一种硝酸钙环保钻井液及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种硝酸钙环保钻井液配方及制备方法，至少包括质量百分比为3～5％的无机絮凝剂，0.3～1％的提粘剂，0.5～1.0％的降滤失剂，0.1～0.3％的碱度控制剂，0.03～0.1％的防腐剂，其余为清水，该钻井液具有低黏高切、流动性好、抗石膏污染能力强、固相容量大、泥饼薄而坚韧、流变性能易于调节、适度絮凝而又稳定、防塌效果突出。

【技术实现步骤摘要】
一种硝酸钙环保钻井液及制备方法
本专利技术涉及一种油气田钻井作业中的钻井液及制备方法，是一种特别适合于厄瓜多尔SACHA区块表层大井眼井段钻进的硝酸钙环保钻井液配方及制备方法。
技术介绍
厄瓜多尔SACHA区块属于海相环境新生界砂泥岩沉积，主要地层为晚第三系、第三系、白垩系。其中晚第三系和第三系都是比较新的地层，泥岩地层厚，其井段长，欠压实，稳定性差，地层吸水性强，分散性高，造浆严重，极易发生井壁跨塌、钻头泥包、起下钻遇阻遇卡，甚至造成填井或报废等一系列井下复杂。厄瓜多尔目的层为重油开发，为方便油层段电潜泵的使用，定向井多采用“S”型井眼轨迹，并以大位移开发井为主(井深10000ft以上)，造斜点较高(500ft)，位移垂深比接近1:1，井身结构以大井眼为主，井身结构多采用：φ406.4mm钻头*φ339.7mm套管-6500ft+φ311.2mm钻头*φ244.5mm技术套管-9500ft+φ215.9mm钻头*φ177.8mm生产套管-11000ft。在国内这种大井眼井身结构用于定向井实属罕见。这种特殊井身结构造成井眼清洁困难，造成井下事故频发，特别是339.7mm表层套管下入困难，普遍存在下不到底的问题。该区块处于亚马逊热带雨林自然保护区域，环保要求极高，当地政府专门制定石油环保相关法律强行要求钻屑和废液无毒害直接掩埋排放，排放标准中无毒、低电导率、低油对钻井液材料和体系都提出了以环保为基础的更高要求，国内广泛使用的硫酸钾、甲酸盐类环保钻井液由于电导率要求在当地都无法使用。因此需要研发一种针对厄瓜多尔表层大井眼井段地层特点，具有优良的井壁稳定性、高效的携砂带砂、利于环保和自主知识产权的钻井液配方，满足厄瓜多尔SACHA区块表层大井眼井段开发需要。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种能够实现了钻井液低黏高切、触变性好，成功解决了CHALCANA软泥岩恶性造浆、携砂带砂难题，大幅降低了钻井液替换量和废弃物处理难度，钻井液施工与废弃物处理齐头并进的硝酸钙环保钻井液及制备方法，并解决了339.7mm表层套管普遍存在下不到底的难题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案，一种硝酸钙环保钻井液，其特征在于，至少包括质量百分比为3～5％的无机絮凝剂，0.3～1％的提粘剂，0.5～1.0％的降滤失剂，0.1～0.3％的碱度控制剂，0.03～0.1％的防腐剂，其余为清水。还包括质量百分比为0.2-0.5％的稀释剂，该稀释剂为两性离子聚合物稀释剂。还包括质量百分比为0.2～0.3％的堵漏剂，该堵漏剂为纤维类随钻堵漏剂。还包括质量百分比为5～20％的加重剂，该加重剂为石灰石或重晶石。还包括质量百分比为0.5～1％的清洁剂，该清洁剂为直径小于5微米的纤维。所述的无机絮凝剂是硝酸钙。所述的提粘剂是黄原胶、高粘聚阴离子纤维素、搬土中的一种或二种以上的混合物。所述的降滤失剂是低粘聚阴离子纤维素，或低粘羧甲基纤维素，或羟乙基纤维素中的一种或两种。所述的碱度控制剂是氢氧化钠，或氢氧化钾，或强氧化钙。一种硝酸钙环保钻井液的制备方法，选取质量百分比为3～5％的无机絮凝剂，0.2-0.5％的稀释剂，0.3～1％的提粘剂，0.2～0.3％的堵漏剂，0.5～1.0％的降滤失剂，0.1～0.3％的碱度控制剂，0.03～0.1％的防腐剂，5～20％的加重剂，0.5～1％的清洁剂，其余为水，并按照以下步骤进行制备：1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；2)按照上述质量百分比给清水中加入降滤失剂，提粘剂，并充分搅拌混合均匀；3)向搅拌均匀的混合物中再加入上述配比的无机絮凝剂、稀释剂和加重剂；4)向步骤3)中得到的混合物中再分别加入上述比例的防腐剂，搅拌使其溶解；5)向步骤4)中得到的溶解液中再加入上述比例的清洁剂，充分搅拌；6)向步骤5)中得到的混合液中用上述配比的碱度调节剂，并将pH值调至7～8.5，得到所需的钻井液。7)在实用步骤6)得到的钻井液时，向得到的钻井液中加入质量百分比为0.2～0.3％的堵漏剂。本专利技术采用上述技术方案，具有以下优点：1、本专利技术选用硝酸钙和两性离子聚合物稀释剂作为絮凝抑制剂，形成具有低黏高切、触变性、抗石膏污染能力强、固相容量大、适度絮凝而又稳定、有效防止地层坍塌；2、选择、研制合适的处理剂，满足现场钻井液流变性能的要求；3、提供的硝酸钙环保钻井液体系，不仅能够提供优良的井壁稳定性，还能提供良好的固控性能，以提高钻速，并且符合环境管理要求。具体实施例下面结合实施例对本专利技术油气田钻井作业中的钻井液及制备方做出进一步的详细说明。实施例1选取质量百分比为3％的硝酸钙，0.3％的黄原胶，0.5％的低粘聚阴离子纤维素，0.1％的氢氧化钠，0.03％的防腐剂(甲醛或戊二醛)，其余为清水等原料，1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；2)按照上述质量百分比给清水中加入0.5％的低粘聚阴离子纤维素，0.3％的黄原胶，并充分搅拌混合均匀；3)向搅拌均匀的混合物中再加入上述配比的3％的硝酸钙；4)向步骤3)中得到的混合物中再分别加入上述比例的0.03％的甲醛或戊二醛，搅拌使其溶解；5)向步骤4)中得到的混合液中用上述配比的0.1％的氢氧化钠，并将pH值调至7，配制成钻井液。6)在实用步骤5)得到的钻井液时，向得到的钻井液中加入质量百分比为0.2％的堵漏剂。一、测试性能实验按照API推荐钻井液测试标准检验，基本性能如表1所示，表1一种配比钻井液基本性能序号性能名称指标1密度，g/cm31.042FV，sec.283APIFL，mL5.04pH75PV，mPa·s86YP，Pa58静切力，Pa1～4二、按照上述组成配比，根据配制程序在现场配制，进行了5口井的现场试验，取得以下效果：SACHA446D井是进入厄瓜多尔市场的第四口井，表层井段设计为φ406.4mm井眼，设计井段0ft～6370ft，从1100ft开始造斜，钻进至2825ft，井斜达到34.49度，然后一直稳斜至表层打完。该井2014年6月1日22:00开始φ406.4mm井段施工，先后钻遇CHALCANA软泥岩，ORTEGUAZA页岩，于6月6日23:00钻至6372ft(垂深5645ft，井斜35.55度)表层完钻。表层单只钻头成功钻穿CHALCANA软泥岩地层，进入ORTEGUAZA页岩层，起下钻不阻不卡、φ339.7mm表层套管一次性下到井底，这在SACHA区块尚属于首次。整个井段钻井液表现出低黏高切、流动性好、抗石膏污染能力强、固相容量大、泥饼薄而坚韧、流变性能易于调节、适度絮凝而又稳定，能有效防止软泥页岩地层坍塌。其它技术指标：密度1.04g/cm3,FV28s,APIFL5ml,泥饼0.2mm,pH7,含砂量小于0.3％,PV8mPa.s,YP5Pa。该钻井液不仅能够提供优良的井壁稳定性，还能提供良好的固控性能，以提高钻速，并且符合环境管理要求，满足了厄瓜多尔SACHA区块表层大井眼井段钻进的需要。实施例2选取质量百分比为5％的硝酸钙，1％黄原胶，1％的低粘聚阴离子纤维素，0.3％的氢氧化钾，0.1％的甲醛，其余为清水等原料，1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；2)按照上述质量百分比给清水中加入1％的低粘聚阴离子纤维素，1％的黄原胶，并充分搅拌混合均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硝酸钙环保钻井液，其特征在于，至少包括质量百分比为3～5％的无机絮凝剂，0.3～1％的提粘剂，0.5～1.0％的降滤失剂，0.1～0.3％的碱度控制剂，0.03～0.1％的防腐剂，其余为清水。

【技术特征摘要】
1.一种硝酸钙环保钻井液的制备方法，其特征在于，选取质量百分比为3～5％的无机絮凝剂，0.2-0.5％的稀释剂，0.3～1％的提粘剂，0.2～0.3％的堵漏剂，0.5～1.0％的降滤失剂，0.1～0.3％的碱度控制剂，0.03～0.1％的防腐剂，5～20％的加重剂，0.5～1％的清洁剂，其余为水，并按照以下步骤进行制备：1)在现场配浆罐内装入上述配比的清水；2)按照上述质量百分比给清水中加入降滤失剂，提粘剂，并充分搅拌混合均匀；3)向搅拌均匀的混合物中再加入上述配比的无机絮凝剂、稀释剂和加重剂；4)向步骤3)中得到的混合物中再分别加入上述比例的防腐剂，搅拌使其溶解；5)向步骤4)中得到的溶解...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宝军，杨斌，崔贵涛，张岳荣，蒋振伟，苏欢，郑玉辉，罗勇，宁小军，王兆政，陈灿，张斌，方曦，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61