一种水基钻井液制造技术

本发明专利技术公开了一种水基钻井液，属于石油天然气钻井技术领域，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水100重量份、增粘提切剂0.5～1重量份、无机盐10～15重量份、聚合物降滤失剂8～10重量份、页岩封堵剂1～3重量份、润滑剂0.5～3重量份、pH值调节剂0～1重量份和加重材料50～200重量份。本发明专利技术能避免油基钻井液的环境危害性，并具有纳微级封堵、复合抑制和多相润滑的特性，适用于高硬碎性易垮塌的长水平段的页岩气水平井钻井，并具有很好的环境友好性和经济性，适宜推广应用。

A kind of water-based drilling fluid

【技术实现步骤摘要】
一种水基钻井液
本专利技术涉及到石油天然气钻井
，尤其涉及一种水基钻井液。
技术介绍
目前随着我国石油天然气勘探开发力度向非常规能源井加大，页岩气井的勘探开发数量与日俱增。用于商业开发的页岩油气水平井水平段一般长达1000～2500m，页岩微裂缝和层理发育，施工过程中对钻井液的井壁稳定性、润滑性和井眼清洁能力要求极高。因此，国内外在页岩气水平井钻井过程中大多数首选油基钻井液，以应对长井段水平井存在的井壁失稳和高摩阻问题。油基钻井液在抑制、封堵、润滑等方面具有天然优势，但油基钻井液由于配制成本高、废弃钻井液及岩屑处置困难，成为制约页岩气油基钻井液应用的难题。与油基钻井液相比，水基钻井液及其岩屑环境危害性低，便于后期处理，可以最大限度降低安全环保风险。但是，目前常用的水基钻井液的抑制性、封堵性和润滑性通常不足以满足页岩气水平井的钻井需要。公开号为CN105255460A，公开日为2016年01月20日的中国专利文献公开了一种适合于页岩气开发的水基钻井液，在水的基础上按体积百分比组成为：100％的水；2-6％的润滑剂；1-5％的抑制剂；1-5％的封堵防塌剂；1-5％的页岩封堵剂；1-5％的纳米封堵剂；1-3％的降滤失剂；1-3％的添加剂；0-0.4％的提切剂；0.1-0.6％的pH调节剂和0-300％的加重剂。该专利文献公开的适合于页岩气开发的水基钻井液，具有极低的滤失量，能够有效的封堵页岩裂缝，提高井壁稳定性能；并且润滑性能良好，极好的解决页岩气水平井所带来的摩阻与扭矩的问题。但是，该水基钻井液的抑制性能欠佳，且不具备良好的抗岩屑污染性能，因此，难以推广应用。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种水基钻井液，本专利技术能避免油基钻井液的环境危害性，并具有纳微级封堵、复合抑制和多相润滑的特性，适用于高硬碎性易垮塌的长水平段的页岩气水平井钻井，并具有很好的环境友好性和经济性，适宜推广应用。本专利技术通过下述技术方案实现：一种水基钻井液，其特征在于，包括以下重量份数的组分：水100重量份、增粘提切剂0.5～1重量份、无机盐10～15重量份、聚合物降滤失剂8～10重量份、页岩封堵剂1～3重量份、润滑剂0.5～3重量份、pH值调节剂0～1重量份和加重材料50～200重量份。采用该特定范围组分的水基钻井液与现有技术的水基钻井液进行对比：表1从表1中可以看出，采用该特定组分和特定配比混合制得的水基钻井液，具有纳微级封堵、复合抑制和多相润滑的特性，适用于高硬碎性易垮塌的长水平段的页岩气水平井钻井，并具有很好的环境友好性和经济性，适宜推广应用。所述水100重量份、增粘提切剂0.5重量份、无机盐10重量份、聚合物降滤失剂8重量份、页岩封堵剂1重量份、润滑剂0.5重量份和加重材料50重量份。采用该特定值配比与该特定范围组分的水基钻井液进行对比：表2从表2中可以看出，采用该特定值具有更好的抑制性、抗岩屑污染能力、封堵性和润滑性。所述水100重量份、增粘提切剂0.8重量份、无机盐12重量份、聚合物降滤失剂9重量份、页岩封堵剂2重量份、润滑剂1重量份、pH值调节剂0.3重量份和加重材料80重量份。采用该特定值配比与该特定范围组分的水基钻井液进行对比：表3从表3中可以看出，采用该特定值具有更好的抑制性、抗岩屑污染能力、封堵性和润滑性。所述水100重量份、增粘提切剂1重量份、无机盐13重量份、聚合物降滤失剂10重量份、页岩封堵剂3重量份、润滑剂3重量份、pH值调节剂1重量份和加重材料100重量份。采用该特定值配比与该特定范围组分的水基钻井液进行对比：表4从表4中可以看出，采用该特定值具有更好的抑制性、抗岩屑污染能力、封堵性和润滑性。所述页岩封堵剂为纳微封堵剂，通过将质量比为40～50:10～20:20～30的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、液体石蜡和过氧化二叔丁基混合均匀后，加入至滴液漏斗中，在装有冷凝回流装置的四口烧瓶中加入质量比为10～20:5～10的司盘80和吐温80，在通入氮气的条件下，将滴液漏斗中的液体滴入四口烧瓶中，加入氢氧化钠溶液调节pH值至7，恒温水浴加热50～65℃，加入0.3％的偶氮二异丁腈，在搅拌状态下反应4～5h，冷却至10～30℃即得纳微封堵剂。所述聚合物降滤失剂为抗高价盐聚合物降滤失剂，通过在通入氮气的条件下，向反应容器中加入质量比为40～50:20～30:20～30:10～20的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵和N-乙烯基吡咯烷酮，加入氢氧化钠溶液调节pH值至7，升温至50～65℃，加入0.3％的过硫酸铵搅拌混合均匀，加热反应2～3h，冷却至10～30℃即得抗高价盐聚合物降滤失剂。所述增粘提切剂为膨润土。所述无机盐为甲酸钾。所述润滑剂为白油、石墨、改性植物油中的一种或多种。所述pH值调节剂为氢氧化钠。所述加重材料为重晶石。本专利技术的有益效果主要表现在以下方面：1、本专利技术，采用这种“水100重量份、增粘提切剂0.5～1重量份、无机盐10～15重量份、聚合物降滤失剂8～10重量份、页岩封堵剂1～3重量份、润滑剂0.5～3重量份、pH值调节剂0～1重量份和加重材料50～200重量份”特定组分和特定配比混合制得的水基钻井液，在页岩气长水平井钻进过程中，能够避免油基钻井液的环境危害性，并具有纳微级封堵、复合抑制和多相润滑的特性，适用于高硬碎性易垮塌的长水平段的页岩气水平井钻井，并具有很好的环境友好性和经济性，适宜推广应用。2、本专利技术，水基钻井液的密度范围为1.3～2.2g/cm3，高温高压滤失量小于5ml，页岩滚动回收率可达98％以上，具有抑制性强、润滑防卡性优秀和流变性良好的特性。3、本专利技术，水基钻井液的页岩膨胀量大于白油基钻井液的页岩膨胀量，明显优于清水的页岩膨胀量；水基钻井液的一次滚动回收率高于白油基钻井液的一次滚动回收率，二次滚动回收率低于白油基钻井液的二次滚动回收率，水基钻井液与油基钻井液的抑制性能十分相近。4、本专利技术，水基钻井液，较现有技术油基钻井液而言，在页岩气长水平井钻进过程中，随着岩屑加量的增加，水基钻井液性能变化不大，具有良好的抗岩屑污染能力，对环境友好，后续岩屑处理容易。5、本专利技术，水基钻井液，具有明显的弱凝胶特征，在保证一定的悬浮能力同时，又满足了较小的开泵压力；高温高压滤失量相差0.6ml，具有很好的封堵性能。6、本专利技术，通过表1得知，采用该特定范围组分的水基钻井液具有纳微级封堵、复合抑制和多相润滑的特性，通过表2-4得知，采用该特定值具有更好的抑制性、抗岩屑污染能力、封堵性和润滑性；经过大量的现场施工发现本专利技术的水基钻井液尤其适用于页岩气长水平井使用。具体实施方式实施例1一种水基钻井液，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水基钻井液，其特征在于，包括以下重量份数的组分：/n水100重量份、增粘提切剂0.5～1重量份、无机盐10～15重量份、聚合物降滤失剂8～10重量份、页岩封堵剂1～3重量份、润滑剂0.5～3重量份、pH值调节剂0～1重量份和加重材料50～200重量份。/n

【技术特征摘要】
1.一种水基钻井液，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
水100重量份、增粘提切剂0.5～1重量份、无机盐10～15重量份、聚合物降滤失剂8～10重量份、页岩封堵剂1～3重量份、润滑剂0.5～3重量份、pH值调节剂0～1重量份和加重材料50～200重量份。


2.根据权利要求1所述的一种水基钻井液，其特征在于：所述水100重量份、增粘提切剂0.5重量份、无机盐10重量份、聚合物降滤失剂8重量份、页岩封堵剂1重量份、润滑剂0.5重量份和加重材料50重量份。


3.根据权利要求1所述的一种水基钻井液，其特征在于：所述水100重量份、增粘提切剂0.8重量份、无机盐12重量份、聚合物降滤失剂9重量份、页岩封堵剂2重量份、润滑剂1重量份、pH值调节剂0.3重量份和加重材料80重量份。


4.根据权利要求1所述的一种水基钻井液，其特征在于：所述水100重量份、增粘提切剂1重量份、无机盐13重量份、聚合物降滤失剂10重量份、页岩封堵剂3重量份、润滑剂3重量份、pH值调节剂1重量份和加重材料100重量份。


5.根据权利要求1所述的一种水基钻井液，其特征在于：所述页岩封堵剂为纳微封堵剂，通过将质量比为40～50:10～20:20～30的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、液体石蜡和过氧化二叔丁基混合均...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳砚华，范劲，李茂森，何涛，冯学荣，彭碧强，肖沣峰，胡静，李俊材，肖蓝宣，杨野，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51