專利名稱：一種無(wú)粘土單向封堵鉆井液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)粘土單向封堵鉆井液，屬于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鉆井液，原稱泥漿，是指鉆井中使用的工作流體。鉆井液主要作用是冷卻鉆頭、潤(rùn)滑鉆具；清凈孔底、帶出巖屑(攜巖)。保護(hù)孔壁防止坍塌，平衡地層壓力等。常規(guī)水基鉆井液由粘土、增粘劑、降濾失劑、防塌劑、潤(rùn)滑劑和油層保護(hù)劑等多種材料組成，不同材料對(duì)鉆井液性能的影響不同，維護(hù)困難。其中粘土是常規(guī)水基鉆井液的基礎(chǔ)造漿材料，可通過(guò)水化作用分散成極細(xì)小的顆粒(粒徑一般小于2微米)。粘土的存在一方面有利于增加鉆井液的粘土及切力，提高鉆井液的懸浮及攜帶能力，有利于攜巖，同時(shí)可形成致密泥餅降低鉆井液濾失量，有利于井壁穩(wěn)定和保護(hù)儲(chǔ)層；另一方面會(huì)增加鉆井液中的亞微米顆粒數(shù)量級(jí)固相含量，降低鉆井液速度，同時(shí)，粘土顆粒有可能在壓差的作用下侵入儲(chǔ)層，堵塞儲(chǔ)層孔隙，降 低儲(chǔ)層的滲透率高，造成儲(chǔ)層損害。無(wú)粘土鉆井液可大大降低亞微米顆粒的數(shù)量，有利于提高鉆速，同時(shí)有利于減輕固相堵塞造成的儲(chǔ)層損害。由于無(wú)粘土存在，其粘切尤其在高溫下的粘切較低，不利于攜巖；同時(shí)由于不能形成致密的泥餅，鉆井液濾失量較高，且易導(dǎo)致漏失，不利于井壁穩(wěn)定及保護(hù)儲(chǔ)層。因此研制無(wú)粘土鉆井液的關(guān)鍵是找出在無(wú)粘土存在的情況下能有效提聞鉆井液粘度及切力的增粘劑和能有效提聞鉆井液封堵能力的封堵劑。CN1050036A(CN90108075. 6)提供一種無(wú)固相鉆井液及其生產(chǎn)方法，該無(wú)固相鉆井液是由含蛋白質(zhì)、脂肪的多糖聚合物植物膠干粉和水混合后形成親水膠體再與硅酸鈉親水膠體組合而成的親水膠體漿液，其配方為膠干粉O. 5-1%，模數(shù)2. 6-3. 3、濃度35-45%的硅酸鈉膠液3-5%，余量為水。用于鉆探工程復(fù)雜地層鉆進(jìn)護(hù)孔的鉆井沖洗液，在松散破碎膠結(jié)差的地層及水敏性地層中鉆進(jìn)，能在孔壁上形成一層具有韌性和彈性的半透性保護(hù)膠膜，且其失水量很低。CN102220113A (CN201010152318)提供一種無(wú)固相鉆開(kāi)液，其配方為 增粘劑0. 5% -1% ； P H 調(diào)節(jié)劑0. 1%- O. 6% ;降濾失劑1%- 4% ;抑制劑3%- 30% ；潤(rùn)滑劑1% — 5% ;海水余量。以上兩項(xiàng)現(xiàn)有技術(shù)不足之處是(I)鉆井液中以天然植物膠干粉或改性的天然高分子為增粘劑，抗溫能力差；(2)鉆井液成份中沒(méi)有封堵劑，不能形成有效的封堵層，濾失量高，且易導(dǎo)致漏失；(3)鉆井液易進(jìn)入儲(chǔ)層堵塞儲(chǔ)層孔隙，保護(hù)儲(chǔ)層能力差，影響原油采收率。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種無(wú)粘土單向封堵鉆井液。該鉆井液抗溫能力達(dá)150°C以上，具有單向封堵的特點(diǎn)，它有效地克服了上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)或不足，可作為鉆井液、完井液或修井液，提聞鉆速、穩(wěn)定井壁及保護(hù)儲(chǔ)層效果顯者。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種無(wú)粘土單向封堵鉆井液，原料的質(zhì)量份組成為
主增粘劑5-40份，輔助增粘劑1-5份，單向封堵劑20-150份，抑制劑5_20份，潤(rùn)滑劑0-20份，加重劑0-500份，水1000份。所述的主增粘劑選自聚丙烯酰胺、聚陰離子纖維素或磺酸鹽共聚物降濾失劑DSP-2 ；所述的輔助增粘劑選自黃原膠或羧甲基纖維素鈉； 所述的單向封堵劑選自聚合物彈性微球SFH-1或橡膠顆粒；
所述的抑制劑選自胺基聚醇AP-1、聚丙烯酸鉀或多元醇；所述的潤(rùn)滑劑選自鉆井液用FYR潤(rùn)滑劑、白油或石墨；所述的加重劑是甲酸鈉、甲酸鉀之一或組合。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的主增粘劑是磺酸鹽共聚物降濾失劑DSP-2，山東得順源石油科技有限公司產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的輔助增粘劑是黃原膠FT。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的單向封堵劑是聚合物彈性微球SFH-1，勝利油田方圓化
工有限公司有售。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的抑制劑是鉆井液用胺基聚醇AP-1，山東得順源石油科技有限公司產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的潤(rùn)滑劑是鉆井液用FYR潤(rùn)滑劑，可以通過(guò)市場(chǎng)購(gòu)買，勝利油田方圓化工有限公司產(chǎn)售。FYR潤(rùn)滑劑可按以下方法制備的以100重量份計(jì)，液體石蠟10 30份，非離子型表面活性劑I 3份，聚醚多元醇(相對(duì)分子量2000-3000)5 15份，甲基纖維素或聚乙烯醇O. 5 I份，余量為水；所述非離子型表面活性劑是吐溫-80和司盤-60按2:1質(zhì)量比的組合；將液體石蠟、非離子表面活性劑和聚醚多元醇加入反應(yīng)器，升溫至6(T8(TC，攪拌30min，將溶有甲基纖維素或聚乙烯醇的水加入到反應(yīng)器中，6(T80°C攪拌4(T60min，冷卻至室溫即得。根據(jù)本發(fā)明，一種無(wú)粘土單向封堵鉆井液的制備方法，步驟如下按配比，將主增粘劑和輔助增粘劑依次加入水中，攪拌使其充分溶解；再加入抑制齊U、單向封堵劑和潤(rùn)滑劑，攪拌均勻；最后加入加重劑，攪拌使其充分溶解。即得。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)良效果(I)高溫條件下仍具有適宜流變性，粘度及切力滿足鉆完井要求磺酸鹽共聚物降濾失劑DSP-2和黃原膠FT復(fù)配使用，在無(wú)粘土存在的情況下，在高溫條件下鉆井液仍具有較高的粘度和切力，抗溫能力達(dá)160°C以上，克服了常規(guī)無(wú)粘土鉆井液聞溫后粘度及切力過(guò)低的缺陷，可用于深井及超深井；(2)封堵能力強(qiáng)，且具有單向封堵特征聚合物彈性微球具有較好的彈性和變形性，其平均粒徑約為80微米，大于一般的地層孔隙直徑或微裂縫寬度，在壓差的作用下聚合物彈性微球顆粒部分鑲嵌在地層孔隙或微裂縫的入口處，有效封堵地層孔隙或微裂縫，降低鉆井液向地層濾失或漏失，有利于井壁穩(wěn)定和保護(hù)儲(chǔ)層。由于聚合物彈性微球顆粒部分鑲嵌在地層孔隙或微裂縫的入口處，未進(jìn)入孔隙或微裂縫，在反壓差存在時(shí)，封堵層很容易解除，具有單向封堵特征(3)潤(rùn)滑性好，可適用于大斜度井、定向井和水平井
本發(fā)明的鉆井液無(wú)粘土且含有潤(rùn)滑性好的FYR潤(rùn)滑劑，因此，具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性能，可有效降低鉆井過(guò)程中由于鉆具旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的摩阻和扭矩，可適用于大斜度井、定向井和水平井。(4)配方簡(jiǎn)單，配制快捷鉆井液配方相對(duì)簡(jiǎn)單且無(wú)粘土，不需要預(yù)水化膨潤(rùn)土漿和特殊設(shè)備，配制簡(jiǎn)單、快捷，綜合成本低；(5)有利于環(huán)境保護(hù)所用處理劑均無(wú)毒，且易生物降解，對(duì)敏感地區(qū)影響小，有利于環(huán)境保護(hù)；(6)功能多可用于鉆井、完井、修井和三次采油等多種作業(yè)工程。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但不限于此。本發(fā)明涉及的一種無(wú)粘土單向封堵鉆井液的性能測(cè)試方法如下(I)鉆井液性能測(cè)定鉆井液性能測(cè)定參照鉆井液測(cè)試程序(ZB/TE13004-90)。(2)巖心封堵率和滲透率恢復(fù)率測(cè)定量取巖心尺寸，用標(biāo)準(zhǔn)鹽水抽真空飽和48h，正向測(cè)定巖心的油相滲透率K ;在堵漏儀中用所配置的無(wú)粘土單向封堵鉆井液封堵巖心，封堵完成后清除封堵端的泥餅，正向
測(cè)定巖心的油相滲透K2，計(jì)算巖心的滲透率封堵，然后測(cè)定封堵后
巖心的反向油相滲透率K3,計(jì)算巖心的滲透率恢復(fù)率
權(quán)利要求
1.一種無(wú)粘土單向封堵鉆井液，其特征在于原料的質(zhì)量份組成為 主增粘劑5-40份，輔助增粘劑1-5份，單向封堵劑20-150份，抑制劑5_20份，潤(rùn)滑劑0-20份，加重劑0-500份，水1000份； 所述的主增粘劑選自聚丙烯酰胺、聚陰離子纖維素或磺酸鹽共聚物降濾失劑DSP-2 ； 所述的輔助增粘劑選自黃原膠或羧甲基纖維素鈉； 所述的單向封堵劑選自聚合物彈性微球SFH-1或橡膠顆粒； 所述的抑制劑選自胺基聚醇、聚丙烯酸鉀或多元醇； 所述的潤(rùn)滑劑選自鉆井液用FYR潤(rùn)滑劑、白油或石墨； 所述的加重劑是甲酸鈉、甲酸鉀之一或組合。
2.如權(quán)利要求1所述的單向封堵鉆井液，其特征在于所述的主增粘劑是磺酸鹽共聚物降濾失劑DSP-2。
3.如權(quán)利要求1所述的單向封堵鉆井液，其特征在于所述的輔助增粘劑是黃原膠FT。
4.如權(quán)利要求1所述的單向封堵鉆井液，其特征在于所述的單向封堵劑是聚合物彈性微球sra-1。
5.如權(quán)利要求1所述的單向封堵鉆井液，其特征在于所述的抑制劑是鉆井液用胺基聚醇 AP-1。
6.如權(quán)利要求1所述的單向封堵鉆井液，其特征在于所述的潤(rùn)滑劑是鉆井液用FYR潤(rùn)滑劑，是按以下方法制備的以100重量份計(jì)，液體石蠟10 30份，非離子型表面活性劑I 3份，相對(duì)分子量2000-3000的聚醚多元醇5 15份，甲基纖維素或聚乙烯醇O. 5 I份，余量為水；所述非離子型表面活性劑是吐溫-80和司盤-60按2:1質(zhì)量比的組合； 將液體石蠟、非離子表面活性劑和聚醚多元醇加入反應(yīng)器，升溫至6(T8(TC，攪拌30min，將溶有甲基纖維素或聚乙烯醇的水加入到反應(yīng)器中，6(T80°C攪拌4(T60min，冷卻至室溫即得。
7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的單向封堵鉆井液的制備方法，步驟如下 按配比，將主增粘劑和輔助增粘劑依次加入水中，攪拌使其充分溶解；再加入抑制劑、單向封堵劑和潤(rùn)滑劑，攪拌均勻；最后加入加重劑，攪拌使其充分溶解。即得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)粘土單向封堵鉆井液。原料的質(zhì)量份組成為主增粘劑5-40份，輔助增粘劑1-5份，單向封堵劑20-150份，抑制劑5-20份，潤(rùn)滑劑0-20份，加重劑0-500份，水1000份；主增粘劑選自聚丙烯酰胺、聚陰離子纖維素或磺酸鹽共聚物降濾失劑DSP-2，輔助增粘劑選自黃原膠或羧甲基纖維素鈉，單向封堵劑選自聚合物彈性微球SFH-1或橡膠顆粒，抑制劑選自胺基聚醇、聚丙烯酸鉀或多元醇，潤(rùn)滑劑選自鉆井液用FYR潤(rùn)滑劑、白油或石墨，加重劑是甲酸鈉、甲酸鉀之一或組合。該鉆井液具有單向封堵的特點(diǎn)，可作為鉆井液、完井液或修井液，提高鉆速、穩(wěn)定井壁及保護(hù)儲(chǔ)層效果顯著。
文檔編號(hào)C09K8/12GK103013467SQ20121056354
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月22日
發(fā)明者呂開(kāi)河, 任冠龍, 邢德鋼 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)