CN1307280C

CN1307280C - 聚合醇生物聚合物饱和盐水钻井液

Info

Publication number: CN1307280C
Application number: CNB2005100190280A
Authority: CN
Inventors: 程小云; 叶诗君; 童伏松; 危胜宏
Original assignee: China Petrochemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; China Petrochemical Corp
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2025-07-01
Also published as: CN1710015A

Abstract

本发明公开了一种用于石油钻井的聚合醇生物聚合物饱和盐水钻井液，主要由2-4%钠土+0.2-0.3%NaOH+1-2%CMS改性淀粉+0.3-0.4%HV-CMC羧甲基纤维素+3-5%抗盐土+30-35%NaCl+0.2-0.1%XC生物聚合物+2-3%聚合醇L-35B，其余添加水搅拌配制合成。配方合理，操作方便，为膏盐层发育、断层多、地层变化复杂，地下能量低，油层压力系数低的特殊油田的大斜度井段、侧钻井段、水平井的钻探提供了理想的钻井泥浆体系。

Description

聚合醇生物聚合物饱和盐水钻井液

所属技术领域

本发明涉及石油钻井工程技术领域中一种改进钻井液，特别是一种适应膏盐地层特点的大斜度井、水平井、侧钻井的聚合醇生物聚合物饱和盐水钻井液体系，适合与石油钻井工程。

背景技术

钻井液完井液是大斜度井、水平井、侧钻井钻井成功的一个关键因素。公知的多种聚合物淡水钻井液体系仅适合于不含盐地层，针对膏盐层发育、断层多、地层变化复杂，地下能量低，油层压力系数低的特殊油田情况，目前适应的钻井液完井液尚未见报道，使用聚合物淡水钻井液，施工中出现的不能回避的技术难题有：①必须在大斜度井段、水平井段被迫提高漏斗粘度100s以上保证携带，出现低的循环压耗即控制当量循环泥浆密度与携岩所需的钻井液高粘度、大排量之间的突出矛盾；②现场钻井液完井液性能不易控制，粘度过高，设备承受的泵压高，钻井液完井液过筛困难；③混油钻井液对环境造成了污染；④钻进中摩阻偶偏高，携岩不好的井段还有托压现象，钻井液的润滑性能还有欠缺。

发明内容

针对膏盐层发育、断层多、地层变化复杂，地下能量低，油层压力系数低的特殊油田情况，为了克服现有使用聚合物淡水钻井液，施工中出现的不能回避的技术难题，本发明提供一种聚合醇生物聚合物饱和盐水钻井液，该钻井液不仅适用于大斜度井、水平井、侧钻井，而且适合于膏盐层发育、断层多、地层变化复杂，地下能量低，油层压力系数低的特殊油田。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：配制本发明钻井液合成配方为：2-4％钠土+0.2-0.3％NaOH+1-2％ CMS改性淀粉+0.3-0.4％ HV-CMC羧甲基纤维素+3-5％抗盐土+30-35％NaCl+0.2-0.1％XC生物聚合物+2-3％聚合醇L-35B，其余添加水搅拌合成。为了保证使用效果，合成的最佳配方为：3％钠土+0.2％ NaOH+1％CMS改性淀粉+0.35％ HV-CMC羧甲基纤维素+4％抗盐土+35％NaCl+0.15％ XC生物聚合物+2％聚合醇L-35B，其余添加水搅拌合成。可调整配方中还可添加1％RH润滑剂和1～2％防卡润滑剂。①本发明从研究井壁成膜技术入手，根据聚合醇、黄原胶XC良好的成膜效果、特殊的流变性能特点，研制形成的钻井液完井液配方其体系内部具有优良的润滑性能，摩阻系数≤0.05～0.10，完全能够满足大斜度井、水平井、侧钻井对钻井液完井液润滑的要求。②该体系具有良好的流变性能和携砂能力，克服了以往钻井液完井液体系在大斜度井段、水平井段被迫提高漏斗粘度100s以上保证携带的弊端，改善了流变性，在60s左右的较低粘度时，动塑比YP/PV达到0.30左右。

本发明的有益效果是：①摩阻系数≤0.05～0.10，完全能够满足大斜度井、水平井、侧钻井对钻井液完井液润滑的要求。②该体系配方具有良好的流变性能和携砂能力，克服了以往钻井液完井液体系在大斜度井段、水平井段被迫提高漏斗粘度100s以上保证携带的弊端，改善了流变性。在60s左右的较低粘度时，动塑比YP/PV达到0.30左右。③该发明研制的钻井液完井液配方体系和整套工艺技术由于压耗的降低，预防了在储层发生井漏，也有效地保护了油气储层。

选择饱和盐水钻井液常用增粘剂HV-CMC及流型调节剂，考察饱和盐水钻井液的增粘效果，将HV-CMC、XC、PAC、HEC、PFD等几种处理剂加入饱和盐水钻井液基浆，120℃热滚16h(模拟井下条件)，测量全套性能。

增粘剂对饱和盐水钻井液的增粘效果

表1

表1可见：以XC为流型调节剂配出的饱和盐水钻井液优于其它处理剂的综合性能，表现为塑性粘度较低，动塑比值最理想达0.37，且φ6、φ3非常合理。而用传统的HV-CMC和其它处理剂配出的饱和盐水钻井液，塑性粘度相对较高、动塑比值相对较低。表1中，XC为生物聚合物，PAC为聚阴粒子纤维束，HEC为羧乙基纤维素，PFD为改性CMC羧甲基纤维素，φ6、φ3为流变性能读数值，G为切粒子读数值，G10s即为10s时的切粒子读数值，G10min即为10min时的切粒子读数值，AV为表观粘度，PV为塑性粘度，YP为动切力，YP/PV的比值即为动塑比。

聚合醇具有高效成膜效率，这种渗透膜能够降低饱和盐水钻井液滤饼渗透率(低于1×10-3μm²)，达到降低摩阻、稳定井壁、保护油层的目的。在不用原油和润滑剂的条件下通过试验，摩阻很小，满足了水平井的要求。

由于聚合醇具有良好的成膜效率，室内将各种饱和盐水钻井液配方分别加入聚合醇L-35B后，120℃热滚16小时测性能，结果见表2。

表2说明，聚合醇与生物聚合物饱和盐水钻井液具有良好的配伍性，该体系比聚合醇与其它处理剂配成的聚合物饱和盐水钻井液流变性能好，通过120℃热滚16小时后，在50～53s之间的较低漏斗粘度时，动塑比YP/PV达到0.34～0.38。完全能够满足现场大斜度井、水平井、侧钻井钻井液完井液的携岩要求。

饱和盐水钻井液配方与聚合醇配伍性实验

表2

表2中，φ6、φ3为流变性能读数值，G为切粒子读数值，G10s即为10s时的切粒子读数值，G10min即为10min时的切粒子读数值，AV为表观粘度，PV为塑性粘度，YP为动切力，YP/PV的比值即为动塑比。

附图说明

下面结合本发明的附图进一步说明。

图1为本发明混油对饱和盐水钻井液润滑性影响试验图。

图2为本发明加量0.6％XC生物聚合物、密度为1.45g/cm³的钻井液聚合醇加量变化润滑曲线图。

图3为本发明加量0.6％XC生物聚合物、密度为1.30g/cm³的钻井液聚合醇加量变化润滑曲线图。

图1的编号为：1、柴油，2、白油(即防卡润滑油)，3、原油。

图1的纵坐标为磨擦系数值，横坐标为三种油加入到试验泥浆加量比例。

图2、图3的纵坐标为磨擦系数值，横坐标为聚合醇加入到试验泥浆加量比例。

参见图1，可以看出，混油对改善钻井液润滑性比加润滑剂的效果差，柴油(1)、白油(即防卡润滑油)(2)对钻井液润滑性改善较小，原油(3)对钻井液润滑性改善较大，钻井液混油量为10％左右时，效果就较理想，钻井液混油量再增加，降低幅度不大。

参见图2、图3，试验结果表明，在生物饱和盐水钻井液中，摩擦系数随聚合醇加量的增加而下降，聚合醇生物聚合物钻井液润滑性能好，当聚合醇加量为2～3％时，钻井液的润滑系数降低80％以上。钻井液密度越低降摩阻效果越好。

具体实施方式

根据现场条件在钻至大斜度井段、侧钻井段、水平井段前，严格按配方配制本发明钻井液：选用最佳配方配制如下：3％钠土+0.2％NaOH+1％CMS改性淀粉+0.2％ HV-CMC羧甲基纤维素+4％抗盐土+35％ NaCl+0.15％XC生物聚合物+2％聚合醇L-35B，其余添加水搅拌合成。现场可调整配方中可添加1％RH润滑剂-3+防卡润滑剂1～2％。配足钻井液量，使用于钻井施工中，使其性能达到润滑、携带、井壁稳定、保护油层的要求。

Claims

1、一种由钠土+NaOH+羧甲基纤维素钠改性淀粉+高粘度羧甲基纤维素钠羧甲基纤维素+抗盐土+NaCl+XC生物聚合物+聚合醇L-35B+水搅拌合成用于石油钻井工程的聚合醇生物聚合物饱和盐水钻井液，其特征是：2-4％钠土+0.2-0.3％NaOH+1-2％羧甲基纤维素钠改性淀粉+0.3-0.4％高粘度羧甲基纤维素钠羧甲基纤维素+3-5％抗盐土+30-35％NaCl+0.2-0.1％XC生物聚合物+2-3％聚合醇L-35B，其余添加水搅拌合成。

2、一种由钠土混合NaOH、羧甲基纤维素钠改性淀粉、高粘度羧甲基纤维素钠羧甲基纤维素、抗盐土、NaCl、XC生物聚合物、聚合醇L-35B、水搅拌合成用于石油钻井工程的聚合醇生物聚合物饱和盐水钻井液，其特征是：合成的配方为：3％钠土+0.2％NaOH+1％羧甲基纤维素钠改性淀粉+0.35％高粘度羧甲基纤维素钠羧甲基纤维素+4％抗盐土+35％NaCl+0.15％XC生物聚合物+2％聚合醇L-35B，其余添加水搅拌合成。

3、根据权利要求1或2所述的聚合醇生物聚合物饱和盐水钻井液，其特征是：调整配方过程中添加1％润壁润滑剂和1～2％防卡润滑剂。