一種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液，由以下質(zhì)量百分比的原材料制備而成：屏蔽暫堵劑3.0～6.0％；抑制防塌劑1.0～5.0％；固體潤滑劑2～5％；防泥包清潔劑1.0～5.0％；氯化鉀10～25％；氫氧化納0.1～0.5％；降濾失劑1.0～4.0％；流型調(diào)節(jié)劑0.2～0.5％；重晶石50～80％，余量為水。本發(fā)明所配制的頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液，在頁巖、碳質(zhì)泥巖條件下仍具有優(yōu)異的封堵及抑制性能，在高密度高固相條件下仍具有良好的潤滑性能、降濾失性能、流變性能，能夠滿足頁巖氣水平井、碳質(zhì)泥巖水平井以及鉆遇其它易塌地層的水平井施工對(duì)水基鉆井液的要求，替代油基鉆井液，在長期低油價(jià)的大環(huán)境下，促進(jìn)頁巖氣資源的低成本開發(fā)。
【專利說明】
一種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種勘探鉆井用鉆井液，尤其涉及一種頁巖氣水平井施工用高密度水基鉆井液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國內(nèi)外對(duì)以頁巖氣為標(biāo)志的非常規(guī)氣藏的大規(guī)模開發(fā)的進(jìn)行，油基鉆井液的應(yīng)用越來越廣泛。與傳統(tǒng)的水基鉆井液相比，油基鉆井液因其良好的抑制性能、潤滑性能、流變性能在頁巖氣鉆探中得以廣泛應(yīng)用。
[0003]但油基鉆井液普遍存在污染重，油基鉆肩處理困難，油基鉆井液使用成本高的問題。與油基鉆井液相比，水基鉆井液具有污染小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。頁巖氣水平井可以采用油基鉆井液和合成基鉆井液，也可以米用強(qiáng)抑制性水基鉆井液，要求其關(guān)鍵是確保井壁穩(wěn)定、潤滑、防卡和井眼清潔。
[0004]對(duì)于水基鉆井液，保證井壁穩(wěn)定性的關(guān)鍵是提供良好的抑制性和封堵能力。抑制方面，主要通過降低濾液的活度和降低鉆井液濾液的侵入來保持頁巖的穩(wěn)定性。頁巖的失穩(wěn)機(jī)理及特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn):孔隙壓力擴(kuò)散是導(dǎo)致井壁失穩(wěn)的根本原因；泥頁巖礦物顆粒間微孔隙自吸水后產(chǎn)生較強(qiáng)水化作用，促使次生微裂縫的產(chǎn)生、擴(kuò)展與連通，自吸水產(chǎn)生次生裂縫是硬脆性泥頁巖地層井壁失穩(wěn)的主要原因之一;井眼壓力與孔隙壓力之差、鉆井液與孔隙流體的化學(xué)勢差、毛細(xì)管壓力致使濾液進(jìn)入地層。封堵方面，要求鉆井液能夠封堵住泥頁巖礦物顆粒間微孔隙，防止次生微裂縫的產(chǎn)生，同時(shí)保持盡可能低的濾失量。
[0005]在頁巖氣勘探開發(fā)過程中為了獲得較高產(chǎn)量大多采用水平井模式。為增強(qiáng)防塌性能及井控要求通常采用高密度鉆井液。水平段鉆井中的攜砂問題成為安全快速施工的關(guān)鍵，要求鉆井液既有較高的切力尤其是低速率切力能夠充分?jǐn)y砂清潔井眼，又能保持較低的塑性粘度。這時(shí)鉆井液在流變性調(diào)控方面的問題顯得尤為突出，高密度鉆井液的流變性調(diào)控技術(shù)、高溫高密度下的降濾失技術(shù)、封堵抑制防塌技術(shù)、潤滑技術(shù)成為水基鉆井液替代油基鉆井液鉆探頁巖氣水平井能否成功的關(guān)鍵技術(shù)。
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種抑制性強(qiáng)、封堵效果好、潤滑性優(yōu)良、濾失量低、抗高溫、流變性能好、價(jià)格低廉、配方簡便的高密度水基鉆井液配方，能夠滿足頁巖氣水平井施工對(duì)鉆井液抑制、封堵、潤滑、抗溫的要求，替代油基鉆井液。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有水基鉆井液存在的封堵性弱、抑制性差、高密度條件下潤滑性差、流變性能難以調(diào)控、抗溫性能不佳的問題。
[0008]為此，本發(fā)明提供了一種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液，由以下質(zhì)量百分比的原材料制備而成:屏蔽暫堵劑，3.0?6.0%；抑制防塌劑，1.0?5.0 % ;固體潤滑劑，2?
5% ;防泥包清潔劑，1.0?5.0 % ;氯化鉀，1?25 % ;氫氧化納，0.1?0.5 % ;降濾失劑，1.0?4.0%;流型調(diào)節(jié)劑，0.2?0.5%;重晶石，50?80%;余量為水。
[0009]所述的屏蔽暫堵劑全名為鉆井液用屏蔽暫堵劑G314，是由丁二烯、苯乙烯及納米二氧化娃合成的聚合物，三者的質(zhì)量百分比為丁二稀:苯乙稀:納米二氧化娃=1:1:1。
[0010]所述的抑制防塌劑全名為鉆井液用防塌抑制劑G319，是由環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和二甲基二烯丙基氯化銨合成的共聚物，三者的質(zhì)量百分比為環(huán)氧乙:環(huán)氧丙烷:二甲基二烯丙基虱化錢= 2:2:1。
[0011 ]所述的固體潤滑劑為彈性石墨，全名為鉆井液用潤滑劑G338。
[0012]所述的防泥包清潔劑是聚醚多元醇，全名為鉆井液用防泥包清潔劑G318。
[0013]所述的流型調(diào)節(jié)劑為黃原膠X⑶。
[0014]所述的降濾失劑包括以下組份:丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、馬來酸酐、烯丙基磺酸鈉，且各組份含量的質(zhì)量比為丙烯酰胺:30%?40%，2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸:10%?20%，馬來酸酐:20%?30%，烯丙基磺酸鈉:20%?40%，引發(fā)劑:0.1%?
0.2%，余量為水。
[0015]所述的引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸銨和亞硫酸氫鈉之中的一種或兩種按任意比例的混合物。
[0016]所述的降濾失劑的制備方法包括以下步驟:按比例在水中依次加入丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，采用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為4?5，攪拌均勻后在溫度為60°C?80°C時(shí)，加入馬來酸酐和烯丙基磺酸鈉，再通入氮?dú)?5-35min后攪拌并均勻加入引發(fā)劑，攪拌反應(yīng)l-2h，冷卻至室溫，烘干、粉碎后，即可制得水基鉆井液用降濾失劑。
[0017]—種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液的制備方法，包括如下步驟:在高速攪拌的條件下邊攪拌邊按比例依次向水中加入配方量的屏蔽暫堵劑、防塌抑制劑、固體潤滑劑、防泥包清潔劑、氯化鉀、氫氧化鈉、降濾失劑、流型調(diào)節(jié)劑和重晶石，累計(jì)高速攪拌90min，每20min中斷一次以刮下粘附在杯壁上漿液，即可制得所述的頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液。
[0018]本發(fā)明提供的這種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液配方具有如下的有益效果:
[0019](I)本發(fā)明所配制的水基鉆井液具有優(yōu)異的封堵性能，尤其是對(duì)頁巖、碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫均有良好的封堵性能。且尤其適合頁巖氣水平井、鉆遇大段非均質(zhì)碳質(zhì)泥巖或其它易塌地層的水平井施工對(duì)水基鉆井液封堵性能的要求，可以替代油基鉆井液。
[0020](2)本發(fā)明所配制的水基鉆井液具有優(yōu)異的抑制性能，尤其是對(duì)泥巖、頁巖均有很強(qiáng)的抑制性能，且對(duì)頁巖、泥巖巖肩有高回收率和低線性膨脹率。
[0021](3)本發(fā)明所配制的水基鉆井液具有良好的潤滑性能，所使用的固體潤滑劑可以在高密度、高固相的條件下不會(huì)顯著增加鉆井液的粘度，解決了以往在高密度鉆井液中添加液體潤滑劑，體系的粘度亦大幅度升高，導(dǎo)致高密度鉆井液過稠的難題。
[0022](4)本發(fā)明所配制的水基鉆井液在高密度條件下降濾失性能好，高溫高壓濾失量低，以往在高密度條件下鉆井液的固相含量高，降濾失劑的降濾失效果差，且用量大，導(dǎo)致鉆井液增粘顯著，只能被迫采用放大量稀釋的辦法解決，本發(fā)明所選用的降濾失劑，分子量低，對(duì)粘度影響小，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述難題。
[0023](5))本發(fā)明所配制的水基鉆井液在高密度條件下抗溫性能好，高溫下不會(huì)導(dǎo)致高密度鉆井液稠化，鉆井液的流變性易于調(diào)控，現(xiàn)場操作維護(hù)簡便。
【附圖說明】
[0024]圖1是不同類型鉆井液的抑制性能對(duì)比曲線圖；
[0025]圖2是不同類型鉆井液對(duì)泥巖的抑制性能對(duì)比圖；
[0026]圖3是不同類型鉆井液的封堵性能對(duì)比圖；
[0027]圖4是不同類型鉆井液的潤滑性能對(duì)比圖；
[0028]圖5是不同類型鉆井液的即時(shí)封堵性能對(duì)比圖；
[0029]圖6是不同類型鉆井液的降濾失性能對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明提供了一種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液，由以下質(zhì)量百分比的原材料制備而成:屏蔽暫堵劑，3.0?6.0 % ;抑制防塌劑，1.0?5.0 % ;固體潤滑劑，2?5 % ;防泥包清潔劑，1.0?5.0 % ;氯化鉀，10?25 % ;氫氧化納，0.1?0.5 % ;降濾失劑，1.0?4.0% ；流型調(diào)節(jié)劑，0.2?0.5%;重晶石，50?80%;余量為水。
[0031 ] 一種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液的制備方法，包括如下步驟:在高速攪拌的條件下邊攪拌邊按比例依次向水中加入配方量的屏蔽暫堵劑、防塌抑制劑、固體潤滑劑、防泥包清潔劑、氯化鉀、氫氧化鈉、降濾失劑、流型調(diào)節(jié)劑和重晶石，累計(jì)高速攪拌90min，每20min中斷一次以刮下粘附在杯壁上漿液，即可制得所述的頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液。
[0032]本發(fā)明所配制的高密度水基鉆井液與油基鉆井液、常規(guī)的水基鉆井液相比具有下列突出優(yōu)勢:1、優(yōu)異的封堵性能、抑制性能能夠滿足頁巖、碳質(zhì)泥巖對(duì)鉆井液防塌性能的要求，其防塌性能與油基鉆井液相當(dāng)，可以替代油基鉆井液;2、在高密度高固相含量條件下，仍然具有良好的潤滑性能，能夠保證頁巖氣水平井的安全快速施工，防止卡鉆等惡性事故的發(fā)生。潤滑性能接近油基鉆井液，遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)水基鉆井液;3、成本較低，該鉆井液與目前頁巖氣水平井使用的油基鉆井液相比，成本大幅降低，在長期低油價(jià)的大環(huán)境下，更有利于頁巖氣資源的低成本開發(fā);4、安全環(huán)保，選用的處理劑均為無毒處理劑，可降解，節(jié)省了油基鉆肩處理的成本。
[0033]本發(fā)明可替代油基鉆井液，應(yīng)用于頁巖氣水平井、鉆遇碳質(zhì)泥巖、其它地層不穩(wěn)定的水平井，基本滿足水平井的水平段施工中對(duì)鉆井液在抑制防塌性能、潤滑性能、降濾失性能、流變性能等方面的要求。該技術(shù)可在長寧-威遠(yuǎn)國家級(jí)頁巖氣示范區(qū)和殼牌四川反承包項(xiàng)目中替代油基鉆井液，大規(guī)模應(yīng)用；為西南地區(qū)的頁巖氣氣藏和西北地區(qū)的致密氣藏的開發(fā)提供技術(shù)支持，又能顯著降低鉆井成本，滿足環(huán)保要求，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，值得推廣應(yīng)用。
[0034]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但下屬實(shí)施例不用于限制本發(fā)明的實(shí)施范圍:
[0035]實(shí)施例1:
[0036]量取300mL自來水于500mL高攪杯中，用高速攪拌器在攪拌條件下邊攪拌邊加入6 %屏蔽暫堵劑、5 %防塌抑制劑、5 %固體潤滑劑、5 %防泥包清潔劑、25 %氯化鉀、0.5 %氫氧化鈉、3%降濾失劑、0.5%流型調(diào)節(jié)劑和50%重晶石，累計(jì)高速攪拌90min，每20min中斷一次以刮下粘附在杯壁上漿液，即可制得本發(fā)明所述的頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液。
[0037]實(shí)施例2:
[0038]量取300mL自來水于500mL高攪杯中，用高速攪拌器在攪拌條件下邊攪拌邊加入
6%屏蔽暫堵劑G314、3 %防塌抑制劑G319、5 %固體潤滑劑G338、3 %防泥包清潔劑G318、20 %氯化鉀、0.3 %氫氧化鈉、2.2 %降濾失劑、0.5 %流型調(diào)節(jié)劑XCD和60 %重晶石，累計(jì)高速攪拌90min，每20min中斷一次以刮下粘附在杯壁上楽液。即制得本發(fā)明的水基鉆井液。
[0039]測試I:按實(shí)施例2所配制的水基鉆井液抑制性能的測試
[0040]按照實(shí)施例2所配制的水基鉆井液密度為2.2g/cm3，將該高密度水基鉆井液在150°C的溫度下熱滾16h后與其它類型的鉆井液進(jìn)行抑制性能對(duì)比，結(jié)果如圖1所示。
[0041 ]由圖1所示結(jié)果可知，按本實(shí)施例所選原料所配制的水基鉆井液對(duì)粘土的膨脹具有很強(qiáng)的抑制性，線性膨脹率在水基鉆井液中最低，基本接近油基鉆井液對(duì)粘土的線性膨脹率。
[0042]測試2:實(shí)施例2配置的水基鉆井液對(duì)泥巖的抑制性能測試
[0043]本實(shí)施例所配制的水基鉆井液密度為2.2g/cm3，該水基鉆井液在150°C的溫度下熱滾16h后，按《GB/T 16783.2—2014石油天然氣工業(yè)鉆井液現(xiàn)場測試第I部分:水基鉆井液》中的規(guī)定進(jìn)行水基鉆井液對(duì)泥巖的抑制性能測試，結(jié)果見圖2。
[0044]該項(xiàng)測試評(píng)價(jià)了本實(shí)施例所配制的水基鉆井液在泥巖巖肩的回收率，考察了本發(fā)明所制備的水基鉆井液的抑制性能。本發(fā)明所選用的泥巖巖肩在清水中的一次回收率10.6%，二次回收率5.2%。
[0045]由上述測試結(jié)果可知，本實(shí)施例所配制的水基鉆井液的巖肩回收率在水基鉆井液中最高，顯著高于其它水基鉆井液，基本接近油基鉆井液。
[0046]結(jié)合測試一和測試二的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，本發(fā)明所配制的水基鉆井液具有優(yōu)異的抑制性能，尤其是對(duì)泥巖、頁巖均有很強(qiáng)的抑制性能。對(duì)頁巖、泥巖巖肩有高回收率和低線性膨脹率。
[0047]測試3:實(shí)施例2配置的水基鉆井液的封堵性能測試
[0048]按照實(shí)施例2配制的水基鉆井液在1500C的溫度下熱滾16h后，使用OFITE滲透性封堵儀測試鉆井液在不同滲透率磨砂盤上的瞬時(shí)濾失量，以此作為封堵性能的考察指標(biāo)，結(jié)果見圖3。
[0049]由測試結(jié)果可知，該水基鉆井液在不同滲透率下均具有良好的封堵性能，本實(shí)施例所配制的水基鉆井液瞬時(shí)濾失量接近油基鉆井液，在水基鉆井液中最低。因此，本發(fā)明所配制的高密度水基鉆井液具有優(yōu)異的封堵性能，尤其是對(duì)頁巖、碳質(zhì)泥巖的裂縫、微裂縫均有良好的封堵性能;且適合頁巖氣水平井、鉆遇大段非均質(zhì)碳質(zhì)泥巖或其它易塌地層的水平井施工對(duì)水基鉆井液封堵性能的要求，可以替代油基鉆井液。
[0050]測試4:實(shí)施例2配制的水基鉆井液與其它鉆井液的潤滑性能對(duì)比測試
[0051 ]本實(shí)施例所配制的密度為2.2g/cm3的水基鉆井液，在150°C的溫度下熱滾16h后，按《GB/T 16783.2—2014石油天然氣工業(yè)鉆井液現(xiàn)場測試第I部分:水基鉆井液》中的規(guī)定進(jìn)行潤滑性能測試，結(jié)果見圖4。
[0052]通過圖4將本發(fā)明的水基鉆井液與其他類型的鉆井液潤滑性能對(duì)比可知，本發(fā)明的水基鉆井液與傳統(tǒng)的水基鉆井液相比，在高密度條件下具有較高的潤滑性能，潤滑系數(shù)與油基鉆井液接近，有利于水平井的安全快速施工。
[0053]實(shí)施例3:
[0054]量取300mL自來水于500mL高攪杯中，用高速攪拌器在攪拌條件下邊攪拌邊加入
4%屏蔽暫堵劑G314、2 %防塌抑制劑G319、5 %固體潤滑劑G338、4 %防泥包清潔劑G318、12 %氯化鉀、0.4 %氫氧化鈉、2.3 %降濾失劑、0.3 %流型調(diào)節(jié)劑和70 %重晶石，累計(jì)高速攪拌90min，每20min中斷一次以刮下粘附在杯壁上楽液。
[0055]測試5:實(shí)施例2配制的水基鉆井液的即時(shí)封堵性能對(duì)比測試
[0056]實(shí)施例3所配制的水基鉆井液，在150°C的溫度下熱滾16h后，按《GB/T 16783.2—2014石油天然氣工業(yè)鉆井液現(xiàn)場測試第I部分:水基鉆井液》中的規(guī)定濾失測試，分別以第一滴濾液和第二滴濾液的滴出時(shí)間作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察鉆井液的即時(shí)封堵性能，結(jié)果見圖5。
[0057]由圖5的數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明的水基鉆井液的濾液滴出時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它類型的水基鉆井液，根據(jù)鉆遇碳質(zhì)泥巖的防塌經(jīng)驗(yàn)，第一滴和第二滴濾液滴出時(shí)間越大，越有利于防塌，實(shí)現(xiàn)易塌微裂縫的即時(shí)封堵。
[0058]實(shí)施例4:
[0059]量取300mL自來水于500mL高攪杯中，用高速攪拌器在攪拌條件下邊攪拌邊加入
3%屏蔽暫堵劑G314、I %防塌抑制劑G319、2.5 %固體潤滑劑G338、I %防泥包清潔劑G318、
11%氯化鉀、0.2 %氫氧化鈉、I %降濾失劑、0.3 %流型調(diào)節(jié)劑X⑶和80 %重晶石，累計(jì)高速攪拌90min，每20min中斷一次以刮下粘附在杯壁上楽液。即制得本發(fā)明的水基鉆井液。
[0060]測試6:實(shí)施例4的水基鉆井液的降濾失性能對(duì)比測試
[0061 ] 配制的水基鉆井液150°C X16h熱滾后，按《GB/T 16783.2—2014石油天然氣工業(yè)鉆井液現(xiàn)場測試第I部分:水基鉆井液》中的規(guī)定進(jìn)行高溫高壓濾失量測試，結(jié)果見圖6。
[0062]由上圖可知，本發(fā)明的水基鉆井液在不同的溫度下的高溫高壓濾失量均遠(yuǎn)小于其它類型的水基鉆井液，且溫度越高優(yōu)勢越明顯，尤其是在180°C下的高溫高壓濾失量明顯小于其它水基鉆井液，接近油基鉆井液。
[0063]本發(fā)明可應(yīng)用于高密度水基鉆井液，尤其是頁巖氣水平井、碳質(zhì)泥巖水平井、鉆遇易塌地層水平井使用的高密度水基鉆井液，能夠滿足頁巖氣水平井施工對(duì)鉆井液抑制性、封堵性、潤滑性等各方面性能要求，替代油基鉆井液。有效解決了油基鉆井液毒性大，成本高的問題。尤其是在長期低油價(jià)的大環(huán)境下，促進(jìn)頁巖氣低成本開發(fā)。
[0064]實(shí)施例5:
[0065]量取300mL自來水于500mL高攪杯中，用高速攪拌器在攪拌條件下邊攪拌邊加入
5%屏蔽暫堵劑G314、3 %防塌抑制劑G319、3.7 %固體潤滑劑G338、4 %防泥包清潔劑G318、1 %氯化鉀、0.1 %氫氧化鈉、4 %降濾失劑、0.2 %流型調(diào)節(jié)劑XCD和70 %重晶石，累計(jì)高速攪拌90min，每20min中斷一次以刮下粘附在杯壁上楽液。即制得本發(fā)明的水基鉆井液。
[0066]所述的屏蔽暫堵劑全名為鉆井液用屏蔽暫堵劑G314，是由丁二烯、苯乙烯及納米二氧化娃合成的聚合物，三者的質(zhì)量百分比為丁二稀:苯乙稀:納米二氧化娃=1:1:1。鉆井液用屏蔽暫堵劑G314屬市售產(chǎn)品，生產(chǎn)廠家是中國石油川慶鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院。所述的鉆井液用屏蔽暫堵劑能夠進(jìn)入到泥頁巖礦物顆粒間的微孔隙中起到即時(shí)封堵的作用。
[0067]所述的抑制防塌劑全名為鉆井液用防塌抑制劑G319，是由環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和二甲基二烯丙基氯化銨合成的共聚物，三者的質(zhì)量百分比為環(huán)氧乙:環(huán)氧丙烷:二甲基二烯丙基氯化銨= 2:2:1鉆井液用防塌抑制劑G319屬市售產(chǎn)品，生產(chǎn)廠家是中國石油川慶鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院。該鉆井液用防塌抑制劑對(duì)泥巖、頁巖具有很強(qiáng)的抑制性能，對(duì)頁巖、泥巖巖肩有高回收率和較低的線性膨脹率，進(jìn)而能夠增強(qiáng)防塌性能防止井壁坍塌、卡鉆等井下事故的發(fā)生。
[0068]所述的防泥包清潔劑是聚醚多元醇，全名為鉆井液用防泥包清潔劑G318，屬市售產(chǎn)品，生產(chǎn)廠家是中國石油川慶鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院。所采用的鉆井液用防泥包清潔劑G318可以在鉆頭表面、鉆肩和鉆井液中的粘土顆粒上發(fā)生靜電作用和物理、化學(xué)吸附，能改善鉆具金屬表面吸附特性減少鉆頭泥包，改善鉆井液的潤滑效果。
[0069]所述的流型調(diào)節(jié)劑為黃原膠XCD，屬于現(xiàn)有技術(shù)，是可以直接在市面上購買的原料。本發(fā)明所采用的流型調(diào)節(jié)劑能調(diào)節(jié)這個(gè)鉆井液體系的流變性能和改善高密度條件下的抗溫能力。
[0070]所述的固體潤滑劑為彈性石墨，全名為鉆井液用潤滑劑G338，屬市售產(chǎn)品，生產(chǎn)廠家是中國石油川慶鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院。所述的鉆井液用彈性石墨具有良好的潤滑性能，可以在高密度、高固相的條件下不會(huì)顯著增加鉆井液的粘度，解決了以往在高密度鉆井液中添加液體潤滑劑，體系的粘度亦大幅度升高，導(dǎo)致高密度鉆井液過稠的難題。
[0071]實(shí)施例6:
[0072]在以上實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明所述的降濾失劑包括如下組份:丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、馬來酸酐、烯丙基磺酸鈉，且各組份含量的質(zhì)量比為丙烯酰胺:30%?40 %，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸:10 %?20 %，馬來酸酐:20 %?30 %，烯丙基磺酸鈉:20%?40%，引發(fā)劑:0.1%?0.2%，余量為水。
[0073]所述的引發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸銨和亞硫酸氫鈉之中的一種或兩種按任意比例的混合物。
[0074]所述的降濾失劑的制備方法包括以下步驟:按比例在水中依次加入丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，采用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為4?5，攪拌均勻后在溫度為60°C?80°C時(shí)，加入馬來酸酐和烯丙基磺酸鈉，再通入氮?dú)?5-35min后攪拌并均勻加入引發(fā)劑，攪拌反應(yīng)l-2h，冷卻至室溫，烘干、粉碎后，即可制得水基鉆井液用降濾失劑。
[0075]本發(fā)明所用降濾失劑的具體制備過程詳見中國專利(201110454544.1)，水基鉆井液用降濾失劑及其制備方法。
[0076]高密度條件下降濾失性能好，高溫高壓濾失量低。以往在高密度條件下鉆井液的固相含量高，降濾失劑的降濾失效果差，且用量大，導(dǎo)致鉆井液增粘顯著，只能被迫采用放大量稀釋的辦法解決。本發(fā)明選用的降濾失劑，分子量低，對(duì)粘度影響小，解決降濾失劑存在的上述難題，本發(fā)明所采用的降濾失劑生物毒性低，屬于環(huán)保型，降濾失性能好，配伍性佳，抗溫性強(qiáng)，抗鈣、鎂離子污染性能好，在高密度鉆井液中能抗溫至少20(TC，無稠化現(xiàn)象且不影響鉆井液的性能，用量少。
[0077]以上例舉僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)施例沒有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液，其特征在于:由以下質(zhì)量百分比的原材料制備而成:屏蔽暫堵劑，3.0?6.0%；抑制防塌劑，1.0?5.0% ;固體潤滑劑，2?5% ;防泥包清潔劑，1.0?5.0 % ;氯化鉀，1?25 % ;氫氧化納，0.1?0.5 % ;降濾失劑，1.0?4.0 % ;流型調(diào)節(jié)劑，0.2?0.5% ;重晶石，50?80% ;余量為水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液，其特征在于:所述的屏蔽暫堵劑全名為鉆井液用屏蔽暫堵劑G314，是由丁二烯、苯乙烯及納米二氧化硅合成的聚合物，三者的質(zhì)量百分比為丁二稀:苯乙稀:納米二氧化娃=1:1:1。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液，其特征在于:所述的抑制防塌劑全名為鉆井液用防塌抑制劑G319，是由環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷和二甲基二烯丙基氯化銨合成的共聚物，三者的質(zhì)量百分比為環(huán)氧乙:環(huán)氧丙烷:二甲基二烯丙基氯化銨=2:2:1。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液，其特征在于:所述的固體潤滑劑為彈性石墨，全名為鉆井液用潤滑劑G338。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液，其特征在于:所述的防泥包清潔劑是聚醚多元醇，全名為鉆井液用防泥包清潔劑G318。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液，其特征在于:所述的流型調(diào)節(jié)劑為黃原膠XCD。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液，其特征在于:所述的降濾失劑包括以下組份:丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、馬來酸酐、烯丙基磺酸鈉，且各組份含量的質(zhì)量比為丙烯酰胺:30%?40 %，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸:10 %?20 %，馬來酸酐:20 %?30 %，烯丙基磺酸鈉:20 %?40 %，引發(fā)劑:0.1 %?0.2 %，余量為水。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液，其特征在于:所述的弓I發(fā)劑為過硫酸鉀、過硫酸銨和亞硫酸氫鈉之中的一種或兩種按任意比例的混合物。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液，其特征在于:所述的降濾失劑的制備方法包括以下步驟:按比例在水中依次加入丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，采用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值為4?5，攪拌均勻后在溫度為60 0C?80 0C時(shí)，加入馬來酸酐和烯丙基磺酸鈉，再通入氮?dú)?5-35min后攪拌并均勻加入引發(fā)劑，攪拌反應(yīng)l-2h，冷卻至室溫，烘干、粉碎后，即可制得水基鉆井液用降濾失劑。10.一種頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液的制備方法，包括如下步驟:在高速攪拌的條件下邊攪拌邊按比例依次向水中加入配方量的屏蔽暫堵劑、防塌抑制劑、固體潤滑劑、防泥包清潔劑、氯化鉀、氫氧化鈉、降濾失劑、流型調(diào)節(jié)劑和重晶石，累計(jì)高速攪拌90min，每20min中斷一次以刮下粘附在杯壁上漿液，即可制得所述的頁巖氣水平井用高密度水基鉆井液。
【文檔編號(hào)】C09K8/12GK105969323SQ201610389681
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】王京光, 楊斌, 張小平, 趙海峰, 寄曉寧, 丁磊, 王國慶, 吳滿祥, 劉偉, 王勇強(qiáng), 曹輝, 張長庚, 郭康, 趙向陽, 俞浩杰, 張雅楠, 涂海海
【申請人】中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院