一種天然高分子環(huán)保型鉆井液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油田鉆井液技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種天然高分子環(huán)保型鉆井液。
【背景技術(shù)】
[0002] 隴東莊字號(hào)叢式水平井位于長(zhǎng)慶油田中東部，目的是通過水平井布井高效開發(fā)延 長(zhǎng)組長(zhǎng)6、長(zhǎng)8油層，探索適合于隴東油田提高單井產(chǎn)量、提高采收率、高效開發(fā)的新模式。 隴東莊字號(hào)井區(qū)水平井井身結(jié)構(gòu)為二開結(jié)構(gòu)，在鉆井施工過程中存在系列鉆井液技術(shù)難題 需要通過深入研宄加以解決。
[0003] 首先是長(zhǎng)裸眼井壁失穩(wěn)技術(shù)難題。該區(qū)塊直羅組、延安組及延長(zhǎng)組頂部地層存在 大段泥頁(yè)巖，井壁水敏性強(qiáng)，易吸水膨脹、分散、掉快，甚至垮塌，在定向井施工中存在遇阻 遇現(xiàn)象，加上二開直井段、斜井段、水平段同處于裸眼井段，井壁坍塌風(fēng)險(xiǎn)顯得更為突出，安 全鉆井及鉆井提速難度大。目的層為延長(zhǎng)組長(zhǎng)6、長(zhǎng)8油層，水平井油層裸露面積大，施工時(shí) 間長(zhǎng)（浸泡時(shí)間長(zhǎng)），要求鉆井液具有很好的保護(hù)產(chǎn)層功能。另外，井身結(jié)構(gòu)多為三維水平 井及長(zhǎng)水平段，鉆井過程中鉆具與井壁之間摩阻、扭矩大，由于先期注水，油層可能存在高 壓。如該區(qū)塊某井關(guān)井壓力高達(dá)32. 7MPa (壓力系數(shù)約L 75)，保障井控安全的難度大，而且 由于地層出水可能給鉆井液帶來嚴(yán)重污染、性能難以維護(hù)。
[0004] 另外，在直井段、斜井段大段泥巖和水平段鉆遇泥巖條件下，如何有效保護(hù)產(chǎn)層及 如何保障裝有裸眼封隔器的完井管串安全、順利下入預(yù)定位置也是一大難題；如何在環(huán)境 保護(hù)、低成本開發(fā)及鉆井提速日益嚴(yán)峻的形勢(shì)下，充分利用有利因素綜合解決以上技術(shù)難 題，為該區(qū)塊的持續(xù)高效開發(fā)提供技術(shù)依據(jù)，是解決問題矛盾的關(guān)鍵點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供一種長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定井壁、防 漏堵漏、保護(hù)儲(chǔ)層、保護(hù)環(huán)境的天然環(huán)保型鉆井液。
[0006] 為此，本發(fā)明提供了一種天然高分子環(huán)保型鉆井液，由以下按重量百分比計(jì)的組 分組成：0. 3 %~2. 0 %的天然防塌劑、I. 0 %~5. 0 %的封堵劑、0. 3 %~0. 5 %提粘切劑、 0. 5 %~3. 0 %的降失水劑、0. 5 %~2. 5 %的潤(rùn)滑劑、0. 02 %~0. 05 %的低碳醇儲(chǔ)層保護(hù) 劑、0. 03%~0. 08%的戊二醛、剩余量為水。
[0007] 上述天然防塌劑為羧甲基改性雙糖。
[0008] 上述雙糖為蔗糖、乳糖及麥芽糖中的一種或者任意兩種的混合物或者三者的混合 物。
[0009] 上述封堵劑為粒徑范圍在1~20 μ m的天然改性石蠟。
[0010] 上述提粘切劑為黃原膠和聚陰離子纖維素鈉鹽的混合物。
[0011] 上述黃原膠和聚陰離子纖維素鈉鹽的體積比2:1。
[0012] 上述降失水劑為羥丙基淀粉。
[0013] 上述潤(rùn)滑劑為以地溝油或者廢棄食用油提煉而成的生物油。
[0014] 上述低碳醇儲(chǔ)層保護(hù)劑為乙二醇和丙三醇的混合物。
[0015] 上述乙二醇和丙三醇的體積比2:1。
[0016] 本發(fā)明的有益效果：
[0017] ⑴本發(fā)明提供的這種天然高分子環(huán)保型鉆井液具有很強(qiáng)的防塌性、抑制性、封堵 性，能快速在近井壁帶形成堅(jiān)韌、致密的封固膜以穩(wěn)定井壁，同時(shí)阻止濾液和固相進(jìn)一步浸 入儲(chǔ)層，達(dá)到有效保護(hù)儲(chǔ)層的效果。
[0018] (2)本發(fā)明提供的這種天然高分子環(huán)保型鉆井液無(wú)生物毒性、無(wú)化學(xué)毒性、可生物 降解有利于環(huán)境保護(hù)。
[0019] (3)本發(fā)明提供的這種天然高分子環(huán)保型鉆井液既能滿足長(zhǎng)慶區(qū)域規(guī)?；@井施 工過程中對(duì)鉆井液的基本性能要求，又能有效保護(hù)環(huán)境利于可持續(xù)開發(fā)低滲透油氣田，經(jīng) 濟(jì)效益和社會(huì)效益良好，很值得推廣應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 實(shí)施例1 :
[0021] 本實(shí)施例提供了一種天然高分子環(huán)保型鉆井液，由以下按重量百分比計(jì)的組分 組成：0. 3 %~2. 0 %的天然防塌劑、I. 0 %~5. 0 %的封堵劑、0. 3 %~0. 5 %提粘切劑、 0. 5 %~3. 0 %的降失水劑、0. 5 %~2. 5 %的潤(rùn)滑劑、0. 02 %~0. 05 %的低碳醇儲(chǔ)層保護(hù) 劑、0. 03%~0. 08%的戊二醛、剩余量為水。
[0022] 其中，天然防塌劑為羧甲基改性雙糖，雙糖為蔗糖、乳糖及麥芽糖中的一種或者任 意兩種的混合物或者三者的混合物；封堵劑為粒徑范圍在1~20 μπι的天然改性石蠟，該 天然改性石蠟是天然石蠟經(jīng)過雙氧水或過氧硫酸氧化改性得到；提粘切劑為黃原膠和聚陰 離子纖維素鈉鹽按體積比2:1的混合物；降失水劑為羥丙基淀粉；潤(rùn)滑劑為以地溝油或者 廢棄食用油提煉而成的生物油；低碳醇儲(chǔ)層保護(hù)劑為乙二醇和丙三醇按體積比2:1的混合 物。
[0023] 該發(fā)明選用天然高分子類處理劑實(shí)現(xiàn)鉆井液多項(xiàng)功能，該鉆井液采用天然防塌 劑、改性石蠟、低碳醇與地層粘土礦物、地層水作用，快速在近井壁帶形成具有三維網(wǎng)架結(jié) 構(gòu)的膠狀聚集體，通過吸附、鑲嵌、填充的方式，阻止濾液進(jìn)一步浸入地層，防止泥頁(yè)巖水 化、膨脹，封堵地層孔隙、吼道和微裂縫，以及必要的力學(xué)手段，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)裸眼水平井鉆 井、完井施工過程鉆井液長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定井壁、防漏堵漏、保護(hù)儲(chǔ)層、保護(hù)環(huán)境的作用。另外，采 用環(huán)保型生物聚合物控制鉆井液流變性，實(shí)現(xiàn)攜砂帶砂保障井眼凈化能力；通過固控設(shè)備 降低有害固相、混入生物油潤(rùn)滑劑降低鉆具與井壁的摩擦阻力實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑減阻。
[0024] 本發(fā)明提供的這種天然高分子環(huán)保型鉆井液具有很強(qiáng)的防塌性、抑制性、封堵性， 能快速在近井壁帶形成堅(jiān)韌、致密的封固膜以穩(wěn)定井壁，同時(shí)阻止濾液和固相進(jìn)一步浸入 儲(chǔ)層，達(dá)到有效保護(hù)儲(chǔ)層的效果；另外，該鉆井液無(wú)生物毒性、無(wú)化學(xué)毒性、可生物降解有利 于環(huán)境保護(hù)。
[0025] 實(shí)施例2 :
[0026] 本實(shí)施例提供了一種天然高分子環(huán)保型鉆井液，由以下按重量百分比計(jì)的組分組 成：90. 0%清水，1. 5%天然防塌劑，3. 0%封堵劑，0. 4%提粘切劑，3. 0%降失水劑，2. 0% 潤(rùn)滑劑，〇. 05%低碳醇儲(chǔ)層保護(hù)劑，0. 05%戊二醛。其中，天然防塌劑為羧甲基改性雙糖， 雙糖為蔗糖；封堵劑為粒徑范圍在1~20 μm的天然改性石蠟；提粘切劑為黃原膠和聚陰 離子纖維素鈉鹽按體積比2:1的混合物；降失水劑為羥丙基淀粉；潤(rùn)滑劑為以地溝油或者 廢棄食用油提煉而成的生物油；低碳醇儲(chǔ)層保護(hù)劑為乙二醇和丙三醇按體積比2:1的混合 物。
[0027] 對(duì)本實(shí)施例提供的該天然高分子環(huán)保型鉆井液進(jìn)行如下性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。
[0028] 一、環(huán)保性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)
[0029] 依據(jù)中華人民共和國(guó)天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《SY/T 6787-2010水溶性油田化學(xué)劑環(huán) 境保護(hù)技術(shù)要求》，對(duì)本實(shí)施例提供的天然高分子環(huán)保型鉆井液中的單個(gè)處理劑開展了 生物毒性及生物降解性評(píng)價(jià)，其中采用了發(fā)光細(xì)菌法測(cè)試了生物毒性指標(biāo)EC 5tl, EC5tl數(shù)值 >20000mg/L則屬于無(wú)毒級(jí)別；采用了五日生化學(xué)需氧量與化學(xué)需氧量的比值BOD 5ZCODc^平 價(jià)生物降解性，數(shù)值多5%則屬于易生物降解范圍，具體測(cè)試結(jié)果見表1。
[0030] 表 1 :
[0032] 從表1數(shù)據(jù)可以看出，本實(shí)施例提供的天然高分子環(huán)保型鉆井液中單個(gè)處理劑都 無(wú)生物毒性，都屬于易生物降解范圍，對(duì)研宄環(huán)保鉆井液提供了基礎(chǔ)條件。
[0033] 參照中華人民共和國(guó)天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《SY/T 6787-2010水溶性油田化學(xué)劑環(huán)境 保護(hù)技術(shù)要求》，中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB31571-2015石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》， 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB 8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《GB 15618-1995 土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》評(píng)價(jià)了本實(shí)施例提供的天然高分子環(huán)保型鉆井液的化 學(xué)毒性、生物降解性、生物毒性，結(jié)果見表2。
[0034] 表 2 :
[0035]
[0036] 從表2可以看出，該鉆井液的重金屬含量、揮發(fā)酚、硫化物、生物毒性、生物降解性 均滿足國(guó)家相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0037] 二、防塌抑制性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)
[0038] 本試驗(yàn)通過測(cè)試鉆井液的頁(yè)巖巖肩回收率來表征鉆井液的防塌性抑制性的強(qiáng)弱， 即在本實(shí)施例提供的天然高分子環(huán)保型鉆井液中加入隴東莊字號(hào)井區(qū)直羅組巖肩50克， 然后在五軸加熱滾子爐120°C下熱滾16小時(shí)，測(cè)試鉆井液的頁(yè)巖巖肩一次回收率，然后將 收集到的巖肩放入自來水中在五軸加熱滾子爐120°C下熱滾16小時(shí)，測(cè)試頁(yè)巖巖肩二次回 收率，同時(shí)與清水的頁(yè)巖巖肩一次回收率、二次回收率做對(duì)比，結(jié)果見表3。
[0039] 表 3 :
[0041] 其中，PV為塑性粘度，YP為動(dòng)切力。
[0042] 從表3數(shù)據(jù)可以看出，該鉆井液的頁(yè)巖巖肩一次回收率高達(dá)96. 5%，該鉆井液的 頁(yè)巖巖肩二次回收率達(dá)到89. 4%，巖肩經(jīng)鉆井液充分作用后仍然棱角分明，沒有出現(xiàn)水化、 膨脹、分散的現(xiàn)象，證實(shí)了該鉆井液能在鉆肩表面形成致密的吸附膜，該膜一旦形成即使在 清水作用下也保持完好，有效阻止了鉆肩粘土礦物與水的接觸