強抑制性防塌低傷害鑽井液的製作方法
2023-05-31 18:50:01 5
專利名稱：強抑制性防塌低傷害鑽井液的製作方法
技術領域：
本發明涉及鑽井液技術領域，確切地說涉及一種適用於分支井、水平井同處於裸眼井段條件下的斜井段、水平段的安全鑽井、完井的的強抑制性防塌低傷害鑽井液。
背景技術：
蘇裡格氣田作為中國陸上特大型氣田之一，也是屬於世界罕見的「三低」(低滲、低壓、低豐度)緻密砂巖氣田，甚至在某些區塊是超低滲透型，常規技術無法有效開發這個氣田，勘探和開發的難度極大。為了大幅度提高單井產量，為低滲透氣田的經濟有效開發探索一條新的技術途徑，嘗試利用雙分支水平井先導性試驗，實現雙層開發蘇裡格氣田盒7段、 盒8段天然氣資源，提高天然氣產能，加快開發速度。該試驗在長慶地區氣井水平井井身結構首次將大斜度斜井段和水平段的位置設計為全裸眼，即問題突出的大斜度井段不下技術套管，從而給鑽井(完井)液帶來系列技術難題需要迫切解決，保障雙分支水平井鑽井、完井的順利施工。首先要解決的是同位於裸眼段的斜井段和水平段的泥頁巖井壁失穩難題。由於斜井段和水平段同處於裸眼井段，很大程度上增加了井壁失穩的風險，斜井段鑽遇石盒子組多個相對不穩定的泥頁巖或軟硬夾層，中間夾雜煤線、砂泥巖混層，由於泥頁巖容易吸水膨脹引起井壁失穩和鑽頭泥包。為了提高儲層鑽遇率，水平段井眼軌跡呈波浪型，鑽遇硬脆性泥巖、炭質泥巖時井壁極易發生掉快、垮塌，引起井下複雜事故，嚴重者將導致試驗井的報廢，導致重大損失。特別要解決在斜井段大段泥巖和水平段鑽遇泥巖條件下的儲層保護技術難題。由於斜井段和水平段同處於裸眼井段，鑽井的周期相對長則鑽井液浸泡時間長、泥巖造漿嚴重、加上長時間鑽井，常規鑽井(完井)液對產層更容易造成傷害。而且蘇裡格氣田上古生界石盒子盒7、盒8，以及下古生界馬家溝組儲層，這些儲層的物性差，非均質性強，存在中等偏強的水敏性和易發生水鎖傷害，保護儲層的難度大。要解決分支井眼水平段的防漏堵漏難題。由於主井眼水平段開展了裸眼分段壓裂，井筒內為3%鹽水，壓裂後主井眼漏失情況為80-100 m3/天，據估計壓裂產生的裂縫超過100m，而上部盒7與盒8的垂深差異就在50m左右，造成盒7儲層出現大量裂縫，盒7與盒 8又出現聯通的可能性極大，加上盒7與盒8的壓力係數低，地質設計上估計在0. 90-1. 0， 按照該井鑽井液施工設計，分支水平段鑽進時鑽井液密度在1. 25-1. 30g/cm3o從而增加了水平段儲層鑽進時的防漏堵漏技術難題。如果發生漏失，帶來井壁坍塌、井噴風險，進行工藝堵漏，帶來汙染儲層的風險。分支井施工中摩阻、扭矩大，尤其是滑動鑽進易託壓，相對斜井段，水平段易形成巖屑床，鑽井液的井眼淨化能力、攜砂懸浮能力必須得到保證，以及如何保證裸眼封隔器的套管完井管串直接穿越裸眼斜井段安全、順利下入預定位置。因此，蘇裡格氣田分支井鑽井(完井)液需要通過深入研究，研發新型鑽井液來解決高難度技術難題。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明提出了一種適合於分支井、水平井同處於裸眼井段條件下的斜井段、水平段的安全鑽井、完井的的強抑制性防塌低傷害鑽井液，它具有長時間防塌性、抑制性強，封堵效果好，泥餅光滑緻密類似膜狀，可提高地層承壓能力，潤滑性良好，對低孔低滲低豐度儲層低傷害，配方、配漿工藝簡便易行的特點。本發明是通過採用下述技術方案實現的
一種強抑制性防塌低傷害鑽井液，其特徵在於包括如下重量百分比的組分 矽酸鹽2% -5% ；小陽離子抑制劑0. 5%- 1. 0% ；水解聚丙烯醯胺0. 3%- 0. 8% ； 提粘切劑0.3% — 0.5%;降失水劑1%— 3%;重晶石0 - 6%;甲醛0. 05-0. 1%;餘量是水。本發明更優的技術方案是
矽酸鹽3% ；小陽離子抑制劑1. 0% ；水解聚丙烯醯胺0. 8% ；提粘切劑0. 5% ；降失水劑1% ；重晶石4%;甲醛0. 05-% ；清水89. 65%。本發明另一更優的技術方案是
矽酸鹽4% ；小陽離子抑制劑0. 5% ；水解聚丙烯醯胺0. 6% ；提粘切劑0. 4% ；降失水劑3% ；重晶石3% ；甲醛0. 08-% ；清水88. 42%。所述的矽酸鹽為模數為2. 8(T3. 00的速溶性矽酸鉀。所述的小陽離子抑制劑為環氧丙基三甲基氯化銨。所述的提粘切劑為黃原膠、羥丙基瓜膠和聚陰離子纖維素鈉鹽按體積比為1 :1 1 混合後的混合物。所述的降失水劑為酚醛樹脂的磺化物或羥丙基澱粉。與現有技術相比，本發明所達到的有益效果如下
經過若干次的試驗，採用本發明技術方案中特定的工藝配方，參見實施例各表，特別是鑽井液採用模數為2. 80-3. 00的速溶性矽酸鉀和小陽離子抑制劑與地層粘土礦物、地層水作用，快速在近井壁帶形成具有三維網狀凝膠結構的膠狀聚集體，通過吸附、鑲嵌、填充的方式，阻止濾液進一步浸入地層，防止泥頁巖水化、膨脹，封堵地層孔隙、吼道和微裂縫，以及必要的力學手段，從而實現分支井水平井鑽井、完井施工過程鑽井液長時間穩定井壁、防漏堵漏、保護儲層的作用。同時利用水解聚丙烯醯胺的包被、絮凝作用，將細小的鑽屑絮凝聚結成大的顆粒便於固控設備去除，同時將水解聚丙烯醯胺作為潤滑劑改善該鑽井液的潤滑減阻作用。通過蘇裡格氣田試驗井桃7-14-18Η雙分支水平井的現場試驗，結果表明該鑽井液具有很強的防塌性、抑制性、封堵性，能快速在近井壁帶形成堅韌、緻密的封固膜以穩定井壁，同時阻止濾液和固相進一步浸入儲層，達到有效保護儲層的效果。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明
實施例1由以下組分配製強抑制性防塌低傷害鑽井液，按照重量百分比用清水重量比 85.3%,加矽酸鹽重量比5%，加小陽離子抑制劑重量比0. 8%，加水解聚丙烯醯胺重量比0. 5%，加提粘切劑其重量比0. 3%，加降失水劑重量比2%，加重晶石重量比6%，加甲醛重量比0. 混合製成強抑制性防塌低傷害鑽井液。一、實施例1強抑制性防塌低傷害鑽井液的防塌抑制性評價實驗測試1 實施例1的鑽井液的頁巖巖屑回收率評價實驗
本試驗通過測試鑽井液的頁巖巖屑回收率來表徵鑽井液的防塌性抑制性的強弱，即在實施例1的鑽井液中加入蘇裡格氣田直羅組巖屑50克，然後在五軸加熱滾子爐120°C下熱滾16小時，測試鑽井液的頁巖巖屑一次回收率，然後將收集到的巖屑放入自來水中在五軸加熱滾子爐120°C下熱滾16小時，測試頁巖巖屑二次回收率，同時與清水的頁巖巖屑一次回收率、二次回收率做對比。結果見表1。表1頁巖巖屑回收率數據
權利要求
1.一種強抑制性防塌低傷害鑽井液，其特徵在於包括如下重量百分比的組分 矽酸鹽2% -5% ；小陽離子抑制劑0. 5%- 1. 0% ；水解聚丙烯醯胺0. 3%- 0. 8% ；提粘切劑0.3% — 0.5%;降失水劑1%— 3%;重晶石0 - 6%;甲醛0. 05-0. 1%;餘量是水。
2.根據權利要求1所述的強抑制性防塌低傷害鑽井液，其特徵在於包括如下重量百分比的組分矽酸鹽3% ；小陽離子抑制劑1.0% ；水解聚丙烯醯胺0. 8% ；提粘切劑 0. 5% ；降失水劑1% ；重晶石4%;甲醛0. 05-% ；清水89. 65%。
3.根據權利要求1所述的強抑制性防塌低傷害鑽井液，其特徵在於包括如下重量百分比的組分矽酸鹽4% ；小陽離子抑制劑0. 5% ；水解聚丙烯醯胺0. 6% ；提粘切劑 0. 4% ；降失水劑3% ；重晶石3% ；甲醛0. 08-% ；清水88. 42%。
4.根據權利要求1所述的強抑制性防塌低傷害鑽井液，其特徵在於包括如下重量百分比的組分所述的矽酸鹽為模數為2. 8(T3. 00的速溶性矽酸鉀。
5.根據權利要求1所述的強抑制性防塌低傷害鑽井液，其特徵在於包括如下重量百分比的組分所述的小陽離子抑制劑為環氧丙基三甲基氯化銨。
6.根據權利要求1所述的強抑制性防塌低傷害鑽井液，其特徵在於包括如下重量百分比的組分所述的提粘切劑為黃原膠、羥丙基瓜膠和聚陰離子纖維素鈉鹽按體積比為1 1 1混合後的混合物。
7.根據權利要求1所述的強抑制性防塌低傷害鑽井液，其特徵在於包括如下重量百分比的組分所述的降失水劑為酚醛樹脂的磺化物或羥丙基澱粉。
全文摘要
本發明公開了一種強抑制性防塌低傷害鑽井液，涉及鑽井液技術領域，包括如下重量百分比的組分矽酸鹽2％-5％；小陽離子抑制劑0.5％－1.0％；水解聚丙烯醯胺0.3％－0.8％；提粘切劑0.3％－0.5％；降失水劑1％－3％；重晶石0－6%；甲醛0.05-0.1％；餘量是水。本發明具有長時間防塌性、抑制性強，封堵效果好，泥餅光滑緻密類似膜狀，可提高地層承壓能力，潤滑性良好，對低孔低滲低豐度儲層低傷害，配方、配漿工藝簡便易行的特點。
文檔編號C09K8/12GK102226076SQ20111010679
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月27日 優先權日2011年4月27日
發明者俞浩傑, 劉學惠, 楊斌, 趙海峰, 金祥哲, 陳在君, 黎金明 申請人:中國石油集團川慶鑽探工程有限公司