CN116004200A - 一种提高地层承压能力的油基钻井液及其制备方法与应用 - Google Patents
一种提高地层承压能力的油基钻井液及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116004200A CN116004200A CN202211660032.5A CN202211660032A CN116004200A CN 116004200 A CN116004200 A CN 116004200A CN 202211660032 A CN202211660032 A CN 202211660032A CN 116004200 A CN116004200 A CN 116004200A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- weight
- inorganic micro
- rigid particles
- drilling fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 116
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 102
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 128
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 25
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims abstract description 8
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 8
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 22
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 9
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 8
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000010428 baryte Substances 0.000 claims description 4
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 claims description 2
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 27
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 24
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 4
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000009775 high-speed stirring Methods 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000009417 prefabrication Methods 0.000 description 2
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
一种提高地层承压能力的油基钻井液及其制备方法与应用。本发明涉及石油工业钻井泥浆领域，公开了一种提高地层承压能力的油基钻井液及其制备方法与应用。所述钻井液包含白油、CaCl2盐水、有机土、乳化剂、抗高温抗盐降滤失剂、碱度调节剂、无机微纳米刚性颗粒；以80重量份的白油为基准，所述CaCl2盐水为20重量份，所述有机土为4重量份，所述乳化剂为3‑5重量份，所述抗高温抗盐降滤失剂为2‑5重量份，所述碱度调节剂为2‑4重量份，所述无机微纳米刚性颗粒为3‑9重量份。该钻井液可以有效提高地层承压能力，用于薄弱地层或深部地层时，具有优异堵漏效果。
Description
技术领域
本发明涉及石油工业钻井泥浆领域，具体涉及一种能提高地层承压能力的油基钻井液及其制备方法与应用。
背景技术
在深部地层钻进的过程中，由于深井、超深井钻遇的地层裸眼段长，且压力系统复杂，井漏以及一系列由漏失引发的井下复杂事故频发。一般情况下，漏失地层存在大量裂缝，当钻至该地层时，钻井液将沿着这些裂缝快速进入地层，导致引发扩径、缩径、坍塌、卡钻等井下复杂情况。地层承压能力低引起井漏是影响实现安全、高效钻井目标的瓶颈。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的薄弱地层或深部地层钻井过程中，由于地层承压能力低而导致的钻进过程中的掉块、粘附卡钻以及井漏等问题，提供一种提供高地层承压能力的钻井液及其制备方法与应用，该钻井液具有高的地层承压能力，用于薄弱地层或深部地层时，具有优异堵漏效果。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种高地层承压能力的钻井液，其中，所述钻井液包含白油、CaCl2盐水、有机土、乳化剂、抗高温抗盐降滤失剂、碱度调节剂、无机微纳米刚性颗粒；
所述CaCl2盐水为20重量份，所述有机土为4重量份，所述乳化剂为3-4重量份，所述抗高温抗盐降滤失剂为4-7重量份，所述碱度调节剂为2-5重量份，所述无机微纳米刚性颗粒为3-9重量份。
本发明第二方面提供一种本发明所述的提高地层承压能力油基钻井液的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：
(1)对白油、有机土、乳化剂进行预制处理，得到预制有机土浆；
(2)在步骤(1)得到的预水制有机土浆中加入碱度调节剂得到混合有机土浆。
(3)在步骤(2)得到的混合有机土浆中加入CaCl2盐水、抗高温抗盐降滤失剂、无机微纳米刚性颗粒，搅拌即得所述钻井液。
本发明提供一种本发明所述的钻井液在钻井中的应用。
通过上述技术方案，本发明提供一种高地层承压能力油基钻井液及其制备方法与应用获得以下有益的效果：
本发明所提供的高地层承压能力油基钻井液可用于泥页岩地层水平井钻井，在不增加泥饼厚度的情况下能够有效提高了钻井液在井壁形成的泥饼强度，针对地层微裂缝在钻进过程中进行随钻堵漏，可以防掉块、使防粘卡能力增强，从而显著改善了地层承压能力，提高钻井液密度窗口，进一步改善井身设计。
附图说明
图1是本发明实施例1至20、对比例1至3的钻井液性能测试结果图
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
制备例1
本发明用于说明钻井液的制备方法。
(1)高速搅拌条件下把7重量份的有机土、3重量份的乳化剂、20重量份的水依次加入80重量份的白油中搅拌20min，静置24h得到预制泥浆；
(2)在高速搅拌条件下依次将3重量份的碱度调节剂氧化钙、20重量份的25％CaCl2盐水溶液、7重量份的降滤失剂、所述无机微纳米刚性颗粒为3-9重量份，加入预制泥浆中
本发明中，通过严格控制各个组分的含量，使得各个组分之间得以相互作用使得所制备的钻井液在钻井过程中能够发挥出最佳的功效，进而使所制得的钻井液能够实现提高地层的承压能力，防止井壁坍塌掉块失稳，保持井壁稳定，应用效果好。
本发明中，所述无机微纳米刚性颗粒是指粒径为0.1-50μm的无机刚性颗粒，所述无机微纳米刚性颗粒中同时包含纳米颗粒和微米颗粒。
根据本发明，以80重量份的白油为基准，所述25％CaCl2盐水为20重量份，所述有机土为4重量份，所述乳化剂为3-5重量份，所述抗高温抗盐降滤失剂为2-5重量份，所述碱度调节剂为2-4重量份，所述无机微纳米刚性颗粒为3-9重量份。
本发明中，所述有机土可以为购自新疆中非夏子街膨润土有限责任公司的新疆夏子街有机土。
根据本发明，所述抗高温抗盐降滤失剂为含有来自2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的结构单元的聚合物。
本发明中，所述抗高温抗盐降滤失剂可以通过商购获得，例如，可以购自天津中油渤星工程科技有限公司，型号BDF-100S。
根据本发明，所述无机微纳米刚性颗粒由0.1-10μm的无机微纳米刚性颗粒I和粒径为10-20μm的无机微纳米刚性颗粒II以及20-50μm的无机微纳米刚性颗粒III组成。本发明中，利用钻井液中合理的级配，通过三种微纳米刚性颗粒不同粒径的组合、使粒径分布广的颗粒在裂缝开口处附近形成封堵层，以阻止压力向裂缝尖端传递，提高裂缝扩张阻力，进而能够有效地改善地层条件。
进一步地，为了进一步改善地层提交件，优选地，所述无机微纳米刚性颗粒包含粒径为1-5μm的无机微纳米刚性颗粒I和粒径为8-16μm的无机微纳米刚性颗粒II以及20-30μm的无机微纳米刚性颗粒III
本发明中，所述无机微纳米刚性颗粒可以通过商购获得，例如，可以购自西南石大金牛石油科技公司，型号可以为XNZD-1和XNZD-2、XNZD-3。
根据本发明，所述无机微纳米刚性颗粒I与所述无机微纳米刚性颗粒II与所述无机微纳米刚性颗粒III的重量比为1-2：1-2：1。
本发明中，采用特定含量配比的两种具有不同粒径的无机微纳米刚性颗粒相互配合，能够在井筒和地层之间部形成一种稳定的泥饼结构，进而能够有效地改善地层条件。
根据本发明，更进一步地，所述无机微纳米刚性颗粒I与所述无机微纳米刚性颗粒II与所述无机微纳米刚性颗粒III的重量比为1：1：1。
根据本发明，所述钻井液中还包括加重剂。
根据本发明，以80重量份的水为基准，所述加重剂的含量为1-5重量份，优选为1-3重量份。
本发明中，所述加重剂为重晶石，可以通过商购获得，例如，可以购自石家庄鑫波矿产品有限公司，型号为超细硫酸钡。
本发明第二方面提供了一种本发明所述的提高地层承压能力的钻井液的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：
(1)对白油、有机土、乳化剂进行预制处理，得到预制有机土浆；
(2)在步骤(1)得到的预水制有机土浆中加入碱度调节剂得到混合有机土浆。
(3)在步骤(2)得到的混合有机土浆中加入25％CaCl2盐水、抗高温抗盐降滤失剂、无机微纳米刚性颗粒，搅拌即得所述钻井液。
根据本发明，所述预制处理的条件包括：在第一搅拌条件下，在80重量份白油中加入20重量份水、7重量份有机土得到混合物；在第二搅拌条件下，在所述混合物中加入3重量份乳化剂、3重量份氧化钙合并静置，得到预制有机土浆。
根据本发明，相对于80重量份的白油，所述氧化钙的用量为3-4重量份。
根据本发明，所述静置的条件包括：静置温度为20-30℃，静置时间为16-24h。
本发明第三方面提供一种本发明所述的钻井液在钻井中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，
电子天平，精度0.0001g，购自上海天平仪器厂。
有机土土购自新疆中非夏子街膨润土有限责任公司的新疆夏子街有机土；
抗高温抗盐降滤失剂购自天津中油渤星工程科技有限公司，型号为BDF-100S；
乳化剂购自上海研恬生物科技有限公司，型号MAYA-NZJ-1738
无机微纳米刚性颗粒I，购自西南石大金牛石油科技公司，型号为ZD-1，平均粒径为3.4μm；
无机微纳米刚性颗粒II，购自西南石大金牛石油科技公司，型号为ZD-2，平均粒径为9.23μm；
无机微纳米刚性颗粒III，购自西南石大金牛石油科技公司，型号为GZD-1，平均粒径为15.8μm；
加重剂重晶石购自石家庄鑫波矿产品有限公司，型号为超细硫酸钡。
实施例1
量取80重量份白油、20重量份水，低速1000r/min电动搅拌下，加入3重量份有机土，搅拌3小时后加入3重量份乳化剂，再搅拌3小时，室温条件下静置24h进行预制处理；在高速5000r/min电动搅拌下加入3重量份碱度调节剂氧化钙，搅拌15分钟，加入20重量份25％CaCl2盐水，搅拌10分钟，加入7重量份抗高温抗盐降滤失剂BDF-100S，搅拌15分钟，加入1重量份无机微纳米刚性颗粒I、1重量份无机微纳米刚性颗粒II搅拌15分钟，加入1重量份无机微纳米刚性颗粒III搅拌15分钟，加入加重剂重晶石400重量份搅拌15分钟即得所述钻井液。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例2
按照与实施例1相同的方法制备钻井液，不同的是：将实施例1中使用的1重量份无机微纳米刚性颗粒I替换为1.5重量份无机微纳米刚性颗粒I；将实施例1中使用的1重量份无机微纳米刚性颗粒II替换为1.5重量份无机微纳米刚性颗粒II，制得钻井液。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例3
按照与实施例1相同的方法制备钻井液，不同的是：将实施例1中使用的1重量份无机微纳米刚性颗粒I替换为2重量份无机微纳米刚性颗粒I；将实施例1中使用的1重量份无机微纳米刚性颗粒II替换为2重量份无机微纳米刚性颗粒II，制得钻井液。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例4
按照与实施例1相同的方法制备钻井液，不同之处在于：将实施例1中使用的1重量份无机微纳米刚性颗粒III替换为2重量份无机微纳米刚性颗粒III。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例5
按照与实施例1相同的方法制备钻井液，不同之处在于：将实施例1中使用的1重量份无机微纳米刚性颗粒III替换为3重量份无机微纳米刚性颗粒III。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例6
按照与实施例1相同的方法制备钻井液，不同之处在于：将实施例1中使用的1重量份无机微纳米刚性颗粒III替换为4重量份无机微纳米刚性颗粒III。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例7
按照与实施例1相同的方法制备钻井液，不同之处在于：将实施例1中使用的1重量份无机微纳米刚性颗粒III替换为5重量份无机微纳米刚性颗粒III。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例8
按照与实施例2相同的方法制备钻井液，不同之处在于：将实施例2中使用的1重量份无机微纳米刚性颗粒III替换为1.5重量份无机微纳米刚性颗粒III。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例9
按照与实施例2相同的方法制备钻井液，不同之处在于：将实施例2中使用的1重量份无机微纳米刚性颗粒III替换为2重量份无机微纳米刚性颗粒III。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例10
按照与实施例2相同的方法制备钻井液，不同之处在于：将实施例2中使用的1重量份无机微纳米刚性颗粒III替换为3重量份无机微纳米刚性颗粒III。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例11
按照与实施例2相同的方法制备钻井液，不同之处在于：将实施例2中使用的1重量份无机微纳米刚性颗粒III替换为4重量份无机微纳米刚性颗粒III。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例12
按照与实施例3相同的方法制备钻井液，不同之处在于：将实施例3中使用的1重量份无机微纳米刚性颗粒III替换为2重量份无机微纳米刚性颗粒III。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例13
按照与实施例3相同的方法制备钻井液，不同之处在于：将实施例3中使用的1重量份无机微纳米刚性颗粒III替换为3重量份无机微纳米刚性颗粒III。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例14
按照与实施例3相同的方法制备钻井液，不同之处在于：将实施例3中使用的1重量份无机微纳米刚性颗粒III替换为4重量份无机微纳米刚性颗粒III。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例15
按照与实施例3相同的方法制备钻井液，不同之处在于：将实施例3中使用的1重量份无机微纳米刚性颗粒III替换为5重量份无机微纳米刚性颗粒III。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例16
按照与实施例2相同的方法制备钻井液，不同之处在于：无机微纳米刚性颗粒II的加量为0重量份。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例17
按照与实施例2相同的方法制备钻井液，不同之处在于：无机微纳米刚性颗粒I的加量为0重量份。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例18
按照与实施例3相同的方法制备钻井液，不同之处在于：无机微纳米刚性颗粒II的加量为0重量份。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例19
按照与实施例3相同的方法制备钻井液，不同之处在于：无机微纳米刚性颗粒石I的加量为0重量份。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
实施例20
按照与实施例2相同的方法制备钻井液，不同之处在于：颗粒I与颗粒II的用量分别为1.5重量份和1重量份，使得颗粒I与颗粒II的重量比为1.5：1。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
对比例1
按照与实施例2相同的方法制备钻井液，不同之处在于：无机微纳米刚性颗粒II和无机微纳米刚性颗粒I的加量为0重量份。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
对比例2
按照与实施例2相同的方法制备钻井液，不同之处在于：无机微纳米刚性颗粒III的加量为0重量份。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
对比例3
按照与实施例3相同的方法制备钻井液，不同之处在于：无机微纳米刚性颗粒III的加量为0重量份。
该钻井液的高温高压(HTHP)滤失量测试、泥饼的性能测试结果如图1所示。
测试例1
分别取适量实施例1-20和对比例1-3中制备的钻井液，使用高温高压滤失仪测试其高温高压滤失量，并测量泥饼厚度、泥饼润滑系数，进而反映钻井液滤失量的大小和所形成泥饼的质量。测试结果如图1所示。
高温高压滤失量以及泥饼厚度在温度为120℃、压差为3.5MPa的条件下，采用山东青岛恒泰达高温高压失水仪GGS71-A进行测试，具体的测试方法为：
(1)将高速搅拌后的钻井液注入过滤杯中，液面距顶部毫米，装上滤纸；
(2)安装好过滤杯并关紧上下阀杆；
(3)将滤液接收器连接到过滤杯底部阀杆上并锁好，将可调节压力的调压器连接压力源并安装到上部阀杆上，锁好；
(4)在上下阀杆关紧后分别调节上下力调节器到千帕，打开上部阀杆，将压力释放到过滤杯内，维持此压力到达所需温度，保持此温度恒定；
(5)温度达到后，将顶部压力增加到，并同时打开底部阀杆开始收集滤液计时幵始，在保持实验温度在±5度范围内，收集滤液，如果测定中，接受器的回压器超过可小心地从滤液接受器中排除一部分滤液，使压力降到记录滤液体积；
(6)实验完后，关紧上下阀杆，压力调节器释放压力；
(7)在确保阀杆关闭的情况下，拆除滤液接收器和压力调节器，设法使过滤器杯冷却至室温，保持过滤杯垂直向上，小心打开阀杆，释放出杯内的压力不能对身体，然后打开杯盖，倒掉钻井液，取出滤饼，用缓慢水流冲洗滤饼表面疏松物质，用钢板尺测量滤饼厚度，最后清洗过滤杯各个部件。
泥饼润滑系数，采用森欣NZ-3A泥饼粘滞系数测定仪进行测试，具体测试方法为：
1、仔细阅读说明书。检查各连接部位连接是否牢固可靠。
2、接通电源，开启电源开关，数字管全亮。开启电机开关，检查各转动部位是否运转正常。若正常，将工作滑板不带槽面转至向上，关停电机待用。
3、按下清零按钮使数字管全部显示零位，左右调整调平手柄，观察水平泡，将工作滑板不带槽面调至水平。准备工作结束。
4、将按API标准做的滤失后所得的泥饼放在工作滑板不带L槽的平面上。
5、将滑块(长方体)轻轻的放在泥饼上，静置一分钟。
6、开启电机开关，电动机带动传动机构，使工作滑板带动滑块慢慢翻转。而角度显示窗上的数字也随着工作滑板的翻转从零慢慢增加。
7、当滑块随着工作滑板的翻转开始滑动时，立即关闭电机开关，关停电机。读取角度显示窗上角度值。
8、按此角度值由正切函数表中查得与之对应的正切函数值。即为泥饼的摩擦系数。
根据图1数据可知：
实施例1-15钻井液高温高压滤失量介于5.6-7.0ml之间，泥饼厚度介于2.4-3.1mm之间，泥饼润滑系数介于0.04776-0.10667之间，说明钻遇地层中的微纳米裂缝时，相比较大粒径的无机微纳米刚性颗粒III先架桥，减小孔缝大小；随后相比较小粒径的无机微纳米刚性颗粒II填充减小页岩孔缝大小，直至最后一级较小粒径无机微纳米刚性颗粒I封堵结束，进而对井壁各类微纳米孔缝实现有效封堵；以及在合适的组分及含量限定范围内配制的钻井液均具有优异的滤失造壁性，可在井壁上形成薄而致密的泥饼，强化井壁，减少钻井液固相、液相侵入地层及损害油气层，从而达到提高地层承压能力的目的。
(2)相较于实施例1-15钻井液性能，对比例1-3钻井液高温高压滤失量均超过7.5mL，最大达7.6mL，泥饼厚度均超过3.4mm，最大达3.6mm，泥饼润滑系数均超过0.10954，最大达0.15466，说明钻井液中无机微纳米刚性颗粒II无机微纳米刚性颗粒I和无机微纳米刚性颗粒III三者含量的不合理复配和粒径的不合理级配，对颗粒间的协同封堵作用及钻井液整体的滤失造壁性产生负面影响。
(4)相较于实施例1-15钻井液性能，实施例8钻井液高温高压滤失量为5.6mL，泥饼厚度为2.4mm，泥饼润滑系数为0.04776，各项数据均比较优异，说明在1.5重量份无机微纳米刚性颗粒II、1.5重量份无机微纳米刚性颗粒I和1.5重量份无机微纳米刚性颗粒III的配比下，钻井液在失水造壁的过程中，无机微纳米刚性颗粒II、无机微纳米刚性颗粒I和无机微纳米刚性颗粒III通过合理复配和粒径级配，颗粒间相互挤压、紧密结合、交替封堵，形成了更为致密坚韧的泥饼，有效的提高了地层承压能力。
综上所述，本发明的一种提高地层承压能力的油基钻井液体系通过不同粒径的刚性封堵材料协同作用，具备良好的失水造壁性，可形成薄而致密的泥饼，有效封堵页岩微纳米裂缝，阻止钻井液滤液对渗透性孔缝的渗透作用，从而达到提高地层承压能力的目的。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。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，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种提高地层承压能力的油基钻井液及其制备方法与应用，其中，所述钻井液包含白油、CaCl2盐水、有机土、乳化剂、抗高温抗盐降滤失剂、碱度调节剂、无机微纳米刚性颗粒；以80重量份的白油为基准，所述CaCl2盐水为20重量份，所述有机土为4重量份，所述乳化剂为3-5重量份，所述抗高温抗盐降滤失剂为2-5重量份，所述碱度调节剂为2-4重量份，所述无机微纳米刚性颗粒为3-9重量份。
2.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：80重量份的白油，3重量份的乳化剂，20重量份的CaCl2盐水，4重量份的有机土，2-5重量份高温抗盐降滤失剂，3-4重量份的碱度调节剂，3-9重量份无机微纳米刚性颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的钻井液，其中，所述抗高温抗盐降滤失剂含有来自2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的结构单元的聚合物；所述碱度调节剂为氢氧化钠或氧化钙中的一种，优选地，所述碱度调节剂为氧化钙。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的钻井液，其中，所述无机微纳米刚性颗粒包含粒径为0.1-10μm的无机微纳米刚性颗粒I和粒径为10-20μm的无机微纳米刚性颗粒II；优选地，所述无机微纳米刚性颗粒包含粒径为1-5μm的无机微纳米刚性颗粒I和粒径为8-16μm的无机微纳米刚性颗粒II。
5.根据权利要求4所述的钻井液，其中，所述无机微纳米刚性颗粒I与所述无机微纳米刚性颗粒II以及无机微纳米刚性颗粒III的重量比为1-2：1-2：1；优选地，所述无机微纳米刚性颗粒I与所述无机微纳米刚性颗粒II以及无机微纳米刚性颗粒III的重量比为1：1：1。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的钻井液，其中，所述无机微纳米刚性颗粒III的粒径为20-50μm，优选为20-30μm。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的钻井液，其中，所述钻井液还包括加重剂，所述加重剂为重晶石；以80重量份的白油为基准，所述加重剂为20-30重量份，优选为25重量份。
8.一种权利要求1-7中任意一项所述的提高地层承压能力的钻井液的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：(1)将有机土与白油、乳化剂进行预制处理，得到预制有机土浆；(2)将所述预制有机土浆与抗高温抗盐降滤失剂、CaCl2盐水、碱度调节剂、无机微纳米刚性颗粒进行搅拌混合，得所述钻井液。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，所述预制处理的条件包括：在搅拌条件下，在80重量份白油中加入4重量份有机土3重量份乳化剂，得到预制有机土浆；在第二搅拌条件下，在所述混合物中加入氧化钙混合并静置，得到混合有机土浆；优选地，所述第一搅拌条件和所述第二搅拌条件各自独立地包括：搅拌速度为10000-12000r/min，搅拌时间为20min；优选地，相对于80重量份的白油，所述氧化钙的用量为3-5重量份；优选地，所述静置的条件包括：静置温度为20-30℃，静置时间为16-24h。
10.一种权利要求1-6中任意一项所述的钻井液在钻井中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211660032.5A CN116004200A (zh) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | 一种提高地层承压能力的油基钻井液及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211660032.5A CN116004200A (zh) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | 一种提高地层承压能力的油基钻井液及其制备方法与应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116004200A true CN116004200A (zh) | 2023-04-25 |
Family
ID=86027548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211660032.5A Pending CN116004200A (zh) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | 一种提高地层承压能力的油基钻井液及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116004200A (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103045210A (zh) * | 2013-01-18 | 2013-04-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种高效封堵油基钻井液及其制备方法 |
| CN108587578A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-09-28 | 西南石油大学 | 一种水基钻井液及其制备方法和应用 |
| US10533122B1 (en) * | 2019-05-20 | 2020-01-14 | Southwest Petroleum University | Strong plugging drilling fluid composition and preparation method thereof, and use thereof |
| US10829679B1 (en) * | 2019-12-02 | 2020-11-10 | Southwest Petroleum University | Micro-nanometer plugging anti-collapse drilling fluid and preparation method and use thereof |
| CN113444503A (zh) * | 2021-08-09 | 2021-09-28 | 中国石油化工集团有限公司 | 一种钻井壁强化型岩气储层油基高温高密度钻井液 |
| US11225594B1 (en) * | 2020-10-10 | 2022-01-18 | Southwest Petroleum University | Drilling fluid for enhancing stratum pressure bearing capacity and preparation method and method of using thereof |
| CN114426815A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种适用于强水敏易垮塌地层的油基钻井液及其制备方法和应用 |
| CN114605974A (zh) * | 2020-12-04 | 2022-06-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油基钻井液及其制备方法 |
| CN115340854A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-11-15 | 西南石油大学 | 防塌钻井液及应用 |
-
2022
- 2022-12-23 CN CN202211660032.5A patent/CN116004200A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103045210A (zh) * | 2013-01-18 | 2013-04-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种高效封堵油基钻井液及其制备方法 |
| CN108587578A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-09-28 | 西南石油大学 | 一种水基钻井液及其制备方法和应用 |
| US10533122B1 (en) * | 2019-05-20 | 2020-01-14 | Southwest Petroleum University | Strong plugging drilling fluid composition and preparation method thereof, and use thereof |
| US10829679B1 (en) * | 2019-12-02 | 2020-11-10 | Southwest Petroleum University | Micro-nanometer plugging anti-collapse drilling fluid and preparation method and use thereof |
| US11225594B1 (en) * | 2020-10-10 | 2022-01-18 | Southwest Petroleum University | Drilling fluid for enhancing stratum pressure bearing capacity and preparation method and method of using thereof |
| CN114605974A (zh) * | 2020-12-04 | 2022-06-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油基钻井液及其制备方法 |
| CN113444503A (zh) * | 2021-08-09 | 2021-09-28 | 中国石油化工集团有限公司 | 一种钻井壁强化型岩气储层油基高温高密度钻井液 |
| CN114426815A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种适用于强水敏易垮塌地层的油基钻井液及其制备方法和应用 |
| CN115340854A (zh) * | 2022-08-03 | 2022-11-15 | 西南石油大学 | 防塌钻井液及应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 贾国亮，李晓岚，郑永太，张士军: "高密度油基钻井液流变性影响因素及控制措施", 精细石油化工进展, vol. 22, no. 1, pages 14 - 19 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10829679B1 (en) | Micro-nanometer plugging anti-collapse drilling fluid and preparation method and use thereof | |
| CN102304353B (zh) | 环保型全油基钻井液及其配制方法 | |
| CN112342001B (zh) | 一种油基钻井液用堵漏剂和堵漏浆及其制备方法 | |
| CN110819322B (zh) | 一种油基钻井液专用高滤失堵漏剂 | |
| CN103013470B (zh) | 一种强抑制钻井液体系 | |
| EP0605075A1 (en) | Soil-cement compositions and their use | |
| CN101429424A (zh) | 强抑制性双钾离子—聚合物钻井液 | |
| CN112143469B (zh) | 提高地层承压能力的钻井液及其制备方法与应用 | |
| CA2598123C (en) | Additive for reducing torque on a drill string | |
| CN104087272A (zh) | 一种可抗co32-、hco3-污染的复合饱和盐水钻井液 | |
| CN104987856A (zh) | 海洋钻井液用承压堵漏剂及其应用方法 | |
| CN116004200A (zh) | 一种提高地层承压能力的油基钻井液及其制备方法与应用 | |
| CN104962249A (zh) | 陆地钻井液用承压堵漏剂及其应用方法 | |
| CN101838524B (zh) | 一种钻井液用油溶性解卡剂 | |
| CN112980404A (zh) | 一种改善地层条件的钻井液体系、其制备方法及应用 | |
| CN114763466B (zh) | 超支化聚合物封堵型防塌剂与含有其的水基钻井液及制备 | |
| CN102010695A (zh) | 有机硅聚磺钻井液 | |
| EP0764709B1 (en) | Silicone based fluids for drilling applications | |
| Lijuan et al. | Study on rheological property control method of “three high” water based drilling fluid | |
| CN111829843B (zh) | 一种利用钻屑制备沙湾组疏松稠油砂岩岩心的方法 | |
| CN115678519B (zh) | 油基钻井液、制备方法及其应用 | |
| CN112175593B (zh) | 一种抗高温钻井液及其制备方法 | |
| CN115703958B (zh) | 一种高密度水基试油液及其制备方法 | |
| Elwish et al. | Effect of Olive Peat on the Density, Rheology, and Fluid Loss of Drilling Fluid | |
| CN111269702B (zh) | 韧性环保泥浆及其制备方法和施工工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |