一种抗高温封堵防塌钻井液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了油气开发的钻井液，具体是一种抗高温封堵防塌钻井液及其制备方法和应用。所述钻井液主要由如下质量百分比的原料组成：钠基膨润土2～3%、碳酸钠0.1～0.2%、pH调节剂0.1～0.3%、聚合物聚丙烯酰胺钾0.2～0.3%、氯化钾3～4%、抗高温抗盐降滤失剂0.5～1%、两性离子聚合物降滤失剂0.5～1%、磺化酚醛树脂Ⅱ2～5%、磺化褐煤树脂2～5%、多软化点封堵防塌剂2～3%、微纳米封堵剂1～3%、超细碳酸钙2～3%、氧化钙0.2～0.5%、辅助添加剂0～5%、余量为水；所述钻井液以重晶石粉调节密度。本发明专利技术的抗温≥200℃、API滤失量≤2mL、200℃/3.5MPa滤失量≤12mL，具有优异的抗高温、封堵、防塌技术特点，有利于提高井壁稳定性。有利于提高井壁稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种抗高温封堵防塌钻井液及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及油气开发的钻井液，具体是一种适用于超深井的抗高温封堵防塌钻井液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在油气开发的钻井工艺中，钻井液是钻井工艺可靠实现的重要作用液，对井壁稳定、防坍塌起着至关重要的作用。油气井内的地层温度，随着钻进深度的不同而不同，近年来油气井的勘探开发逐渐向着深井、超深井拓展。超深井内的高温、高压等井况因素，对钻井液的性能具有很大程度的影响，甚至会影响到钻井的安全性和钻进速度等，这也就对适应钻井深度的钻井液的耐温性提出了高技术要求。
[0003]油气井内的地层高温，对钻井液的影响主要是通过对其组分产生影响引起的，一是高温对于粘土的影响，包括高温分散、高温聚结和高温钝化等；二是高温对于钻井液处理剂的影响，包括高温降解、高温交联、高温解析附以及高温去水化等；三是高温对于钻井液性能影响，主要包括粘度、滤失量、流变性等。常见水基钻井液的最大耐温范围为180℃，难以满足超深井内的井况温度环境。
[0004]近年来，超深油气井的钻进深度向着6800m迈进，井底温度可达200℃，地层压力可达63MPa。当前常见的水基钻井液难以满足6800m以上超深井的钻进技术要求，需要形成耐温高达200℃的水基钻井液，以适应超深井的钻进。
[0005]在已公开的我国专利文献中，披露了可适应200℃以上地层高温的水基钻井液，例如中国专利文献公开的名称为“抗248℃超高温的低密度水基钻井液及其制备方法与应用”（公开号CN108659801A，公开日2018.10.16）的技术，该技术形成低密度聚磺水基钻井液，以抗超深井下的超高温工况环境。然而，该技术的组成配方复杂，以改性石墨作为润滑剂虽提高了钻井液流变性，但对地层裂缝封堵、防塌性能较为欠缺，不利于保障井壁稳定性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的技术目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种超深井钻进用的抗高温封堵防塌钻井液，以改善现有技术中超高温钻井液难以抗温200℃及不利于提高井壁稳定性的技术问题。
[0007]为了实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案是，一种抗高温封堵防塌钻井液，所述钻井液主要由如下质量百分比的原料组成：钠基膨润土
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2～3%、碳酸钠
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0.1～0.2%、pH调节剂
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0.1～0.3%、聚合物聚丙烯酰胺钾
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0.2～0.3%、氯化钾
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3～4%、抗高温抗盐降滤失剂
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0.5～1%、
两性离子聚合物降滤失剂
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0.5～1%、磺化酚醛树脂
Ⅱꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2～5%、磺化褐煤树脂
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2～5%、多软化点封堵防塌剂
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2～3%、微纳米封堵剂
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1～3%、超细碳酸钙
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2～3%、氧化钙
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0.2～0.5%、辅助添加剂
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0～5%、余量为水；所述钻井液以重晶石粉调节密度。
[0008]作为优选，所述钻井液主要由如下质量百分比的原料组成：钠基膨润土
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2%、碳酸钠
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0.1%、pH调节剂
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0.3%、聚合物聚丙烯酰胺钾
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0.2%、氯化钾
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3%、抗高温抗盐降滤失剂
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1%、两性离子聚合物降滤失剂
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0.5%、磺化酚醛树脂
Ⅱꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3%、磺化褐煤树脂
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2%、多软化点封堵防塌剂
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2%、微纳米封堵剂
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3%、超细碳酸钙
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2%、氧化钙
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0.2%、余量为水；所述钻井液以重晶石粉调节密度。
[0009]所述抗高温抗盐降滤失剂，为抗地层中1.2
×
105mg/L盐、石膏污染及抗地层200℃高温的褐煤类。
[0010]所述两性离子聚合物降滤失剂为抗地层200℃高温的五元共聚抗高温降滤失剂。
[0011]所述聚合物聚丙烯酰胺钾为含羧钾聚丙烯酰胺衍生物。
[0012]所述多软化点封堵防塌剂为沥青质类。
[0013]所述pH调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
[0014]所述辅助添加剂为除硫剂、磺化单宁、润滑剂、消泡剂、堵漏剂、斯盘80和/或杀菌剂。
[0015]一种上述抗高温封堵防塌钻井液的制备方法，所述制备方法包括下列工艺步骤：S1，在常温、常压下的水中，加入配方量的钠基膨润土、碳酸钠、pH调节剂，搅拌至少24h，水化膨胀形成碱性钻井液；S2，在碱性钻井液中加入配方量的聚合物聚丙烯酰胺钾、抑制剂KCl、抗高温抗盐降滤失剂、两性离子聚合物降滤失剂、磺化酚醛树脂Ⅱ、磺化褐煤树脂、多软化点封堵防塌
剂、微纳米封堵剂、超细碳酸钙、氧化钙、辅助添加剂，搅拌均匀；过程中，根据地层深度要求在搅拌状态下加入重晶石粉调节钻井液密度，持续搅拌至设定密度。
[0016]一种上述抗高温封堵防塌钻井液的应用，所述钻井液应用于目的层深度≥6900m、目的层温度≥180℃的钻井施工作业。
[0017]在上述钻井液中，以水+钠基膨润土+碳酸钠形成基浆；以氢氧化钠或氢氧化钾调节其适应于作业工况环境的pH值；两性离子聚合物降滤失剂作为一种共聚抗高温降滤失剂，可抗地层200℃高温的淡水；聚合物选聚丙烯酰胺钾盐作为一种含羧钾聚丙烯酰胺衍生物，具有很强的抑制页岩分散作用，并兼有降失水、改善流型及增加润滑性等功能，从而能够改善井液的流变性并能有效地包被钻屑，抵制地层造浆，防止软泥液岩和硬脆性泥液岩的水化和剥落，起到稳定井壁、防塌的作用，同时具有较好的降失水作用，与其它处理剂配伍性好；氯化钾作为一种无机盐抑制剂，能够抑制泥页岩和钻屑的水化分散，降低泥浆结构粘度和水眼粘度，在混层粘土矿物的易塌层作用明显；抗高温抗盐降滤失剂选自褐煤类可抗地层高温200℃以上；多软化点封堵防塌剂选沥青质类产品，利用其软化点作用，在地层表面形成油质类薄油膜有效保持易坍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗高温封堵防塌钻井液，其特征在于，所述钻井液主要由如下质量百分比的原料组成：钠基膨润土
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2～3%、碳酸钠
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0.1～0.2%、pH调节剂
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0.1～0.3%、聚合物聚丙烯酰胺钾
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0.2～0.3%、氯化钾
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3～4%、抗高温抗盐降滤失剂
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0.5～1%、两性离子聚合物降滤失剂
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0.5～1%、磺化酚醛树脂
Ⅱꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2～5%、磺化褐煤树脂
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2～5%、多软化点封堵防塌剂
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2～3%、微纳米封堵剂
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1～3%、超细碳酸钙
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2～3%、氧化钙
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0.2～0.5%、辅助添加剂
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0～5%、余量为水；所述钻井液以重晶石粉调节密度。2.根据权利要求1所述抗高温封堵防塌钻井液，其特征在于，所述钻井液主要由如下质量百分比的原料组成：钠基膨润土
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2%、碳酸钠
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0.1%、pH调节剂
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0.3%、聚合物聚丙烯酰胺钾
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0.2%、氯化钾
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3%、抗高温抗盐降滤失剂
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1%、两性离子聚合物降滤失剂
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0.5%、磺化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春，杨青廷，罗恒荣，王佩平，梁文云，刘丹婷，王剑南，徐华，吴昱，林川，谭跃，
申请(专利权)人：中石化西南石油工程有限公司钻井一分公司，
类型：发明
国别省市：