350mL砂子装入砂滤管中，填充均匀；加入200mL待测钻井液于砂子顶部，盖紧压盖，压盖口使用密封圈密封；在砂滤管下方放置一定规格的量筒来测量滤失量，首先打开氮气瓶总气阀以提供气源，当与压盖上端连接的压力表的数值增加至100psi稳定后，打开压力表与压盖之间的阀门通气，秒表计时30min后，记录量筒中的滤失量（滤失量为砂床渗入深度或滤失体积），其结果如表2所示。
表2钻井液的砂床封堵性能
Figure 775762DEST_PATH_IMAGE002
通过表2可以看出，添加了吸附型封堵剂和防塌剂的钻井液，具有很好的砂床封堵性能，且封堵性能优于二氧化硅和磺化沥青。
试验例3
将钻井液F1-F3以及DF1-DF14进行岩心封堵性能测试。具体方法如下：分别取400mL钻井液Fl-F3和DF1-DF14，加入30wt%NaCl，在5000rpm下搅拌20min后，装入老化罐，放入滚子炉中，在240℃下，恒温滚动16h后，取出冷却至室温，再在5000rpm下搅拌20min，按如下方法测试岩心封堵率：在岩心流动实验仪上，利用钻井液污染夹持器测定岩样的初始正向标准盐水渗透率K1。然后将岩心污染夹持器取下，接到钻井液高温高压动态综合测试仪上，用上述钻井液正向封堵岩样，钻井液温度为80℃，压差为3.5MPa，围压5MPa，剪切速率为150s-1，损害时间30min后将岩心污染夹持器取下，接入岩心流动实验仪，测定岩心正向标准盐水渗透率K2，岩心封堵率为
Figure 246058DEST_PATH_IMAGE003
结果见表3。
表3 钻井液性能测试
Figure 38434DEST_PATH_IMAGE004
由表3可以看出，本发明实施例制备的强水基钻井液岩心封堵率可达98.6%，大大提高了钻井液的封堵性能，从而起到稳定的井壁作用。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种抗240℃抗盐封堵型水基钻井液，其特征在于，包括如下重量份原料：水100份、膨润土4份、聚丙烯酰胺钾盐抑制剂0.3-0.5份、聚合物降滤失剂1-2份、吸附型封堵剂2-3份、防塌剂2-3份、油酸甲酯1-2份、高温保护剂0.5-1份；
所述的聚合物降滤失剂由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮为聚合单体经聚合反应得到；所述的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮的摩尔比为1:0.3-0.5:0.1-0.3；
所述的吸附型封堵剂为改性二氧化硅与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、N-乙烯基吡咯烷酮、苯乙烯磺酸钠经溶液聚合反应得到；所述的吸附型封堵剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）称取10-15份改性二氧化硅，加入100份水中，在机械搅拌下超声处理，超声结束后，依次加入2-5份甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、1-3份N-乙烯基吡咯烷酮、2-5份苯乙烯磺酸钠，搅拌至分散均匀，得到混合液；所述改性二氧化硅的制备方法包括以下步骤：将1-5份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷滴加到100份混合溶剂中，搅拌溶解，得到硅烷偶联剂溶液；将15-20份二氧化硅分散到100份无水乙醇中得到悬浊液；将所得硅烷偶联剂溶液和悬浊液混合后加热至50-70℃进行反应；反应完成后，将所得反应液加入乙醇中进行沉淀，之后将所得沉淀过滤、干燥，即得改性二氧化硅；
（2）将所得混合液加热至60-70℃，保持搅拌加热，用氮气除氧后加入0.01-0.06份引发剂II，恒温反应4-6h；反应完成后，将反应产物取出，经洗涤、干燥，得到吸附型封堵剂；
所述防塌剂为高温沥青HQ-10；所述的高温保护剂为Span-80。
2.根据权利要求1所述抗240℃抗盐封堵型水基钻井液，其特征在于，所述的聚合物降滤失剂按照下述方法制备得到：
将聚合单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮按照摩尔比1:0.3-0.5:0.1-0.3的比例加入水中，搅拌至溶解，得到水相溶液；调节水相溶液的pH值至中性；之后升温至50-60℃，加入引发剂I，恒温反应3-5h；反应结束后，将反应所得产物经洗涤、干燥、粉碎，得到聚合物降滤失剂。
3.根据权利要求2所述抗240℃抗盐封堵型水基钻井液，其特征在于，所述的水相溶液中聚合单体的质量浓度为0.2-0.4g/mL；所述的搅拌速度为200-300r/min；
使用浓度为20wt%的氢氧化钠溶液调节水相溶液的pH值至中性。
4.根据权利要求2所述抗240℃抗盐封堵型水基钻井液，其特征在于，所述的引发剂I为过硫酸铵和亚硫酸氢钠的混合物，混合物中过硫酸铵和亚硫酸氢钠的质量比为1:0.5-1；所述引发剂I的加入质量为聚合单体总质量的0.1-0.6%；
所述洗涤为用丙酮洗涤3-5次，所述干燥为在100-110℃下干燥6-10h。
5.根据权利要求1所述抗240℃抗盐封堵型水基钻井液，其特征在于，步骤（1）中所述混合溶剂由水与无水乙醇混合得到，水与无水乙醇的体积比1-4:6-9；所述搅拌溶解的时间为2-3h；所述二氧化硅的粒径为10-60μm；所述反应的时间为5-6h；所述沉淀过程中，反应液与乙醇的体积比为1:2-5，沉淀时间为20-30h；所述干燥为在40-60℃真空干燥至恒重。
6.根据权利要求1所述抗240℃抗盐封堵型水基钻井液，其特征在于，步骤（1）中所述超声处理的温度为25-30℃，所述超声处理的时间为0.5-1h；
步骤（2）中所述引发剂II为过硫酸铵或过硫酸钾，所述引发剂II的加入质量为改性二氧化硅、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、N-乙烯基吡咯烷酮和苯乙烯磺酸钠总质量的0.1-0.4%；
步骤（2）中所述洗涤为使用丙酮洗涤2-3次；所述干燥为在60-80℃下干燥至恒重。
7.权利要求1所述抗240℃抗盐封堵型水基钻井液的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
将膨润土加入水中，搅拌20-30h，之后依次加入聚丙烯酰胺钾盐抑制剂、聚合物降滤失剂、吸附型封堵剂、防塌剂、油酸甲酯、高温保护剂搅拌均匀，即得抗240℃抗盐封堵型水基钻井液。
8.根据权利要求7所述抗240℃抗盐封堵型水基钻井液的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
将水加入到高搅杯中，低速搅拌下加入膨润土，低速搅拌24h，加入聚丙烯酰胺钾盐抑制剂，高速搅拌30min，加入聚合物降滤失剂，高速搅拌30min，加入吸附型封堵剂，高速搅拌20min，加入防塌剂，高速搅拌20min，加入油酸甲酯，高速搅拌20min，加入高温保护剂，高速搅拌20min，制得抗240℃抗盐封堵型水基钻井液；所述低速搅拌的转速为3000r/min，高速搅拌的转速为8000-12000r/min。
9.权利要求1-6任一项所述抗240℃抗盐封堵型水基钻井液的应用，其特征在于，用于超高温高盐地层的钻井过程中，起到封堵地层微裂缝、稳定井壁的作用；所述超高温为240-250℃，所述高盐的盐浓度为15-30wt%。
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