[发明专利]一种复合护壁钻井泥浆材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种地质钻探技术领域，具体地说是一种钻探岩层松软地质的复合护壁钻井泥浆材料。

背景技术

钻井液是指钻井中使用的工作流体，其中钻井泥浆是广泛使用的钻井液。钻井泥浆在钻井液泵的作用下经过地面管线，立柱、水龙带进入钻杆，然后通过钻头水眼喷向井底，再携带着钻头钻下来的岩屑，从钻杆与地层或套管之间的环空上返至地面，在地面经过振动筛等固控设备将岩屑分离出去后，返回钻井液池。因此，在钻井作业中起着非常重要的作用，这也就对钻井泥浆的要求较高。传统的钻井泥浆制浆材料主要是黏土或膨润土，这类制浆材料的特点有：粘度较低、携砂能力较差，润滑性差，对钻头磨损高，只能满足一般比较正常地质条件的钻探使用，一旦遇到地质岩层松软或有裂隙、断层、溶洞涌水出现，则易发生钻孔岩层坍塌，使钻探工作停工，造成重大损失。另外市场上还有少数针对岩层松软或有裂隙、断层或溶洞等地质而生产的发泡型钻井制浆产品，其组份复杂、成本高，化学填加剂多，污染严重，废泥浆治理困难，不易大量推广。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种适用于岩层松软或有裂隙、断层、溶洞等地质，具有粘度高，制备简单、成本低，对井壁进行固化增强、防漏堵漏的复合护壁钻井泥浆材料。

本发明是这样实现的：一种复合护壁钻井泥浆材料，由下述重量百分比的组份组成：

快硬硫铝酸盐水泥10％-30％；

膨润土68％-88％；

聚丙稀酰胺1％-2％；

上述各组份混合磨成细粉，细粉的细度要求比表面积≥380m²/kg，将上述细粉加水搅拌后使用，加水量与上述各组份总重量比为：0.8-1.2倍。

所述的复合护壁钻井泥浆材料，是由下述重量百分比的组份组成：

快硬硫铝酸盐水泥20％；

膨润土79％；

聚丙稀酰胺1％；

上述各组份混合磨成细粉，细粉的细度要求比表面积≥380m²/kg，将上述细粉加水搅拌后使用，加水量与上述细粉的总重量比为0.8倍。

本发明采用无机、有机、胶凝材料复合生产，制成的泥浆既具有良好的润滑作用，又具有胶结加固、保护井壁的作用；快硬硫铝酸盐水泥及膨润土均可提高泥浆粘度，利于填充井壁缝隙，解决地质岩层松软或有裂隙、断层或溶洞时易出现井壁坍塌的难题；聚丙稀酰胺同时与快硬硫铝酸盐水泥和膨润土作用，可使泥浆快速固化，对井壁起到良好的防漏堵漏保护作用，有效解决钻井进入涌水和漏浆地层时的施工问题；本发明组份种类少，制备简单，成本低，易大量推广使用。

具体实施方式

实施例1：一种复合护壁钻井泥浆材料，是由下述重量百分比的组份组成：快硬硫铝酸盐水泥20％；膨润土79％；聚丙稀酰胺1％。制备方法：将上述各组份混合磨成细粉，也可以各组份单独磨成细粉后再混合。细粉的细度要求比表面积≥380m²/kg。将上述各组份细粉加水搅拌后使用，本实施例的加水量与上述细粉的总重量比为0.8倍，即1000克组份细粉加入800克的水，浆体密度1.6g/cm³。

本发明采用无机材料膨润土、有机材料高分子聚丙稀酰胺和水硬性胶凝材料的硫铝酸盐水泥复合制造而成。其中硫铝酸盐水泥采用了快硬硫铝酸盐水泥，其粘度高、凝结速度快，可快速有效进行堵漏，凝结后耐水性强，强度高，比颗粒状堵漏材料的堵漏效率高，同时降低钻头的摩擦力，不磨损钻头，使井壁光滑；膨润土有很好的吸水膨胀性能、润滑性能以及分散、悬浮和造浆性，是一种天然、环保的矿物材料，用于钻井泥浆有很好的粘结力，也具有良好的携带岩屑性能，可净化井眼。快硬硫铝酸盐水泥及膨润土均可提高泥浆粘度，利于填充井壁缝隙，解决地质岩层松软或有裂隙、断层、溶洞时易出现井壁坍塌的难题；聚丙稀酰胺是一种凝聚剂，具有吸湿性好、热稳定性好、增稠的作用，在本发明中，同时作用于快硬硫铝酸盐水泥和膨润土使填充入井壁缝隙的泥浆快速固化，并释放泥浆中的游离水，减少水泥中含水量，提高强度和耐水性，从而提高防漏堵漏性能，保护了井壁，有效解决钻井进入涌水和漏浆地层时的施工问题。

实施例2：所述的复合护壁钻井泥浆材料，是由下述重量百分比的组份组成：快硬硫铝酸盐水泥10％；膨润土88％；聚丙稀酰胺2％；制备方法与实施例1基本相同，只是加水量与该实施例所述组份细粉的总重量比为1.2倍，浆体密度为1.2g/cm³。实施例2与实施例1的使用效果基本相同。