【技术实现步骤摘要】
本申请涉及钻井工程油田化学，具体涉及一种抗高温弱凝胶防气侵钻井液及其制备方法。
技术介绍
1、在钻井过程中，具有低密度、强扩散、易置换特征的ch4和co2等气体会进入井筒发生气侵，油气上窜速度快，频次高，程度严重，漏涌同存。部分作业井若发生欠平衡气侵可通过提高钻井液密度缓解气侵，但是部分作业井会同时发生重力置换气侵和欠平衡气侵，提高钻井液密度反而会加剧气侵同时导致漏失，极易造成井喷、溢流等井下复杂事故。现场防气侵的方法主要在于合理控制钻井液密度和压差，常用精细控压钻井、节流循环排气、打重浆帽或气滞塞、封缝堵气等技术活方法控制气侵，争取安全作业时间。但是，降低钻井液密度能有效解决欠平衡气侵，但无法抑制重力置换气侵；控压钻井可有效控制气体侵入量，但需建立精确压力预测模型；节流循环排气的排气时间长，影响钻井时效，而且无法避免co2等气体对泥浆性能影响；打重浆帽或气滞塞存在气滞塞凝胶快顶替困难和重浆帽易压漏地层，造成储层污染等问题；储层封缝堵气适用于微裂缝储层堵气，但对材料强度和抗温等要求高。
2、弱凝胶钻井液体系的弱凝胶结构具有独特的流变性，表观黏度低、动塑比高，低剪切速率黏度高，切力恢复迅速，无时间依赖性，抗温、抗盐钙侵和储层保护性能强，在海上大位移井中应用较为广泛，有利于悬浮钻屑，提高井眼净化能力和储层保护。弱凝胶钻井液体系固相含量低，有利于减少储层污染，提高产量；体系的lsrv值较高，有效降低气体在裂缝和井筒的窜流速度，降低循环排气时间；弱凝胶钻井液的聚合物大分子粘附在井壁，可以形成致密泥饼封堵微裂缝，降低气体进入井
3、专利号zl201410197739.6的专利技术专利公开了一种适用于大位移井、水平井的弱凝胶无固相水基钻井液。本专利技术提供的钻井液由包被剂、流型调节剂、降滤失剂、抑制剂、润滑剂、ph调节剂、缓蚀剂、盐和淡水制成，制备该弱凝胶无固相水基钻井液的各组分的重量百分比为：包被剂：0.5％-1％；流型调节剂：0.5-1％；降滤失剂：2％-6％；抑制剂：0.5％-1％；润滑剂：1％-6％；ph调节剂：0.2％-1％；缓蚀剂：0.2％-0.5％；盐：5％-40％，余量为水。该专利技术还公开了其制备方法。该弱凝胶无固相水基钻井液低剪切速率下粘度高、抗温性好且具有较强抑制性和润滑性，体系抗温为140℃。
4、专利号zl201410198623.4的专利技术专利公开了一种钻井液用有机-无机复合型弱凝胶流型调节剂及其制备方法。该抗高温流型调节剂以羟乙基纤维素、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素、黄原胶、羟丙基瓜尔胶、蛇纹石棉纤维、脂肪酸甲酯、十水四硼酸钠、亚硫酸钠和水为原料，经过捏合交联、捏合剥离以及复配的方法所制备而成。该流型调节剂具有化学稳定性好，抗温、抗盐、易降解等优点，能够与无固相水基钻井液充分配伍，提高无固相钻井液的低剪切速率粘度值，防止井塌、卡钻、井漏等钻井过程中复杂事故的发生。该流型调节剂能抗120℃高温。
5、专利号zl201310644139.5的专利技术专利公开了一种钻井液用弱凝胶剂及其制备方法。其特征在常温条件下，向反应釜中按比例依次加入天然改性植物胶、丙烯酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺、非离子氟碳表面活性剂、双丙酮丙烯酰胺、纯碱，调节ph值至8-9，经氮气除氧后加入引发剂，在紫外线照射下进行聚合反应，然后经过干燥制得成品。本方法得到的产品具有良好的抗温性能和增粘提切效果，能用于水平井中可提高钻井液的携带岩屑的能力，可解决水平井段的静态悬砂和动态携砂问题；另外还具有良好的配伍性，适用于淡浆和盐水浆，可保护储层较少伤害。
6、论文《抗高温无固相弱凝胶钻井完井液技术(文飞等，钻井液与完井液，2016年7月)》介绍了一种无固相弱凝胶钻完井液体系，抗温150℃，具有高黏度、低剪切速率黏度高、抗高温、抗腐蚀性强、主剂材料易降解等优点，适用于低密度、低渗、成岩性差的地层。现场试验应用表明，体系防漏防塌能力强，对储层和环境保护性好，该井产量超过邻井产量30％以上，达到了安全钻井和提高油井产量的双重目的。
7、论文《抗高温无固相弱凝胶钻井液体系研究(许明标等，油田化学，2012年6月)》介绍了一种在储层钻进中使用的抗高温无固相弱凝胶钻井液体系，抗温160℃，具有优异的悬浮携砂性能，形成的弱凝胶有独特的流变性，具有表观黏度低、动塑比高、低剪切速率黏度高、悬浮携砂能力强等特点，可有效克服水平井或大斜度井段携砂难、易形成沉砂床的问题，保证了井眼清洁。
8、目前公开专利、科技论文已有大量弱凝胶钻井液体系以及流型调节剂、弱凝胶剂等核心助剂的室内试验和现场应用报告，但是体系的抗高温性能一般小于150℃。但是部分作业井的储层井底温度超过160℃，需要研制出160℃以上仍然具有良好的弱凝胶特性的抗高温弱凝胶防气侵钻井液来防治气侵。
技术实现思路
1、基于现有技术中存在的不足，本申请针对抗温性能超过160℃的弱凝胶钻井液来防治气侵的问题，提供一种抗高温弱凝胶防气侵钻井液及其制备方法，克服常规弱凝胶钻井液在160℃下的低剪切速率粘度低，粘度切力低，无法抑制气侵的难题，实现抗高温弱凝胶钻井液体系防治气侵，减少钻井非有效生产时间，提高钻井效率，加快油气勘探开发速度。
2、为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：
3、一种抗高温弱凝胶防气侵钻井液，包括如下组分：水、甲酸盐、ph调节剂、高温稳定剂、增粘剂、抗高温流型调节剂、抗高温降滤失剂、耐温封堵剂、暂堵剂、润滑剂、消泡剂和重晶石；
4、各组分占水的重量百分比为：
5、
6、其中，
7、所述的水为淡水。
8、所述的甲酸盐选自甲酸钠或/和甲酸钾；
9、优选地，所述的甲酸盐为15％-65％甲酸钠和0-300％甲酸钾的混合物。
10、所述的ph调节剂选自氢氧化钠或/和碳酸钠。
11、优选地，所述的ph调节剂为0.6％-1.2％氢氧化钠和0.6％碳酸钠的混合物。
12、所述的高温稳定剂由油包水型聚合物乳液与硫代硫酸钠、乙醇胺复配而成；
13、所述的油包水型聚合物乳液、硫代硫酸钠和乙醇胺的质量比为3:1:6。
14、所述的油包水型聚合物乳液的制备方法，包括如下步骤：
15、(1)先将100质量份煤油和3-6质量份司盘60加入四口烧瓶中，升温至50-60℃后，搅拌溶解均匀即为反应的油相；
16、(2)另一烧瓶中加入50质量份去离子水，1-2质量份氢氧化钠，12-16质量份丙烯酰胺、4-6质量份丙烯酸、4-6质量份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、1-2质量份n,n-亚甲基双丙烯酰胺和2-4质量份吐温80，充分搅拌均匀即为反应的水相；
17、(3)将步骤(2)制备的水相物质加入到步骤(1)的油相烧瓶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：包括如下组分：水、甲酸盐、pH调节剂、高温稳定剂、增粘剂、抗高温流型调节剂、抗高温降滤失剂、耐温封堵剂、暂堵剂、润滑剂、消泡剂和重晶石；
2.根据权利要求1所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的甲酸盐选自甲酸钠或/和甲酸钾。
3.根据权利要求2所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的甲酸盐为15％-65％甲酸钠和0-300％甲酸钾的混合物。
4.根据权利要求1所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的pH调节剂选自氢氧化钠或/和碳酸钠。
5.根据权利要求4所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的pH调节剂为0.6％-1.2％氢氧化钠和0.6％碳酸钠的混合物。
6.根据权利要求1所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的高温稳定剂由油包水型聚合物乳液与硫代硫酸钠、乙醇胺复配而成；所述的油包水型聚合物乳液、硫代硫酸钠和乙醇胺的质量比为3:1:6。
7.根据权利要求6所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的油包水
8.根据权利要求1所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的增粘剂为纤维素醚类高分子衍生物，所述的纤维素醚类高分子衍生物由羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟乙基纤维素(HEC)和羧甲基纤维素(CMC)中的一种或多种复配而成。
9.根据权利要求8所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的纤维素醚类高分子衍生物由80-90份羟乙基纤维素(HEC)和10-20份羧甲基纤维素(CMC)复配而成。
10.根据权利要求1所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的抗高温流型调节剂为黄原胶经环氧氯丙烷、乙酸和月桂酰胺丙基二甲基叔胺改性后的改性黄原胶产物。
11.根据权利要求10所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的抗高温流型调节剂的制备方法，包括以下步骤：
12.根据权利要求1所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的抗高温降滤失剂是采用接枝共聚法将天然淀粉经2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和N-乙烯吡咯烷酮(NVP)改性制备而成。
13.根据权利要求12所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的抗高温降滤失剂的制备方法，包括以下步骤：
14.根据权利要求1所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的耐温封堵剂是由甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)聚合而成的核壳结构丙烯酸酯共聚乳液干燥而成。
15.根据权利要求14所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的耐温封堵剂的制备方法，包括以下步骤：
16.根据权利要求1所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的暂堵剂为碳酸钙粉末；所述的碳酸钙粉末粒径为200-800目，酸溶率>96％。
17.根据权利要求1所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的润滑剂为改性植物油类润滑剂、多元醇脂肪酸酯、硅氧烷乳液类和聚合醇类润滑剂的一种或多种。
18.根据权利要求1所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的消泡剂为聚醚类消泡剂或有机硅类消泡剂。
19.权利要求1-18任一项所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：包括如下组分：水、甲酸盐、ph调节剂、高温稳定剂、增粘剂、抗高温流型调节剂、抗高温降滤失剂、耐温封堵剂、暂堵剂、润滑剂、消泡剂和重晶石；
2.根据权利要求1所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的甲酸盐选自甲酸钠或/和甲酸钾。
3.根据权利要求2所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的甲酸盐为15％-65％甲酸钠和0-300％甲酸钾的混合物。
4.根据权利要求1所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的ph调节剂选自氢氧化钠或/和碳酸钠。
5.根据权利要求4所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的ph调节剂为0.6％-1.2％氢氧化钠和0.6％碳酸钠的混合物。
6.根据权利要求1所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的高温稳定剂由油包水型聚合物乳液与硫代硫酸钠、乙醇胺复配而成；所述的油包水型聚合物乳液、硫代硫酸钠和乙醇胺的质量比为3:1:6。
7.根据权利要求6所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的油包水型聚合物乳液的制备方法，包括如下步骤：
8.根据权利要求1所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的增粘剂为纤维素醚类高分子衍生物，所述的纤维素醚类高分子衍生物由羟丙基甲基纤维素(hpmc)、羟乙基纤维素(hec)和羧甲基纤维素(cmc)中的一种或多种复配而成。
9.根据权利要求8所述的抗高温弱凝胶防气侵钻井液，其特征在于：所述的纤维素醚类高分子衍生物由80-90份羟乙基纤维素(hec)和10-20份羧甲基纤维素(cmc)复配而成。
10.根据权利要求1所述的抗高温弱凝胶...
【专利技术属性】
技术研发人员：王龙，范胜，杨卫星，何仲，陈修平，高伟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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