一种超大位移井高温水基钻井液制造技术

本发明专利技术提供了一种超大位移井高温水基钻井液，涉及石油钻井工程油田化学技术领域。本发明专利技术的超大位移井高温水基钻井液在不同密度(1.05～2.20g/cm3)和不同温度老化(140～200℃)后：粘度和切力适中，动塑比和6转、3转的读数较大，有利于超大位移井水平段和造斜段的井眼净化，防止钻井过程中产生岩屑床，从而造成其下钻遇阻、卡钻等事故；API滤失量和高温高压失水较低，滚动回收率较高，抑制性强，可以有效降低井壁失稳坍塌的风险；极压润滑系数与油基相当，说明超大位移高温水基钻井液能够克服大位移井高摩阻扭矩的难题。体系大密度和温度范围保持性能稳定，有利于超大位移高温井的应用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种超大位移井高温水基钻井液


[0001]本专利技术涉及石油钻井工程油田化学
，尤其涉及一种超大位移井高温水基钻井液。

技术介绍

[0002]近些年来，国内外油气资源勘探开发领域不断向深水、深层迈进，海上深层和超深部地层油气资源开发也越来越多，未来超高温高压环境可能成为海上深层油气勘探开发面临的常态。而且，根据油气藏储层分布开展定向钻进的超大位移井钻井技术可以提高单井的油气资源可控储量和采收率，降低勘探和开发作业成本。所以，使用大位移井技术进行海上深层油气资源的勘探开发也越来越多。
[0003]超大位移井(指水垂比大于2或者水平位移距离大于2000m的作业井)由于水平位移比普通大位移井更长，水垂比更大，井眼清洁困难、井壁稳定性较差和摩阻扭矩高等问题比常规大位移井更加突出，对钻井液的润滑减阻、稳定井壁和悬砂携岩等性能要求更高；钻进地层高温高压更加剧了勘探和开发的难度，针对超大位移井高温高压井钻井液，不仅需要良好的润滑减阻、稳定井壁和悬砂携岩的性能，更要保持高温下良好的稳定性。
[0004]授权号为CN110846004B的专利技术专利公布了一种高温水基钻井液，钻井液配方：103～104份基浆、1～1.5份降滤失剂Ⅰ、1.5～2份降滤失剂Ⅱ、2～2.5份降滤失剂Ⅲ、2份聚乙二醇、1～1.5份胺基硅醇、3～5份氯化钾、2～2.5份润滑剂、0.6～1份600～800目的碳酸钙粉末、1.2～1.5份400～500目改性硅藻土及添加量为使高温水基钻井液加重至1.4～1.7g/cm3的重晶石。该高温水基钻井液能够抗高温、降低钻井液渗透率、滤失量，但是动切力较低，动塑比较小，不利于大位移井的井眼净化。
[0005]授权号为CN102002350B的专利技术专利公布了一种高温水基钻井液，配方按重量份如下：水100份、钠基膨润土1～6份、钻井液高温保护剂0.5～3份、高温降滤失剂GLJ
‑
I 2～6份、高温降滤失剂GLJ
‑
II 2～6份、高温封堵剂2～4份、重晶石0～300份。该专利提供的超高温水基钻井液配方体系抗温达240℃，具有较低的高温高压滤失性能和良好的流变性能，在长深5井和莫深1井得到成功应用。但是动切力太大，容易憋泵，对井壁冲刷大，不利于井壁稳定。
[0006]申请号为CN201711091987.2的专利技术专利公开了一种纤维素纳米纤维及含有该组分的无粘土相水基钻井液：包括纤维素纳米纤维、降滤失剂、页岩抑制剂、润滑剂、高温稳定剂、水和加重材料；以1L水的体积为基准，纤维素纳米纤维的含量为1～30g；降滤失剂的含量为20～40g；页岩抑制剂的含量为10～30g；所述高温稳定剂的含量为1～10g；所述润滑剂的含量为20～30g；所述加重材料在每升无粘土相水基钻井液中的含量为100～2000g。该专利提供的水基钻井液在高温180℃老化前后条件下流变性能良好、稳定，动塑比达0.5以上，钻井液剪切稀释性与触变性强，具有“快速弱凝胶”特性，有利于提高大位移井、水平井钻井过程中的钻井液携岩效率。但是，该体系的抗温效果仍然有所欠缺。
[0007]综上，目前公开专利、科技论文已有大量抗高温水基钻井液和大位移井水基钻井
液的报道。但是，同时具有良好润滑性、较强井壁稳定性、良好井眼净化效果，同时具有较强抗高温稳定性能的水基钻井液还较少见。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种水基钻井液，同时具有良好润滑性、较强井壁稳定性、良好井眼净化效果以及较强的抗高温稳定性能，有利于在超大位移高温井中应用。
[0009]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0010]本专利技术提供了一种水基钻井液，包括水基液，和占水基液以下质量百分比的各组分：
[0011]钠基膨润土：2～3％；
[0012]碱性pH调节剂：0.5～2％；
[0013]抗高温降滤失剂：2～4％；
[0014]包被剂：0.5～1.5％；
[0015]无机盐：5～20％；
[0016]加重剂：0～250％；
[0017]抗高温流型调节剂：0.2～1.5％；
[0018]抗高温抑制剂：1～3％；
[0019]高效润滑剂：15～25％；
[0020]高温稳定剂：1～3％；
[0021]所述抗高温降滤失剂包括改性淀粉类降滤失剂、改性纤维素类降滤失剂和抗高温聚合物类降滤失剂；所述抗高温聚合物类降滤失剂由2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、丙烯酰氧丁基磺酸、丙烯酸和丙烯酰胺经水溶液自由基聚合得到；
[0022]所述抗高温流型调节剂为黄原胶经丙烯酰胺、N
‑
乙烯吡咯烷酮接枝改性后得到的聚合物；
[0023]所述抗高温抑制剂为丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵和乙烯基三甲氧基硅烷的聚合物；
[0024]所述高效润滑剂包括改性聚天冬氨酸、己二胺四甲叉膦酸钠和水；
[0025]所述改性聚天冬氨酸的制备包括以下步骤：将水、聚琥珀亚胺粉末、第一氢氧化钠溶液和N,N
‑
二甲基
‑
1,3
‑
丙二胺混合，在70～80℃进行开环聚合，降温至25～35℃，向所得产物体系中加入第二氢氧化钠溶液，进行水解，得到改性聚天冬氨酸；
[0026]所述高温稳定剂由丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵和2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸经过反相乳液聚合得到。
[0027]优选的，所述水基液为淡水或海水。
[0028]优选的，所述碱性pH调节剂为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾和氢氧化镁的一种或多种。
[0029]优选的，所述碱性pH调节剂的质量为100份计，所述碱性pH调节剂包括氢氧化钠20～40份、碳酸钠30～40份和氢氧化镁30～40份。
[0030]优选的，所述包被剂为阳离子聚丙烯酰胺类包被剂和两性离子聚合物类包被剂的一种或两种。
[0031]优选的，所述无机盐以100质量份计，所述无机盐包括30～50份氯化钠和50～70份氯化钾。
[0032]优选的，所述抗高温流型调节剂的制备方法包括以下步骤：将黄原胶、水、丙烯酰胺、N
‑
乙烯吡咯烷酮和引发剂混合，进行接枝聚合，得到所述抗高温流型调节剂；
[0033]所述黄原胶、水、丙烯酰胺和N
‑
乙烯吡咯烷酮的质量比为(3～6)：100：(1～2)：(5～10)：所述接枝聚合的温度为70～80℃；时间为180～240min。
[0034]优选的，所述抗高温聚合物类降滤失剂的制备方法包括以下步骤：将2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、丙烯酰氧丁基磺酸、丙烯酸和丙烯酰胺溶解到氢氧化钠溶液中，并调节溶解液的pH值为9，升温至55～65℃，加入引发剂，进行水溶液自由基聚合，向所得聚合产物中加入钛白粉，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水基钻井液，其特征在于，包括水基液，和占水基液以下质量百分比的各组分：钠基膨润土：2～3％；碱性pH调节剂：0.5～2％；抗高温降滤失剂：2～4％；包被剂：0.5～1.5％；无机盐：5～20％；加重剂：0～250％；抗高温流型调节剂：0.2～1.5％；抗高温抑制剂：1～3％；高效润滑剂：15～25％；高温稳定剂：1～3％；所述抗高温降滤失剂包括改性淀粉类降滤失剂、改性纤维素类降滤失剂和抗高温聚合物类降滤失剂；所述抗高温聚合物类降滤失剂由2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸、丙烯酰氧丁基磺酸、丙烯酸和丙烯酰胺经水溶液自由基聚合得到；所述抗高温流型调节剂为黄原胶经丙烯酰胺、N
‑
乙烯吡咯烷酮接枝改性后得到的聚合物；所述抗高温抑制剂为丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵和乙烯基三甲氧基硅烷的聚合物；所述高效润滑剂包括改性聚天冬氨酸、己二胺四甲叉膦酸钠和水；所述改性聚天冬氨酸的制备包括以下步骤：将水、聚琥珀亚胺粉末、第一氢氧化钠溶液和N,N
‑
二甲基
‑
1,3
‑
丙二胺混合，在70～80℃进行开环聚合，降温至25～35℃，向所得产物体系中加入第二氢氧化钠溶液，进行水解，得到改性聚天冬氨酸；所述高温稳定剂由丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵和2
‑
丙烯酰胺
‑2‑
甲基丙磺酸经过反相乳液聚合得到。2.根据权利要求1所述的水基钻井液，其特征在于，所述水基液为淡水或海水。3.根据权利要求1所述的水基钻井液，其特征在于，所述碱性pH调节剂为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾和氢氧化镁的一种或多种。4.根据权利要求3所述的水基钻井液，其特征在于，所述碱性pH调节剂的质量为100份计，所述碱性pH调节剂包括氢氧化钠20～40份、碳酸钠30～40份和氢氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：许明标，由福昌，焦凯，可点，
申请(专利权)人：荆州嘉华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：