專利名稱：抗120℃低固相強封堵低損害鉆井液的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種石油鉆井工作液，更具體地涉及一種應用于鉆井的低孔隙度、低滲透率儲層、抗120°C強封堵低損害低固相鉆井液。本發(fā)明還涉及上述鉆井液的制備方法。
背景技術：
在鉆井作業(yè)過程中，為了減少鉆井液對地層的污染和減少因固相沉積而造成的事故發(fā)生，往往需要應用攜巖能力強而鉆速快的低固相鉆井液。而對于低固相鉆井液，往往攜巖造壁能力差，鉆井液體系具有較大的濾失量，其濾液滲入地層常常會在一定程度上降低儲層的滲透率，如何既保證低固相體系在一定溫度下具有良好的攜巖能力，又要實現(xiàn)其對低孔低滲儲層強的封堵性能，即降低低固相鉆井液體系對儲層的損害是一大技術難題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液，以解決低固相鉆井液在低孔低滲儲層的有效封堵，并且使鉆井液具有優(yōu)良的流變性能。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液，是由水、增粘劑、抗氧化劑、降濾失劑、抑制劑、加重劑、封堵劑組成，所述加重劑的用量要使該鉆井液密度為1. 20g/cm3 ；由下述方法制備得到
以水為基液，攪拌下每升水加入重量為
1)攪拌狀態(tài)下加入0.3-0. 6%的增粘劑；
2)繼續(xù)攪拌后加入0.5-1. 0%的抗氧化劑；
3)繼續(xù)攪拌后加入3.0-3. 5%的降濾失劑；
4)繼續(xù)攪拌后分別加入2.0-2. 5%、0· 5-1. 2%、3· 0-5. 0%的三種抑制劑；
5)繼續(xù)攪拌后加入加重劑，使抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液密度為1.20g/cm3 ；
6)繼續(xù)攪拌后加入4.0-5. 0%的封堵劑；
7)繼續(xù)攪拌后提高攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌，制得目標產(chǎn)物。本發(fā)明還提供一種抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液，是由水、增粘劑、抗氧化劑、降濾失劑、抑制劑、加重劑、封堵劑組成，所述加重劑的用量要使該鉆井液密度為1. 50g/ cm3;由下述方法制備得到
以水為基液，攪拌下每升水加入重量為
1)攪拌狀態(tài)下加入0.8-1. 2%的增粘劑；
2)繼續(xù)攪拌后加入0.5-1. 0%的抗氧化劑；
3)繼續(xù)攪拌后加入3.0-3. 5%的降濾失劑；
4)繼續(xù)攪拌后加入2.0-2. 5%、0. 5-1. 2%兩種抑制劑；
5)繼續(xù)攪拌后加入加重劑，使抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液密度為1.50g/cm3 ；
6)繼續(xù)攪拌后加入3.0-4. 0%和1. 5-3. 0%的封堵劑；7)繼續(xù)攪拌后提高攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌，制得目標產(chǎn)物。本發(fā)明的抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液中
所述的加重劑為甲酸鹽，如甲酸鉀、甲酸鈉以及甲酸銫等，本發(fā)明優(yōu)選的加重劑為甲酸鈉和甲酸鉀；
所述的增粘劑為天然高分子聚合物；
所述的抗氧化劑為MgO ；
所述的降濾失劑為改性淀粉類；
所述的抑制劑為聚合醇、KCL和聚胺中的一種或幾種；
所述的封堵劑為纖維狀或顆粒狀的PSFD-1、聚合物成膜劑CMJ-2、浙青樹脂的一種或幾種。本發(fā)明提供的制備上述密度為1. 20g/cm3的抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液的方法，以水為基液，攪拌下每升水加入重量為
1)攪拌狀態(tài)下加入0.3-0. 6%的增粘劑；
2)繼續(xù)攪拌后加入0.5-1. 0%的抗氧化劑；
3)繼續(xù)攪拌后加入3.0-3. 5%的降濾失劑；
4)繼續(xù)攪拌后分別加入2.0-2. 5%、0· 5-1. 2%、3· 0-5. 0%的三種抑制劑；
5)繼續(xù)攪拌后加入加重劑，使抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液密度為1.20g/cm3 ；
6)繼續(xù)攪拌后加入4.0-5. 0%的封堵劑；
7)繼續(xù)攪拌后提高攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌，制得目標產(chǎn)物。本發(fā)明提供的制備上述密度為1. 50g/cm3的抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液的方法，以水為基液，攪拌下每升水加入重量為
1)攪拌狀態(tài)下加入0.8-1. 2%的增粘劑；
2)繼續(xù)攪拌后加入0.5-1. 0%的抗氧化劑；
3)繼續(xù)攪拌后加入3.0-3. 5%的降濾失劑；
4)繼續(xù)攪拌后加入2.0-2. 5%、0. 5-1. 2%兩種抑制劑；
5)繼續(xù)攪拌后加入加重劑，使抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液密度為1.50g/cm3 ；
6)繼續(xù)攪拌后加入3.0-4. 0%和1. 5-3. 0%的封堵劑；
7)繼續(xù)攪拌后提高攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌，制得目標產(chǎn)物。所述的制備方法，其中，步驟1-步驟6的攪拌速度為1000-4000r/S，攪拌時間為 30-50分鐘。所述的制備方法，其中，步驟7的攪拌速度為10000-11000r/S，攪拌時間為20分鐘。
具體實施例方式本發(fā)明的目的就是研發(fā)抗120°C、在低孔低滲儲層中能實現(xiàn)有效封堵的低固相鉆井液體系，其解決技術方案是，該鉆井液是由水、增粘劑、降濾失劑、封堵劑、抑制劑、加重劑組成，其中，水為基液，再分別按組分同基液配比要求加入增粘齊 、降濾失齊 、封堵齊 、抑制劑、加重劑，該發(fā)明優(yōu)選出抗120°C、1. 2 g/cm3和1. 5g/cm3低固相鉆井液體系的增粘劑、降濾失劑、封堵劑。
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以下結(jié)合實際情況對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細說明。本發(fā)明在具體實施時，該鉆井液是由水、增粘劑、降濾失劑、封堵劑、抑制劑和加重劑組成，其中，以水為基液，加重劑加量由密度限定，鉆井液密度分別為1.20 g/cm3和 1. 50g/cm3，即每立方厘米甲酸鹽基液重為1. 20g和1. 50g。制備密度為1. 5g/cm3的鉆井液與制備密度為1. 2 g/cm3的鉆井液不同之處，除加入的加重劑種類和重量不同外，加入的封堵劑也不同。下面具體舉例說明。以400ml水為基液、配置1. 2g/cm3鉆井液為例，具體是由PSZN_1( 1. 6g)，MgO(4g)， PSJLS-I (12g),聚合醇(8g)，聚胺(2g)，KCL (12g), NaCOOH (128g), CMJ-2 (20g)制成。以400ml水為基液、配置1. 5g/cm3鉆井液為例，具體是由PSZN-I (4g), Mg0(2g), PSJLS-I (12g),聚合醇(8g)，聚胺(2g)，KCOOH (800g)，PSFD-1 (12g),浙青樹脂 130 (8g)制成。本發(fā)明采用的增粘劑、降濾失劑、封堵劑、抑制劑及封堵劑等試劑均為公知產(chǎn)品， 為便于理解，對上述試劑作一說明
甲酸鹽為甲酸鈉和甲酸鉀；
增粘劑為天然高分子聚合物，為市售的PSZN-1，北京博德世達石油技術有限公司產(chǎn)品； 降濾失劑為改性天然高分子聚合物，主要為市售的PS幾S-1，為北京博德世達石油技術有限公司產(chǎn)品；封堵劑為市售的PSFD-1、浙青樹脂130、CMJ-2，其中，PSFD-I為北京博德世達石油技術有限公司產(chǎn)品；浙青樹脂130為甘肅定西市通靈助劑制造有限公司產(chǎn)品；CMJ-2為北京金海岸助劑廠產(chǎn)品；抑制劑為市售的聚合醇、聚胺，為湖北漢科新技術股份有限公司產(chǎn)
P
ΡΠ O本發(fā)明的抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液，甲酸鹽為加重劑，其作用為
(一)甲酸鹽溶解后，電離出無機一價陽離子，提高了鉆井液液相礦化度，防治或降低了滲透水化，在無機陽離子的鑲嵌和靜電應力雙重作用
下，減少了水分子的進入，從而起到防塌和抑制作用；
(二)甲酸鹽降低了鉆井液體系自由水的活度，使底層水向井眼反向滲透，促進井壁穩(wěn)定，甲酸根是極性水化基團，體積較小，它通過氫鍵吸附于粘土表面，增加水化膜厚度，防止粘土進一步水化，形成結(jié)構(gòu)，使鉆井液保持良好的流變性和穩(wěn)定性，甲酸鹽類加重劑水溶性好，溶解快，不含二價離子，配伍及熱穩(wěn)定性良好。由于不含粘土相，減少了粘土對產(chǎn)層的傷害，更大程度的保護油氣層；
增粘劑、降濾失劑的作用增粘劑與降濾失劑均為天然高分子聚合物，依靠高分子來增加鉆井液的粘度；同時，這類高分子聚合物分子中含有水化官能團，能在粘土表面形成水化膜，阻止水分子通過，降低濾液向地層的滲透損害；
封堵劑的作用1. 2g/cm3配方是通過加入成膜劑在巖芯表面形成一層隔離泥餅而起到封堵作用；對于1. 5g/cm3配方是在其中加入適當粒度級配封堵纖維及顆粒，以求在儲層形成能抗液流剪切滲透率趨于零薄而韌的內(nèi)外優(yōu)質(zhì)泥餅，有效阻止鉆井液中液相與固相進入儲層，從而達到低損害鉆井的目的；
抑制劑聚胺利用分子中的胺而具有強的抑制性，同時，其熱穩(wěn)定性好，能提高整個體系的抗溫性。另一種抑制劑聚合醇是利用其濁度來發(fā)揮其抑制作用的。
本產(chǎn)品的流變指標及濾失性能見表1。通過對不同滲透率巖芯的動濾失實驗及滲透率恢復值實驗結(jié)果見表2、表3、表4、 表5、表6。綜上所述，本發(fā)明的抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液體系，適用于120°C低孔低滲儲層，對應不同的密度需求，實現(xiàn)了低孔低滲儲層良好的封堵性能，同時，流變性能良好，達到了本發(fā)明的目的。實驗表明，本發(fā)明的鉆井液體系具有以下性能特點
具有良好的流變性能，合適的動塑比(YP/PV > 0. 5)，利于動態(tài)懸浮巖屑；較小的高溫高壓濾失量(FLhthp < 15ml/30min)及動濾失量(動濾失速率小于彡0. lmL/10min，剪切轉(zhuǎn)速 200RPM)，封堵性能良好；低熒光(熒光級別< 4)、無毒，易降解；滲透率反排值高(> 90%), 具有明顯的油層保護性能。表1
權(quán)利要求
1.抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液，是由水、增粘劑、抗氧化劑、降濾失劑、抑制劑、加重劑、封堵劑組成，所述加重劑的用量要使該鉆井液密度為1. 20g/cm3 ；由下述方法制備得到以水為基液，攪拌下每升水加入重量為1)攪拌狀態(tài)下加入0.3-0. 6%的增粘劑；2)繼續(xù)攪拌后加入0.5-1. 0%的抗氧化劑；3)繼續(xù)攪拌后加入3.0-3. 5%的降濾失劑；4)繼續(xù)攪拌后分別加入2.0-2. 5%、0· 5-1. 2%、3· 0-5. 0%的三種抑制劑；5)繼續(xù)攪拌后加入加重劑，使抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液密度為1.20g/cm3 ；6)繼續(xù)攪拌后加入4.0-5. 0%的封堵劑；7)繼續(xù)攪拌后提高攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌，制得目標產(chǎn)物。
2.—種抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液，是由水、增粘劑、抗氧化劑、降濾失劑、抑制劑、加重劑、封堵劑組成，所述加重劑的用量要使該鉆井液密度為1. 50g/cm3 ；由下述方法制備得到以水為基液，攪拌下每升水加入重量為1)攪拌狀態(tài)下加入0.8-1. 2%的增粘劑；2)繼續(xù)攪拌后加入0.5-1. 0%的抗氧化劑；3)繼續(xù)攪拌后加入3.0-3. 5%的降濾失劑；4)繼續(xù)攪拌后加入2.0-2. 5%、0. 5-1. 2%兩種抑制劑；5)繼續(xù)攪拌后加入加重劑，使抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液密度為1.50g/cm3 ；6)繼續(xù)攪拌后加入3.0-4. 0%和1. 5-3. 0%的封堵劑；7)繼續(xù)攪拌后提高攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌，制得目標產(chǎn)物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液，其中 所述的加重劑為甲酸鹽；所述的增粘劑為天然高分子聚合物；所述的抗氧化劑為MgO ；所述的降濾失劑為改性淀粉類；所述的抑制劑為聚合醇、KCL和聚胺中的一種或幾種；所述的封堵劑為纖維狀或顆粒狀的PSFD-1、聚合物成膜劑CMJ-2、浙青樹脂的一種或幾種。
4.權(quán)利要求1所述抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液的制備方法，以水為基液，攪拌下每升水加入重量為1)攪拌狀態(tài)下加入0.3-0. 6%的增粘劑；2)繼續(xù)攪拌后加入0.5-1. 0%的抗氧化劑；3)繼續(xù)攪拌后加入3.0-3. 5%的降濾失劑；4)繼續(xù)攪拌后分別加入2.0-2. 5%、0· 5-1. 2%、3· 0-5. 0%的三種抑制劑；5)繼續(xù)攪拌后加入加重劑，使抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液密度為1.20g/cm3 ；6)繼續(xù)攪拌后加入4.0-5. 0%的封堵劑；7)繼續(xù)攪拌后提高攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌，制得目標產(chǎn)物。
5.權(quán)利要求2所述抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液的制備方法，以水為基液，攪拌下每升水加入重量為1)攪拌狀態(tài)下加入0.8-1. 2%的增粘劑；2)繼續(xù)攪拌后加入0.5-1. 0%的抗氧化劑；3)繼續(xù)攪拌后加入3.0-3. 5%的降濾失劑；4)繼續(xù)攪拌后加入2.0-2. 5%、0. 5-1. 2%兩種抑制劑；5)繼續(xù)攪拌后加入加重劑，使抗120°C低固相強封堵低損害鉆井液密度為1.50g/cm3 ；6)繼續(xù)攪拌后加入3.0-4. 0%和1. 5-3. 0%的封堵劑；7)繼續(xù)攪拌后提高攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌，制得目標產(chǎn)物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其中 所述的加重劑為甲酸鹽；所述的增粘劑為天然高分子聚合物；所述的抗氧化劑為MgO ；所述的降濾失劑為改性淀粉類；所述的抑制劑為聚合醇、KCL和聚胺中的一種或幾種；所述的封堵劑為纖維狀或顆粒狀的PSFD-1、聚合物成膜劑和浙青樹脂130中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其中，步驟1-步驟6的攪拌速度為 1000-4000r/s。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其中，步驟1-步驟6的攪拌時間為30-50分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其中，步驟7的攪拌速度為lOOOO-llOOOr/s。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其中，步驟7的攪拌時間為20分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及抗120℃低固相強封堵低損害鉆井液，是由水、增粘劑、抗氧化劑、降濾失劑、抑制劑、加重劑、封堵劑組成，加重劑的用量要使該鉆井液密度分別為1.20g/cm3和1.50g/cm3。本發(fā)明還公開了上述鉆井液的制備方法。本發(fā)明的鉆井液解決了大斜度井、水平井常用無固相體系在低孔低滲儲層的封堵問題，同時保障了鉆井液體系良好的流變性能。
文檔編號C09K8/42GK102344785SQ20111022228
公開日2012年2月8日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者王明皓, 翟向萍 申請人:北京博德世達石油技術有限公司