CN1504527A - 深井抗高温稳定井壁硅酸盐钻井液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油田钻井领域所用的深井抗高温稳定井壁硅酸盐钻井液。解决了现有钻井液由于温度过高所造成井壁不稳定的问题。其特征在于：各成分及配比按重量份如下：膨润土2～4份、硅酸盐5～10份、降失水剂3～6份、储层保护剂3～5份、提粘切剂1～3份及水72～86份。具有强高的抗温性能，并利用非离子表面活性剂的浊点效应封堵保护储层作用的特点，可抑制岩屑的分散，吸附水分子能力强、降失水效果好，提高钻井液粘度和切力，致使在深井高温条件下井壁的稳定性能好。
Description
技术领域：
本发明涉及油田钻井领域所用的钻井液，属于可抗温180℃的深井抗高温稳定井壁硅酸盐钻井液。
背景技术：
油田在钻井过程中均使用钻井液用于清洁和冷却钻头，以及用于携带由钻头捣松的岩屑、块石、泥土或沙子。加之钻井液的作用还可减少地层破坏，通过向钻井孔壁加衬或涂抹以阻止塌陷和通过用钻井液来阻止液体和固体颗粒侵入可渗透地层。
钻井时穿过的地层在成份和物理性能上有变化，这些变化主要取决该地层的沉积过程。对于钻井液，一个主要要求是应该具有与井所穿过的地层最小的反应和对地层稳定性最小可能的影响。在许多情况下，当钻井所穿过的地层在整个井段上具有化学惰性和好的物理稳定性，使用简单组分的钻井液就是可以的，比如，膨润土和水的简单混合物。
然而许多地区，钻井的土壤或岩石由活性物质组成，它在有水的情况下，对水敏感不稳定，从而遇水膨胀或分裂，结果钻屑破碎为较小的粒子，此时要将破碎的粒子从循环的钻井液中分离出去，就十分困难且费用高，并且所钻的井壁不稳定。特别处于地层深处的岩石，受有上覆地层压力、水平方向地应力及地层孔隙压力的作用，在井眼钻开前，地下岩层处于应力平衡状态；井眼被钻开后，井内钻井液液柱压力取代了所钻岩层原先对井壁的支撑，破坏了地层原有的应力平衡，引起井眼周围应力的重新分布。若井壁周围岩石所受应力超过岩石本身的强度，就会产生剪切破坏，脆性地层产生塌陷，引起塑性地层缩径，造成井壁不稳定，加之温度过高，更加重井壁的不稳定。
发明内容：
为了克服现有钻井液由于温度过高所造成井壁不稳定的不足，本发明提供一种深井抗高温稳定井壁硅酸盐钻井液，该钻井液能稳定井壁且适合高温。
可采用的技术方案是：该深井抗高温稳定井壁硅酸盐钻井液，包括膨润土、降失水剂，其各成分及配比按重量份如下：膨润土2～4份、硅酸盐5～10份、降失水剂3～6份、储层保护剂3～5份、提粘切剂1～3份及水72～86份。
上述的硅酸盐的分子式为nNa2SiO3·mK2SiO3，其中n、m为模数n＝3.0～3.2，m＝2.4～2.6，nNa2SiO3含量在60～80％，mK2SiO3。含量在20～40％，降失水剂的分子量在10～20万之间，分子链以C-C链为主链，分子中含有羰基、羧基、磺酸基等基团，提粘切剂的分子量在100～150万之间，分子链以C-C为主链，含有羧基和酰胺基，储层保护剂为非离子表面活性剂，温度在80℃以上出现浊点效应。
因此该制品的有益效果是：由于该钻井液中含有成分，可抑制岩屑的分散，上返岩屑代表性强；在滤失水份后，还能在渗透层表面上形成一层薄膜，具有极强的降失水作用和强高的抗温性能；保证钻井液粘度和切力，吸附水分子强，抑制粘土分散和选择絮凝的能力，亲水和亲油性好，所以对储层起到封堵保护的作用。
具体实施方式：
下面将对本发明作进一步的说明：
该深井抗高温稳定井壁硅酸盐钻井液，包括膨润土、降失水剂，各成分及配比按重量份如下：
膨润土2～4份、硅酸盐5～10份、降失水剂3～6份、储层保护剂3～5份、提粘切剂1～3份及水72～86份。
这种硅酸盐的分子式为nNaSiO3·mK2SiO3，其中n、m为模数n＝3.0～3.2，m＝2.4～2.6，nNaSiO3含量在60～80％，mK2SiO3含量在20～40％，可抑制岩屑的分散，上返岩屑代表性强，假岩屑少，行利于岩屑录井。
而该钻井液中所含的降失水剂，其分子量在10～20万之间，分子链以C-C链为主链，所以具有强高的抗温性能，分子中含有羰基、羧基、磺酸基等基团，这些基团能与水结合再吸附于水泥颗粒表面上，使水泥颗粒带有吸附水外壳，从而减少了水泥浆中可以流动的自由水；另外，该降失水剂在滤失水份后，还能在渗透层表面上形成一层薄膜，具有极强的降失水作用。
提粘切剂的分子量在100～150万之间，可以提高钻井液的粘度和携砂能力，分子链以C-C为主链，强度大，不易断链，可以保证钻井液粘度和切力；而粘度升高会使钻速降低，这就要靠加量的剂量来控制了。含有羧基和酰胺基，具有吸附水分子，抑制粘土分散和选择絮凝的能力。
储层保护剂是由非离子表面活性剂组成，利用非离子表面活性剂的浊点效应的能力使渗透率降低；浊点效应是表面活性剂和水是相容的，在大于80℃的时候由溶液形成了乳状液滴，具有亲水和亲油性，所以对储层起到封堵保护的作用。
可采取如下三种方案进行说明，各方案的效果参数如下：
由上表各成分的配比及产生的效果可见，该钻井液具有较强的抑制性，上返岩屑强，有利于录井作业；有很好的抗温能力，抗温在180℃，稳定性好；密度在1.15g/cm3以下，起钻不喷泥浆，下钻不需分段循环，有较好的流变性能、滑性较好、性能稳定。
实施例1：在大庆中深萨53井四十余天施工过程中，应用上表方案1配制的钻井液，钻机的钻速快，起下钻顺利，没有遇阻和粘卡现象，下套管顺利，固井质量优质，全井平均井径扩大率为6.48％，井壁稳定，没有出现塌陷现象。
实施例2：在大庆达深1井(是松辽盆地东南断陷区安达断陷的深井)三开井段施工过程中，应用上表方案2配制的钻井液，该井设计井深为4650米，检测出大小含气层34层，在钻机钻到3970～3976米处气测全烃值为21.5％，取芯取出盆地侏罗系最好的含气砂岩，全井钻井顺利，起钻无挂卡现象，全井平均井径扩大率为13.9％，井壁稳定，也没有出现塌陷现象。
Claims (5)
1、一种油田钻井领域所用的深井抗高温稳定井壁硅酸盐钻井液，包括膨润土、降失水剂，其特征在于：各成分及配比按重量份如下：膨润土2～4份、硅酸盐5～10份、降失水剂3～6份、储层保护剂3～5份、提粘切剂1～3份及水72～86份。
2、根据权利要求1所述的深井抗高温稳定井壁硅酸盐钻井液，其特征在于：硅酸盐的分子式为nNa2SiO3·mK2SiO3，其中n、m为模数n＝3.0～3.2，m＝2.4～2.6，nNa2SiO3含量在60～80％，mK2SiO3。含量在20～40％。
3、根据权利要求1所述的深井抗高温稳定井壁硅酸盐钻井液，其特征在于：降失水剂的分子量在10～20万之间，分子链以C-C链为主链，分子中含有羰基、羧基、磺酸基等基团。
4、根据权利要求1所述的深井抗高温稳定井壁硅酸盐钻井液，其特征在于：提粘切剂的分子量在100～150万之间，分子链以C-C为主链，含有羧基和酰胺基。
5、根据权利要求1所述的深井抗高温稳定井壁硅酸盐钻井液，其特征在于：储层保护剂为非离子表面活性剂，温度在80℃以上出现浊点效应。
Priority Applications (1)
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| CNA021523754A CN1504527A (zh) | 2002-12-05 | 2002-12-05 | 深井抗高温稳定井壁硅酸盐钻井液 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1504527A true CN1504527A (zh) | 2004-06-16 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA021523754A Pending CN1504527A (zh) | 2002-12-05 | 2002-12-05 | 深井抗高温稳定井壁硅酸盐钻井液 |
Country Status (1)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101144009B (zh) * | 2006-09-14 | 2011-05-04 | 北京奥凯立科技发展有限责任公司 | 一种生物改性硅酸盐钻井液体系 |
| CN102212346A (zh) * | 2011-04-21 | 2011-10-12 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 强抑制抗温220℃、高密度抗盐钻井液的配方及制备方法 |
| CN102212347A (zh) * | 2011-04-21 | 2011-10-12 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 强抑制抗温200℃、高密度抗盐钻井液的配方及制备方法 |
| CN115785919A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-03-14 | 延安大学 | 一种非离子表面活性剂作为封堵剂在钻井液中的应用 |
-
2002
- 2002-12-05 CN CNA021523754A patent/CN1504527A/zh active Pending
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