[发明专利]一种纳米钻井液

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井工程，特别是适用于强水敏泥页岩地层井壁防塌的纳米钻井液。

背景技术

强水敏泥页岩井壁失稳是钻井过程中遇到的一个世界级难题，由于强水敏泥页岩地层在钻井过程中常发生起下钻遇阻、大段划眼和卡钻等复杂事故，完钻作业过程中的电测、井壁取心和核磁共振等作业遇阻卡，甚至油气井报废。为了解决这些问题，近年来人们应用了多种泥页岩防塌钻井液，但是，由于常规防塌钻井液的颗粒尺寸与地层孔隙大小不能匹配，不能有效封堵地层孔隙，在井壁上快速形成一层隔离膜，阻止钻井液滤液侵入井壁附近地层和阻止压力传递，不能有效维持井壁稳定，严重影响石油钻井效率和质量。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发时的目的在于提供一种纳米钻井液，具有优良的胶体分散性、高的热稳定性，改善钻井液的流变性，提高泥饼的致密性，改善泥饼厚度，在井壁上快速形成一层纳米膜，阻止钻井液滤液侵入井壁附近地层和阻止压力传递，具有良好的防塌性能和良好的储层保护性能。

本发明的技术方案：

一种纳米钻井液，其浓度为：水为900kg/m³，膨润土为40～50kg/m³，纳米乳液JDL-3为25～30kg/m³，正电胶MMH为2～3kg/m³，高分子聚合物PAM为3～5kg/m³，磺化沥青FT-1为10～15kg/m³，磺化酚醛树脂SMP为15～20kg/m³，抗盐抗温降失剂LS-1为15～20kg/m³，流型调节剂DS-2为10～15kg/m³和氢氧化钠NaOH为8～10kg/m³。

该钻井液在室温下的主要性能参数如下：钻井液密度为1.02～1.07g/cm³，API滤失量为4～5ml/min，表观粘度为30～40mpa.s，塑性粘度为10～15mpa.s。

本发明具有以下优点：

1、该钻井液体系中的纳米乳液颗粒度可以任意控制，流动性较强，它能充填嵌入不规则井壁微裂缝，而且封堵迅速，效果明显，在不显著增大孔隙压力的条件就能够堵塞孔隙。这种封堵相当于减小井壁的孔隙半径，使得水进入地层的速率迅速减小，同时也减小井壁的孔隙度，提高井壁的半透膜效率，最终使水化学势之差大大降低，阻止剥落性泥页岩的表面水化和渗透水化，抑制泥页岩膨胀，减少剥落性脱落，防止坍塌，达到稳定井壁的作用。

2、形成较为致密的纳米膜，在岩屑上包覆了一层致密并具有一定厚度、强度的乳白色的膜，可以阻止泥页岩地层与水接触，从而达到稳定井壁的作用，有效封堵破碎性不稳定地层。

3、纳米乳液粒度可控和强抑制性能，钻至储层可显著降低滤失量，具有优良的储层保护性能。

具体实施方式

实施例一

在T306井中应用本发明的纳米钻井液，需要190m³纳米钻井液，其中水含量为900kg/m³，膨润土含量为40kg/m³，纳米乳液JDL-3为25kg/m³，正电胶MMH为2kg/m³，高分子聚合物PAM为3kg/m³，磺化沥青FT-1为10kg/m³，磺化酚醛树脂SMP为15kg/m³，抗盐抗温降失剂LS-1为15kg/m³，流型调节剂DS-2为10kg/m³和氢氧化钠NaOH为8kg/m³，在钻井过程中通过泥浆泵进行循环即可。

实施效果：T306完钻井深4332米，全井在钻井过程中顺利，未发生泥页岩井壁垮塌，电测一次成功，完井作业顺利，泥页岩段平均井径扩大率为6.3％。

实施例二