專利名稱：一種耐高溫鉆井液及其配制方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及深井超深井科學鉆探、深部石油天然氣鉆探、高溫地熱及未來干熱巖鉆探用耐高溫鉆井液及其配制方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
我國將要實施的深部大陸科學鉆探設(shè)計井深將超過萬米，井底溫度可能高達300°C以上，井內(nèi)泥漿將長期處于高溫高壓環(huán)境，如此惡劣的環(huán)境，對鉆井液性能造成極其嚴重地破壞。此外，隨著井深增加，所鉆遇的地層也將越來越復(fù)雜，隨時可能遇到壓力異常、松散破碎等復(fù)雜地層，這些問題在一般鉆探施工中處理起來尚有困難，在深井超深井、超高溫高壓條件下問題將更加復(fù)雜。高溫高壓、高密度條件下，如何保持鉆井液良好的流變性能、造壁性能及潤滑性能，是深井超深井鉆探鉆井液面臨的關(guān)鍵技術(shù)問題。目前大部分抗高溫鉆井液現(xiàn)場使用溫度都在200°C以內(nèi)，難以滿足深井超深井鉆探的需要。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有鉆井液無法滿足200°C以上高溫環(huán)境的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種適用于260°C高溫環(huán)境的耐高溫鉆井液。本發(fā)明提供的耐高溫鉆井液，包括如下重量份數(shù)的組份:
水100份；
鈉基膨潤土2飛份；
海泡石f 3份；
高溫降失水劑2 16份；
高溫稀釋劑廣2份；
高溫穩(wěn)定劑0.5^2份。鈉基膨潤土是以蒙脫石為主的含水粘土礦，蒙脫石層間可交換陽離子為Na+，堿性系數(shù)大于等于I。鈉基膨潤土包括天然鈉基膨潤土和人工鈉化膨潤土，均適用于本發(fā)明?？梢赃x用任何市售常用鈉基膨潤土。如:山東濰坊濰坊玖和鈉土有限公司供應(yīng)的鈉基膨潤土、赤峰盛川膨潤土有限責任公司供應(yīng)的鈉基膨潤土、北京探礦工程研究所的人工鈉土。其中，本發(fā)明中優(yōu)選使用赤峰盛川膨潤土有限責任公司生產(chǎn)的鈉基膨潤土。海泡石為纖維狀多孔鎂質(zhì)硅酸鹽礦物，其化學通式為Mg8Si12O3tl(OH)4(OH2)4AH2O,晶體具有鏈狀和層狀過渡型結(jié)構(gòu)特征，特點是在2層硅氧四面體片中間夾I層鎂氧八面體。本發(fā)明可以使用任何市售常用的海泡石，例如:河北宏利海泡石絨有限公司供應(yīng)的海泡石、河南省內(nèi)鄉(xiāng)縣興源海泡石開發(fā)有限公司供應(yīng)的海泡石、湖南天捷海泡石有限公司供應(yīng)的海泡石等。其中，本發(fā)明中優(yōu)選使用河北宏利海泡石絨有限公司生產(chǎn)的海泡石。高溫降失水劑，也稱 高溫降濾失劑，用于降低高溫高壓條件下鉆井液的濾失量，選擇同時兼具調(diào)節(jié)流型功能的更佳。高溫稀釋劑主要用于調(diào)節(jié)泥漿的流變性能。
高溫穩(wěn)定劑主要用于抑制(或防止)高溫下泥漿處理劑的降解和分解。以上各組份，均可以使用任何市售的本領(lǐng)域常用產(chǎn)品。優(yōu)選地，上述耐高溫鉆井液，其特征在于，包括如下重量份數(shù)的組份:
水100份；
鈉基膨潤土3 4份；
海泡石f 2份；
高溫降失水劑13 14份；
高溫稀釋劑廣2份；
高溫穩(wěn)定劑f 2份。優(yōu)選地，所述高溫降失水劑包括褐煤樹脂、鉆井液用抗高溫降濾失劑OCL-JA、鉆井液用防塌稀釋降濾失劑SN樹脂、羧甲基纖維素鈉鹽、新密降失水劑、雪佛龍菲利普斯超高溫200度I號、鉆井液用SPF抗高溫防塌降濾失劑(簡稱SPF)、抗高溫降濾失劑KJAN、磺甲基酚醛樹脂(又稱磺化酚醛樹脂，SMP)、高溫降濾失劑FKJ-1 (簡稱FKJ-1)和高溫聚合降失水劑DDP (簡稱DDP)中的至少三種。優(yōu)選地，所述高溫降失水劑包括褐煤樹脂、鉆井液用抗高溫降濾失劑OCL-JA、鉆井液用防塌稀釋降濾失劑SN樹脂、羧甲基纖維素鈉鹽、新密降失水劑、雪佛龍菲利普斯超高溫200度I號、鉆井液用SPF抗高溫防塌降濾失劑和抗高溫降濾失劑KJAN中的至少兩種；以及包括磺甲基酚醛樹脂、降濾失劑FKJ-1和高溫聚合降失水劑DDP中的至少一種。

后面三種高溫降失水劑(SMP、FKJ-1和DDP)不但具備降濾失作用，還兼具調(diào)節(jié)流型的作用，將其中一種與其他高溫降失水劑混配能夠達到更好的效果。高溫降失水劑中，褐煤樹脂(簡稱SPNH)為磺化酚醛樹脂和磺化褐煤組成的耐溫抗鹽的鉆井液降濾失劑，可以選用石家莊華萊化工有限公司、鄭州市東方助劑有限公司、河北永達化工有限公司、重慶大方合成化工有限公司等公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。鉆井液用抗高溫降濾失劑OCL-JA (簡稱OCL-JA)是一種抗高溫降濾失劑，由AMPS、丙烯酸、丙烯酰胺接枝共聚物和磺化腐植酸衍生物復(fù)配而成，可以選用北京奧凱利科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。鉆井液用防塌稀釋降濾失劑SN樹脂(簡稱SN樹脂)是由改性腐植酸與有機小分子接枝而得，具有良好的抗溫和降濾失性能，可以選用任丘市振興化工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品。鉆井液用SPF抗高溫防塌降濾失劑可以選用牡丹江華新化工助劑有限責任公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。新密降失水劑為新密超前化工有限公司產(chǎn)品。雪佛龍菲利普斯超高溫200度I號是雪佛龍菲利普斯化學有限公司鉆井特殊化學品分公司產(chǎn)品。鉆井液用SPF抗高溫防塌降濾失劑是牡丹江華新化工助劑有限責任公司產(chǎn)品?？垢邷亟禐V失劑KJAN是石家莊華萊鼎盛科技有限公司產(chǎn)品?；羌谆尤渲梢赃x用任丘市高科化工物資有限公司、重慶大方合成化工有限公司、勝利油田正旭石油科技有限公司、新密超前化工有限公司、任丘市佳孚化工有限公司等單位生產(chǎn)的產(chǎn)品。降濾失劑FKJ-1可選自鄭州市東方助劑有限公司生產(chǎn)的高效抗溫降濾失劑FKJ-1。高溫聚合降失水劑DDP可選自雪佛龍菲利普斯化學有限公司鉆井特殊化學品分公司生產(chǎn)的DDP。更優(yōu)選地，高溫降失 水劑使用褐煤樹脂、鉆井液用抗高溫降濾失劑OCL-JA和高溫聚合降失水劑DDP。優(yōu)選地，所述高溫稀釋劑為磺甲基單寧(俗名磺化單寧，代號SMT)、磺化栲膠(即鉆井液用磺化栲膠，代號SMK)和HPT-2中的至少一種。本發(fā)明更優(yōu)選HPT-2。其中，SMT可選用河南省銘泰化工有限公司、四川成都川鋒化學工程有限責任公司、河南省銘泰化工有限公司等公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。HPT-2可以選用北京探礦工程研究所生產(chǎn)的 HPT-2。優(yōu)選地，所述高溫穩(wěn)定劑為高溫保護劑GBH、亞硫酸鈉和重鉻酸鈉中的至少一種。其中，高溫保護劑GBH是一種磺化多元共聚物，由中國石油勘探開發(fā)研究院合成。本發(fā)明還提供了上述耐高溫鉆井液的配制方法，配制步驟為:首先將鈉基膨潤土、海泡石加入到水中，充分攪拌均勻，再依次加入高溫降失水劑、高溫稀釋劑和高溫穩(wěn)定劑，將上述混合物攪拌均勻，得到耐高溫鉆井液。本發(fā)明中所述的各組分符合中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準，見表I。表I
權(quán)利要求
1.一種耐高溫鉆井液，其特征在于，包括如下重量份數(shù)的組份:水100份； 鈉基膨潤土2飛份； 海泡石f 3份； 高溫降失水劑2 16份； 高溫稀釋劑f 2份； 高溫穩(wěn)定劑0.5^2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫鉆井液，其特征在于，包括如下重量份數(shù)的組份:水100份； 鈉基膨潤土3 4份； 海泡石f 2份； 高溫降失水劑13 14份； 高溫稀釋劑 f 2份； 高溫穩(wěn)定劑f 2份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐高溫鉆井液，其特征在于，所述高溫降失水劑包括褐煤樹脂、鉆井液用抗高溫降濾失劑OCL-JA、鉆井液用防塌稀釋降濾失劑SN樹脂、羧甲基纖維素鈉鹽、新密降失水劑、雪佛龍菲利普斯超高溫200度I號、鉆井液用SPF抗高溫防塌降濾失劑、抗高溫降濾失劑KJAN、磺甲基酚醛樹脂、降濾失劑FKJ-1和高溫聚合降失水劑DDP中的至少三種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐高溫鉆井液，其特征在于，所述高溫降失水劑包括褐煤樹月旨、鉆井液用抗高溫降濾失劑OCL-JA、鉆井液用防塌稀釋降濾失劑SN樹脂、羧甲基纖維素鈉鹽、新密降失水劑、雪佛龍菲利普斯超高溫200度I號、鉆井液用SPF抗高溫防塌降濾失劑和抗高溫降濾失劑KJAN中的至少兩種； 以及包括磺甲基酚醛樹脂、降濾失劑FKJ-1和高溫聚合降失水劑DDP中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐高溫鉆井液，其特征在于，所述高溫降失水劑為褐煤樹脂、鉆井液用抗高溫降濾失劑OCL-JA和高溫聚合降失水劑DDP。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐高溫鉆井液，其特征在于，所述高溫稀釋劑為磺甲基單寧、磺化栲膠和HPT-2中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐高溫鉆井液，其特征在于，所述高溫稀釋劑為HPT-2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐高溫鉆井液，其特征在于，所述高溫穩(wěn)定劑為高溫保護劑GBH、亞硫酸鈉和重鉻酸鈉中的至少一種。
9.權(quán)利要求Γ8任一所述的耐高溫鉆井液的配制方法，其特征在于，配制步驟為:首先將鈉基膨潤土、海泡石加入到水中，充分攪拌均勻，再依次加入高溫降失水劑、高溫稀釋劑和高溫穩(wěn)定劑，將混合物攪拌均勻，得到耐高溫鉆井液。
10.權(quán)利要求f8任一所述的耐高溫鉆井液在深井超深井鉆探、深部油氣勘探、高溫地熱井鉆探和/或干熱巖鉆探中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐高溫鉆井液及其配制方法和應(yīng)用。該耐高溫鉆井液包括如下重量份數(shù)的組份水100份，鈉基膨潤土2~6份，海泡石1~3份，高溫降失水劑2~16份，高溫稀釋劑1~2份和高溫穩(wěn)定劑0.5~2份。配制方法是先將鈉基膨潤土和海泡石加入到水中，充分攪拌均勻，再加入其他組分，攪拌均勻即可。本發(fā)明的耐高溫鉆井液在超高溫高壓條件下具有良好的造壁性，抑制和懸浮能力強，有利于維護孔壁穩(wěn)定和攜帶巖屑。該耐高溫鉆井液適用于深井超深井鉆探，也適用于深部油氣勘探、高溫地熱井鉆探及未來可能實施的干熱巖鉆探。
文檔編號C09K8/24GK103087692SQ20131000071
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者陶士先, 單文軍, 付帆, 熊正強, 李曉東, 紀衛(wèi)軍, 李艷寧 申請人:北京探礦工程研究所