CN116023913A - 一种钻井液及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钻井液及其制备方法和应用。该钻井液包括：膨润土、聚合物、磺化材料、钾盐、钙盐、胺类抑制剂、封堵剂、水、pH调节剂，以及任选的防泥包剂、降滤失剂、沥青材料、纯碱和密度调节剂。本发明的钻井液具有抑制能力强、流变性良好、黏度和切力低、润滑性能良好，密度适用范围广等特点。配合合适的井下钻具，在大段盐膏地层、软泥岩地层等可以实现快速钻进。
Description
技术领域
本发明涉及一种钻井液及其制备方法和应用。
背景技术
在石油天然气勘探开发中，常钻遇盐膏层及盐水层，盐膏和盐水等对钻井液性能影响较大，尤其是含有钙、镁离子的地层水入侵时，导致钻井液的流变性能急剧变差、滤失量失控等，严重影响钻井速度、增加了井下安全风险。
CN108424754A公开了一种抗高温高钙盐钻井液及制备方法。钻井液包括按重量份数计的以下组分：水100重量份；粘土矿物0.8～3重量份；氧化钙0.3～2重量份；氢氧化钠0.5～1.5重量份；抗钙降滤失剂A 0.3～2重量份；抗钙降滤失剂B1～5重量份；分散剂0.5～4重量份；磺化酚醛树脂2～6重量份；沥青类防塌剂1～4重量份；润滑剂1～5重量份；氯化钾0～20重量份；氯化钙4～15重量份；加重剂0～300重量份。该发明具有较好的抑制防塌能力，流变性、悬浮稳定性好，高温高压滤失量低，适用于含高钙盐水地层以及易塌地层的钻进施工。
CN108774504A公开了一种适用于盐膏层的水基钻井液及其制备方法，该水基钻井液包括以下质量百分比的组分：氯化钠23.0～26.0％；增粘剂0.5～3.0％；降滤失剂2.0～15.0％；封堵剂1.0～3.0％；氢氧化纳0.1～0.5％；纯碱0.5～5.0％；离子络合剂0.1～0.5％；膨润土粉2.0～5.0％；重晶石5～30％；余量为水。该发明所制备的这种水基钻井液对盐膏层均具有优异的抑制、防塌性能，有效解决大段盐膏层溶解蠕变、盐岩坍塌引起井壁失稳、失返性井漏等技术难题。在鄂尔多斯盆地的奥陶系、寒武系、长城系地层成功应用，满足鄂尔多斯盆地深层非常规油气藏勘探开发的需要。
CN1155677C公开了一种钻井工程中所使用的氯化钙钻井液，由氯化钠、氯化钙、降滤失剂、封堵剂和经高速搅拌水化的基浆所组成。这种氯化钙钻井液具有很强的抑制粘土矿物水化分散的功能，又具有良好的流变性和低滤失量。
CN103146363A公开了一种复合盐低活度防塌钻井液及其施工方法，该复合盐低活度防塌钻井液由以下各原料按下述质量百分比组成：钻井液提粘剂为0.2-0.3％、羧甲基淀粉为2-3％、水分散阳离子乳化沥青粉为1.5-2％、抗盐抗钙降滤失剂为0.2-0.3％、磺化酚醛树脂为1％、酸溶暂堵储层保护剂为2％、超细钙为1％、烧碱为0.1％、其余为清水。在其施工中，要加入是复合盐低活度防塌钻井液用量的5-15％的复合盐，所述的复合盐为甲酸钠和氯化钠按2:1的质量比例混合。复合盐的应用提高钻井液中化学抑制泥岩防塌的功能和钻井液的密度。其强化学抑制，低固相，完全满足了长裸眼段对钻井液降摩减阻的严格高质量要求。
文献“KCC-TH强抑制性防塌钻井液的研制及应用”为解决盐膏层钻井的严重井壁失稳难题，研制出了KCC-TH强抑制性防塌钻井液，主要处理剂有氯化钾、氯化钙和聚合醇等，利用体系中氯化钾和氯化钙对强抑制性的聚合醇的浊点影响，产生协同防塌作用，具有良好的流变性、滤失性、抑制和防塌性能。在吐哈油田7口井现场应用，KCC-TH钻井液性能稳定，防塌效果明显，维护处理简单，经济效益显著。
文献“低活度高钙聚胺钻井液在准北101井的应用”针对准北区块地质构造复杂多变、存在多个破碎带且裂缝发育、容易引发严重井壁失稳问题，研制出低活度高钙聚胺钻井液体系，该体系容钙量可达3.0％，活度可调节至0.95以下，膜效率保持在0.2以上，起到了稳定泥页岩井壁的作用。在准北101井应用结果表明，从2000～4200m开始，维持钻井液活度在0.95以下，Ca2+浓度维持在6000mg/L以上，全井无漏失，无井壁失稳问题，二开平均井扩大率为6.96％，三开平均井扩大率为0.59％，取得了很好的井壁稳定效果。
文献“氯化钙水基钻井液体系现状及展望”对国内外氯化钙水基钻井液的研究和应用现状进行了梳理，并结合页岩气资源勘探开发对钻井液的技术需求，探讨了氯化钙水基钻井液用于页岩气资源勘探开发存在的问题和解决方案。
通过分析以上文献和专利资料可知，为了在含盐膏层和盐水层安全钻进，通常在常规淡水钻井液中添加一定比例的一种或多种诸如甲酸盐、氯化钠/氯化钾、氯化钙/氧化钙/石膏等，提高钻井液的抑制性能，同时绝大多少钻井液中会同时加入有一定抗盐能力的聚合物类处理剂，以控制滤失性能，提高钻井液的防塌性能。而当钻遇大段软泥岩或盐膏层时，地层本身水敏性强，泥岩不断水化引起井眼缩径，盐膏、盐水持续侵入使钻井液的性能持续受到污染，久而久之，当地面的处理速度满足不了盐膏、盐水的侵入速度时，钻井液的性能变得更加难以控制。泥岩水化膨胀、盐膏层蠕变等还会引起井眼缩径，导致起下钻遇阻。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种新的钻井液，该钻井液具有抑制能力强、流变性良好、黏度和切力低、润滑性能良好，密度适用范围广等特点。配合合适的井下钻具，在大段盐膏地层、软泥岩地层等可以实现快速钻进，且不会发生井眼缩径。
本发明第一方面提供了一种钻井液，包括：膨润土、聚合物、磺化材料、钾盐、钙盐、胺类抑制剂、封堵剂、水、pH调节剂，以及任选的防泥包剂、降滤失剂、沥青材料、纯碱和密度调节剂。
根据本发明的一些实施方式，以100重量份的水计，膨润土为1.5～10重量份，聚合物为0.5～1重量份，磺化材料为1～5重量份，钾盐为3～7重量份，钙盐为0.5～3重量份，胺类抑制剂为0.5～2重量份，封堵剂为1～3重量份，防泥包剂为0～2重量份，降滤失剂为0～5重量份，沥青材料为0～3重量份。
根据本发明的一些实施方式，在含有添加沥青材料的情况下，优选地，以100重量份的水计，沥青材料为0.1～5重量份。
根据本发明的一些实施方式，在含有降滤失剂的情况下，优选地，以100重量份的水计，降滤失剂为0.1～5重量份。
根据本发明的一些实施方式，在含有防泥包剂的情况下，优选地，以100重量份的水计，降滤失剂为0.1～2重量份。
根据本发明的一些实施方式，所述膨润土选自蒙脱石、钠基膨润土、钙基膨润土、海泡石和凹凸棒土中的一种或多种，优选地，所述膨润土选自钠基膨润土、钙基膨润土、海泡石和凹凸棒土中的一种或多种。若选用蒙脱石、钠基膨润土和钙基膨润土中的一种或多种时，优选地可以在配制膨润土基浆的同时按照实际加入膨润土重量的4～6％加入纯碱，提高膨润土的水化造浆率。上述膨润土可以复配使用，具有增加钻井液粘度、在井壁形成高质量泥饼、降低钻井液滤失量和提高钻杆与井壁间润滑性的作用，加量视钻井液密度确定。
根据本发明的一些实施方式，所述聚合物为两性离子聚合物和/或天然聚合物。
根据本发明的一些实施方式，所述两性离子聚合物为分子量100万～250万的线性聚合物，更优选为强包被剂FA系列，更优选为强包被剂FA367。
根据本发明的一些实施方式，所述天然聚合物为分子量为100万～300万的黄原胶(XC)。
根据本发明的一些实施方式，所述磺化材料为磺化酚醛树脂(SMP)和/或磺化褐煤树脂(SPNH)。本发明的磺化材料可以通过商购获得。
根据本发明的一些实施方式，所述磺化酚醛树脂(SMP)选自SMP-I、SMP-II和SMP-III中的一种或多种。上述磺化材料结合本发明的钻井液可以提高钻井液抗温能力和降低钻井液滤失量。
根据本发明的一些实施方式，所述钾盐选自氯化钾、溴化钾和甲酸钾中的一种或多种。
根据本发明的一些实施方式，所述钙盐选自氯化钙、氧化钙、氢氧化钙和石膏中的一种或多种。
根据本发明的一些实施方式，所述胺类抑制剂选自胺基聚醚、聚胺和聚合醇中的至少一种；优选自胺基聚醇AP-1、聚胺抑制剂SMJA-1、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种或多种；更优选为(聚胺抑制剂)SMJA-1。SMJA-1是一类分子量较小的表面水化抑制剂，具有表面水化抑制作用。可以通过商购获得。例如但不限于商购自中国石化石油工程技术研究院。CN103087691A对应的产品的商业化代码(牌号)为SMJA-1。
根据本发明的一些实施方式，所述封堵剂选自超细碳酸钙、封堵剂SMGF-1和屏蔽封堵剂SMPB-1中的一种或多种。在本发明中，封堵剂SMGF-1可以为纳微米广谱封堵剂SMGF-1。本发明的封堵剂可改善滤饼质量，对地层裂缝(或微裂缝)有封堵作用。
根据本发明的一些实施方式，所述防泥包剂为纳米润滑剂SMNR-1。所述防泥包剂为钻井液用清洁润滑剂、或钻井液快钻剂等，起清洁和润滑钻头作用。可以通过商购获得。例如但不限于商购自中国石化石油工程技术研究院。CN107151551B对应的产品的商业化代码(牌号)为SMNR-1。
根据本发明的一些实施方式，所述降滤失剂为抗钙抗高温钻井液降滤失剂。所述降滤失剂的制备原料包含以重量份计的以下组分：
水100份；
乙烯基磺酸单体22～38份；
丙烯酰胺20～35份；
马来酰胺酸类单体2～10份；
阳离子乙烯基单体1～5份；
所述马来酰胺酸类单体选自N-葡萄糖盐酸盐基马来酰胺酸、N-异丙酸酸基马来酰胺、N-乙酸基马来酰胺酸、N-乙磺酸基马来酰胺酸、N-苯磺酸基马来酰胺酸中的至少一种。
所述降滤失剂可以通过商购获得。CN109554170B对应的产品的商业化代码(牌号)为SMPFL-C。优选地，所述降滤失剂为SMPFL-C。
在本发明中，在一些不需要控制失水的场景下可以不加降滤失剂。例如一些含泥岩或盐膏地层，钻井液滤液侵入地层后，短期内不会对地层失稳产生决定性影响的场景，即这些地层的坍塌周期比钻井的施工周期长，在地层失稳、坍塌之前就已经下完套管进行了封固，则不需要降滤失剂。在不需要降滤失剂控制滤失时，配合使用特定的钻具，人为地扩大井径，避免了缩径、蠕变等引起的起下钻遇阻问题；另外，不控制滤失量还可以提高机械钻速，其为本发明的钻井液的特点之一。除此之外，优选使用降滤失剂。CN109554170B公开的抗钙抗高温钻井液降滤失剂降滤失剂具有良好抗盐作用，抗钙盐性能。结合本发明的其他物质，可以有效降低钻井液滤失量，具体用量根据钻井液密度和实际滤失量确定。
根据本发明的一些实施方式，所述沥青材料选自天然沥青粉、乳化沥青、氧化沥青和磺化沥青中的一种或多种；优选为FF-III和/或SMNA-1。沥青材料结合本发明的钻井液中其他物质，具有封堵地层孔隙和微裂缝，改善滤饼和减少或防止地层因微裂隙等出现坍塌掉块等作用。FF-III、SMNA-1均可以通过商购获得。例如但不限于SMNA-1商购自中国石化石油工程技术研究院。CN107090279B对应的产品的商业化代码(牌号)为SMNA-1。
根据本发明的一些实施方式，优选地，使用温度或老化温度小于等于120℃时，所述沥青材料为FF-III。
根据本发明的一些实施方式，优选地，使用温度或老化温度大于120且不大于150℃时，所述沥青材料为FF-III和SMNA-1。
根据本发明的一些实施方式，优选地，使用温度或老化温度为150～180℃时，所述沥青材料为SMNA-1。
在本发明中，老化温度是模拟地层的温度，与实际的使用温度是相同意思。但是在室内进行测试时，通常用老化温度表示。
根据本发明的一些实施方式，所述纯碱的用量为膨润土重量的4～6％。
根据本发明的一些实施方式，所述pH调节剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
根据本发明的一些实施方式，所述钻井液通过pH调节剂调节pH值为9.5～10.5。
根据本发明的一些实施方式，所述密度调节剂为重晶石。
根据本发明的一些实施方式，所述钻井液通过密度调节剂调节密度为1.1～2.5g/cm3。
根据本发明的一些实施方式，所述钻井液用于含有软泥岩和/或盐膏地层中的钻井。
本发明第二方面提供了所述的钻井液的制备方法，包括：
1)将水与膨润土混合并养护，得到混合物，任选地，在将水与膨润土混合之前，先将水与纯碱混合；
2)将所述混合物依次与聚合物、磺化材料、钾盐、钙盐、胺类抑制剂、封堵剂混合，
任选地，在与聚合物混合之前，与降滤失剂混合，
任选地，在与胺类抑制剂混合之后且与封堵剂混合之前，与沥青材料混合，
任选地，在与封堵剂混合之后，与防泥包剂混合；
3)调节pH值，任选地，调节密度。
根据本发明的一些实施方式，优选地，所述养护的条件通常为本领域常规操作，在此不再赘述。
根据本发明的一些实施方式，优选地，步骤2)混合的条件包括：每次混合间隔10～60min。
根据本发明的一些具体实施方式，本发明的钻井液制备方法可以包括如下步骤：
在高速搅拌机搅拌条件(8000～1000RPM，下同)下，向100份水中按所述的比例(下同)依次加入任选的纯碱、膨润土，搅拌60min后，养护24小时；在搅拌条件下每隔20min，依次加入任选的降滤失剂、聚合物、磺化材料、钾盐、钙盐、胺类抑制剂、任选的沥青材料、封堵剂、任选的防泥包剂，搅拌30min，待上述处理剂充分分散或溶解好后，加入氢氧化钾调节钻井液pH值为9.5～10.5，按最终密度需要计算好需要加入的重晶石质量并加入。
本发明第三方面提供了上述的钻井液或上述的钻井液的制备方法在钻井中的应用。
根据本发明的一些实施方式，优选地，在含有软泥岩和/或盐膏地层中的应用。
本发明的有益效果：
(1)本发明的钻井液尤其适用于含大段盐膏地层、软泥岩，可能出现缩径的地层；或者对钻井液滤失量要求不高、可钻性较好、可快速钻穿的地层。本发明的钻井液能够克服目前使用水基钻井液钻进该类地层时由于地层水化膨胀、蠕变引起的缩径问题和钻井液受污染出现性能变差的问题。具有抑制能力强、流变性良好、黏度和切力低、润滑性能良好，密度适用范围广等特点。配合合适的井下钻具，在大段盐膏地层、软泥岩地层等可以实现快速钻进，且不会发生井眼缩径。
(2)钾盐和钙盐在本发明的钻井液中，钾离子与膨润土颗粒作用，可以抑制其分散。钙离子可大幅压缩膨润土颗粒表面水化双电层，同时使部分大分子的形态发生改变，长链出现卷曲，一些功能基团被包裹或与高价离子作用，与黏土颗粒的作用被大大削弱，起到絮凝作用。二者的协同作用下，大幅提高了钻井液的抑制性能。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将结合实施例来详细说明本发明，这些实施例仅起说明性作用，并不局限于本发明的应用范围。
实施例中用到的处理剂都是市场上能购买的商品，购置时按行业标准或企标检验，合格者才能使用。
(1)降滤失剂为商购产品，其为专利CN109554170B中公开的抗钙抗高温钻井液降滤失剂，商业化产品代号为SMPFL-C。
(2)FA367和FF-III商购自山东得顺源石油科技有限公司，其中FA367分子量为100～200万，FF-III为乳化沥青。
(3)SMP-III商购自重庆大方合成化工有限公司。
(4)SPNH商购自昆明金思达化工有限公司。
(5)SMJA-1、SMNA-1和SMNR-1均商购自中国石化石油工程技术研究院，分别对应专利申请号为CN103087691A、CN107090279B、CN107151551B。
(6)超细碳酸钙商购自新疆疆润油田钻采助剂有限责任公司，牌号QS-2，1200目。
【实施例1】
将本实施例提供了一种钻井液及其制备方法，该钻井液包括如下组分：水100重量份，钙基膨润土4重量份，Na2CO3为0.2重量份，SMPFL-C为1.5重量份，FA367为0.5重量份，SMP-III为2重量份，SPNH为1重量份，KCl为5重量份，CaCl2为1重量份，SMJA-1为1重量份，SMNA-1为1重量份，FF-III为1重量份(老化温度大于120且不大于150℃使用)，超细碳酸钙QS-2(1200目)为2重量份，SMNR-1为0.5重量份，氢氧化钾、重晶石。
本实施例的钻井液是通过以下方法制备得到：
在1000RPM高速搅拌条件下，向100份水中加入0.2份Na2CO3，溶解后，加入4重量份钙基膨润土，搅拌60min后，养护24小时；在搅拌条件下每隔20min，依次加入SMPFL-C 1.5重量份，FA367 0.5重量份，SMP-III 2重量份，SPNH 1重量份，KCl 5重量份，CaCl2 1重量份，SMJA-1 1重量份，SMNA-1 1重量份，FF-III 1重量份(老化温度150～180℃使用SMNA-1 1重量份代替)，超细碳酸钙QS-2(1200目)2重量份，SMNR-1 0.5重量份和重晶石65重量份。搅拌30min，待上述处理剂充分分散或溶解好后，加入氢氧化钾调节钻井液pH值为10，钻井液密度为1.50g/cm3。
【实施例2】
将本实施例提供了一种强抑制钻井液及其制备方法，该钻井液包括如下组分：水100重量份，钙基膨润土4重量份，Na2CO3为0.2重量份，SMPFL-C为1.5重量份，FA367为0.5重量份，SMP-III为2重量份，SPNH为1重量份，KCl为5重量份，CaCl2为1重量份，SMJA-1为1重量份，SMNA-1为2重量份(老化温度150～180℃使用)，超细碳酸钙QS-2(1200目)为2重量份，SMNR-1为0.5重量份，氢氧化钾、重晶石。
本实施例的钻井液是通过以下方法制备得到：
在1000RPM高速搅拌条件下，向100份水中加入0.2份Na2CO3，溶解后，加入4重量份钙基膨润土，搅拌60min后，养护24小时；在搅拌条件下每隔20min，依次加入SMPFL-C 1.5重量份，FA367 0.5重量份，SMP-III 2重量份，SPNH 1重量份，KCl 5重量份，CaCl2 1重量份，SMJA-1 1重量份，SMNA-1 2重量份，，超细碳酸钙QS-2(1200目)2重量份，SMNR-1 0.5重量份和重晶石65重量份。搅拌30min，待上述处理剂充分分散或溶解好后，加入氢氧化钾调节钻井液pH值为10，钻井液密度为1.50g/cm3。
【测试例1】
测试实施例1和实施例2的钻井液性能。
按照钻井液测试程序(SY/T 5621-1993)中规定的方法进行测试。实施例1制备的钻井液分别经120～180℃老化16h前后的性能见表1所示，其中高温高压(HTHP)滤失量测试温度同老化温度，用于实验的岩样在清水中的回收率为34.38％。
表1实施例1和实施例2钻井液性能
表中PV为塑性粘度。YP为动切力。
通过表1能够看出，该钻井液表现出良好的塑性黏度、动切力等流变参数，优秀的润滑性能，非常强的抑制性能，使用了抗盐的降滤失剂和温度匹配的沥青材料，钻井液的滤失量得到控制，滤失性能突出。
【实施例3】
本实施例提供了一种强抑制钻井液及其制备方法，该钻井液包括如下组分：水为100重量份，凹凸棒土为4重量份，FA367为0.75重量份，SPNH为3重量份，KCl为6重量份，CaO为1.5重量份，SMJA-1为1重量份，超细碳酸钙QS-2(1200目)为3重量份，氢氧化钾和重晶石。
本实施例的钻井液是通过以下方法制备得到：
在1000RPM高速搅拌条件下，向100重量份水中加入4重量份凹凸棒土，搅拌60min后，养护24小时；在搅拌条件下每隔20min，依次加入FA367 0.75重量份，SPNH 3重量份，KCl6重量份，CaO 1.5重量份，SMJA-1 1重量份，超细碳酸钙QS-2(1200目)2重量份和重晶石315重量份。搅拌30min，待上述处理剂充分分散或溶解好后，加入氢氧化钾调节钻井液pH值为10，钻井液密度为2.45g/cm3。
【测试例2】
测试实施例3的钻井液性能。
按照钻井液测试程序(SY/T 5621-1993)中规定的方法进行测试。实施例3制备的钻井液分别经120～180℃老化16h前后的性能见表2所示，其中高温高压(HTHP)滤失量测试温度同老化温度，用于实验的岩样在清水中的回收率为30.67％。
表2实施例3钻井液性能
通过表2能够看出，当密度达到2.45g/cm3时，该钻井液同样表现出良好的塑性黏度、动切力等流变参数，非常强的抑制性能。在不控制滤失性能情况下，可以满足特定地层的钻进需要。
【对比例1】
本对比例提供了一种强抑制钻井液及其制备方法，该钻井液包括如下组分：水为100重量份，凹凸棒土为4重量份，SPNH为3重量份，KCl为6重量份，CaO为1.5重量份，SMJA-1为1重量份，超细碳酸钙QS-2(1200目)为3重量份，氢氧化钾和重晶石。
本实施例的钻井液是通过以下方法制备得到：
在1000RPM高速搅拌条件下，向100重量份水中加入4重量份凹凸棒土，搅拌60min后，养护24小时；在搅拌条件下每隔20min，依次加入SPNH 3重量份，KCl 6重量份，CaO 1.5重量份，SMJA-1 1重量份，超细碳酸钙QS-2(1200目)2重量份和重晶石。搅拌30min，待上述处理剂充分分散或溶解好后，加入氢氧化钾调节钻井液pH值为10，钻井液密度为2.45g/cm3。
【测试例3】
测试对比例1的钻井液性能。
按照钻井液测试程序(SY/T 5621-1993)中规定的方法进行测试。对比例1制备的钻井液分别经120～180℃老化16h前后的性能见表3所示，其中高温高压(HTHP)滤失量测试温度同老化温度，用于实验的岩样在清水中的回收率为30.67％。
表3对比例1钻井液性能
通过表3能够看出，当密度同为2.45g/cm3的钻井液中无聚合物(如FA367)时，显示出塑性黏度降低，动切力显著降低，高温高压滤失量出现大幅升高，岩样的滚动回收率降低。动切力和滤失性能呈现失控的趋势，如此高的钻井液密度情况下，动切力降低，极易出现重晶石沉降现象，导致钻井液密度降低、钻具遇阻等一系列井下复杂。
【对比例2】
本对比例提供了一种强抑制钻井液及其制备方法，该钻井液包括如下组分：水为100重量份，凹凸棒土为4重量份，FA367为0.75重量份，SPNH为3重量份，CaO为1.5重量份，SMJA-1为1重量份，超细碳酸钙QS-2(1200目)为3重量份，氢氧化钾和重晶石。
本实施例的钻井液是通过以下方法制备得到：
在1000RPM高速搅拌条件下，向100重量份水中加入4重量份凹凸棒土，搅拌60min后，养护24小时；在搅拌条件下每隔20min，依次加入FA367 0.75重量份，SPNH 3重量份，CaO1.5重量份，SMJA-1 1重量份，超细碳酸钙QS-2(1200目)2重量份和重晶石。搅拌30min，待上述处理剂充分分散或溶解好后，加入氢氧化钾调节钻井液pH值为10，钻井液密度为2.45g/cm3。
【测试例4】
测试对比例2的钻井液性能。
按照钻井液测试程序(SY/T 5621-1993)中规定的方法进行测试。对比例2制备的钻井液分别经120～180℃老化16h前后的性能见表4所示，其中高温高压(HTHP)滤失量测试温度同老化温度，用于实验的岩样在清水中的回收率为30.67％。
表4对比例2钻井液性能
注：*表示该数据超出六速粘度计量程(0～300)，无法测出和计算。
通过表4能够看出，当密度同为2.45g/cm3的钻井液中无钾盐(如KCl)时，其塑性黏度显著升高，流变性能呈现变差甚至失控(失去流动性)的趋势。岩样的滚动回收率显著降低，钻井液的抑制性能变弱。
【对比例3】
本对比例提供了一种强抑制钻井液及其制备方法，该钻井液包括如下组分：水为100重量份，凹凸棒土为4重量份，FA367为0.75重量份，SPNH为3重量份，KCl为6重量份，SMJA-1为1重量份，超细碳酸钙QS-2(1200目)为3重量份，氢氧化钾和重晶石。
本实施例的钻井液是通过以下方法制备得到：
在1000RPM高速搅拌条件下，向100重量份水中加入4重量份凹凸棒土，搅拌60min后，养护24小时；在搅拌条件下每隔20min，依次加入FA367 0.75重量份，SPNH 3重量份，KCl6重量份，SMJA-1 1重量份，超细碳酸钙QS-2(1200目)2重量份和重晶石。搅拌30min，待上述处理剂充分分散或溶解好后，加入氢氧化钾调节钻井液pH值为10，钻井液密度为2.45g/cm3。
【测试例5】
测试对比例3的钻井液性能。
按照钻井液测试程序(SY/T 5621-1993)中规定的方法进行测试。对比例3制备的钻井液分别经120～180℃老化16h前后的性能见表5所示，其中高温高压(HTHP)滤失量测试温度同老化温度，用于实验的岩样在清水中的回收率为30.67％。
表5对比例3钻井液性能
通过表5能够看出，当密度同为2.45g/cm3的钻井液中无钙盐(如CaO)时，其塑性黏度和动切力略有升高，尚且可控。但岩样的滚动回收率显著降低，钻井液的抑制性能变弱。
以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。
Claims (18)
1.一种钻井液，包括：膨润土、聚合物、磺化材料、钾盐、钙盐、胺类抑制剂、封堵剂、水、pH调节剂，以及任选的防泥包剂、降滤失剂、沥青材料、纯碱和密度调节剂。
2.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于，以100重量份的水计，膨润土为1.5～10重量份，聚合物为0.5～1重量份，磺化材料为1～5重量份，钾盐为3～7重量份，钙盐为0.5～3重量份，胺类抑制剂为0.5～2重量份，封堵剂为1～3重量份，防泥包剂为0～2重量份，降滤失剂为0～5重量份，沥青材料为0～3重量份。
3.根据权利要求1或2所述的钻井液，其特征在于，所述膨润土选自蒙脱石、钠基膨润土、钙基膨润土、海泡石和凹凸棒土中的一种或多种，优选地，所述膨润土选自钙基膨润土、海泡石和凹凸棒土中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的钻井液，其特征在于，所述聚合物为两性离子聚合物和/或天然聚合物；
优选地，所述两性离子聚合物为分子量100万～250万的线性聚合物，更优选为强包被剂FA系列，更优选为强包被剂FA367；
优选地，所述天然聚合物为分子量100万～300万的黄原胶。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的钻井液，其特征在于，所述磺化材料为磺化酚醛树脂和/或磺化褐煤树脂；
优选地，所述磺化酚醛树脂选自SMP-I、SMP-II和SMP-III中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的钻井液，其特征在于，所述钾盐选自氯化钾、溴化钾和甲酸钾中的一种或多种。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的钻井液，其特征在于，所述钙盐选自氯化钙、氧化钙、氢氧化钙和石膏中的一种或多种。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的钻井液，其特征在于，所述胺类抑制剂选自胺基聚醚、聚胺和聚合醇中的至少一种；优选自胺基聚醇AP-1、聚胺抑制剂SMJA-1、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种或多种；更优选为SMJA-1。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的钻井液，其特征在于，所述封堵剂选自超细碳酸钙、封堵剂SMGF-1和屏蔽封堵剂SMPB-1中的一种或多种。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的钻井液，其特征在于，所述防泥包剂为纳米润滑剂SMNR-1。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的钻井液，其特征在于，所述降滤失剂的制备原料包含以重量份计的以下组分：
水100份；
乙烯基磺酸单体22～38份；
丙烯酰胺20～35份；
马来酰胺酸类单体2～10份；
阳离子乙烯基单体1～5份；
所述马来酰胺酸类单体选自N-葡萄糖盐酸盐基马来酰胺酸、N-异丙酸酸基马来酰胺、N-乙酸基马来酰胺酸、N-乙磺酸基马来酰胺酸、N-苯磺酸基马来酰胺酸中的至少一种；
优选地，所述降滤失剂为SMPFL-C。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的钻井液，其特征在于，所述沥青材料选自天然沥青粉、乳化沥青、氧化沥青和磺化沥青中的一种或多种；优选为FF-III和/或SMNA-1；
优选地，使用温度或老化温度小于等于120℃时，所述沥青材料为FF-III；
优选地，使用温度或老化温度大于120且不大于150℃时，所述沥青材料为FF-III和SMNA-1；
优选地，使用温度或老化温度为150～180℃时，所述沥青材料为SMNA-1。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的钻井液，其特征在于，所述纯碱的用量为膨润土重量的4～6％。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的钻井液，其特征在于，所述pH调节剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾；和/或，所述钻井液通过pH调节剂调节pH值为9.5～10.5。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的钻井液，所述密度调节剂为重晶石；和/或，所述钻井液通过密度调节剂调节密度为1.1～2.5g/cm3。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的钻井液，其特征在于，所述钻井液用于含有软泥岩和/或盐膏地层中的钻井。
17.权利要求1-16中任意一项所述的钻井液的制备方法，包括：
1)将水与膨润土混合并养护，得到混合物，任选地，在将水与膨润土混合之前，先将水与纯碱混合；
2)将所述混合物依次与聚合物、磺化材料、钾盐、钙盐、胺类抑制剂、封堵剂混合，
任选地，在与聚合物混合之前，与降滤失剂混合，
任选地，在与胺类抑制剂混合之后且与封堵剂混合之前，与沥青材料混合，
任选地，在与封堵剂混合之后，与防泥包剂混合；
3)调节pH值，任选地，调节密度。
18.权利要求1-16中任一项所述的钻井液或权利要求17所述的钻井液的制备方法在钻井中的应用，优选地，在含有软泥岩和/或盐膏地层中的应用。
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