[发明专利]一种可调节粘度和漏失量的低固相浆液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钻掘工程技术领域，涉及一种低固相浆液（低固相浆液即钻井液）及其配制方法。

背景技术

聚阴离子纤维素(PAC)是纤维素的改性产品，为羧甲基纤维素(CMC)的一种高级产品，是一种聚合度高、取代度高、取代基团分布均匀的水溶性的阴离子型纤维素醚，所以，相对于普通纤维素，聚阴离子纤维素可以更有效的提高钻井液泥浆的粘度，降低失水量，改善泥饼的质量。聚阴离子纤维素作为一种可再生资源，它的来源丰富，特别是从绿色环保的角度考虑，是一种应用前景十分宽广的钻井液处理剂。

随着现代钻探领域的不断扩大，钻探工艺的提高，钻探深度越来越深，对于钻井液处理剂的各项性能也提出更高的要求，尤其是对于钻井液的粘度、失水量以及形成泥浆滤饼的质量要求更高。所以，弄清聚阴离子纤维素对钻井液各项性能的影响就显得尤为重要。

关于聚阴离子纤维素在钻井液泥浆中的应用，国内外学者曾开展过一些工作。如：Plank(1992)将温度作为变量，考查聚阴离子纤维素对温度的稳定性。Plank(1992)将聚阴离子纤维素引进普通淡水与盐水钻进液中，分析了聚阴离子纤维素对于钻井液失水量的影响。Vikas Mahto（2004）将聚阴离子纤维素引进普通淡水钻井液中，分析了聚阴离子纤维素对于钻井液流变性能的影响。UANG(2011)将聚阴离子纤维素引进高密度钻井液中，分析了聚阴离子纤维素对于钻井液性能的影响。通过以上学者的研究，对于聚阴离子纤维素在钻井液泥浆的性能有一定程度上的了解，在许多生产现场也取得了很好的效果。但是，关于聚阴离子纤维素在低固相钻井液中的应用研究相对较少，随着低固相钻井液在实际工程中的广泛应用，搞清楚聚阴离子纤维素对于低固相钻井液的性能变化就很有必要。另外，由于现场场地条件的差异，对于钻探中钻井液的要求亦不相同，如果能够根据场地条件要求的钻井液性能求出钻井液处理剂的添加量，将能大大节约钻井液处理剂的用量，从而达到减少造价，缩短工期的目的。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种可调节粘度和漏失量的低固相浆液及其制备方法。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明是根据在低固相钻井液泥浆中加入不同掺量的聚阴离子纤维素，从而改变钻井液泥浆的粘度、滤失水量的变化。通过泥浆测试仪器测出浆液在不同掺量下的粘度与失水量的数值，然后对实验数据进行拟合，得出聚阴离子纤维素掺量与粘度、失水量的变化函数。在工程实践中，根据现场场地的工程条件，一旦确定所要求的钻井液的粘度和失水量，根据拟合的函数就可以确定聚阴离子纤维素纤维素的掺量，从而达到低固相泥浆粘度与失水量可调节的目的。

一种可调节粘度和漏失量的低固相浆液，其中，1L低固相浆液由包含以下含量的组分制成：

其中上述低固相浆液的溶剂为水。

所述的无机碱为氢氧化钠（烧碱）或氢氧化钾。

所用的聚丙烯酰胺或聚阴离子纤维素为浓度为1g/100ml的水溶液，其余原料（纯碱、烧碱、氯化钾、膨润土）为颗粒状固体。

上述的配制方法在实验的配制过程中，关于聚阴离子纤维素与聚丙烯酰胺的添加循序为先加入聚阴离子纤维素充分搅拌，然后加入聚丙烯酰胺并且在加入过程中不断搅拌。

一种上述可调节粘度和漏失量的低固相浆液的制备方法，包括以下步骤：

（1）按上述配比称取18-22g膨润土、1.5-2.5g纯碱、0.4-0.6g无机碱、4-6g氯化钾，和预先溶解好的密度为1g/100ml的含有0.5g～2.5g聚阴离子纤维素的水溶液，充分搅拌，然后在烧杯中分别加入预先溶解好的密度为1g/100ml聚丙烯酰胺水溶液80-120ml（聚丙烯酰胺的含量为0.8-1.2g）；

（2）将步骤（1）中的混合液加水至混合液的体积为1000ml，充分搅拌均匀，常温下静置，使高分子聚合物充分溶胀并溶解，得到低固相钻井液。

所述的步骤（2）的搅拌时间为20～60分钟。

所述的步骤（2）中静置时间为2-4小时。

本发明具有以下有益效果：

现有技术都是给出针对某一地区的粘度和滤失水量的钻井液组分配比，而本发明以聚阴离子纤维素为变量，不同的聚阴离子纤维素掺量就得到不同的粘度和滤失水量，从而使该钻井液体系的应用范围更加广泛。

附图说明

图1是本发明实施例中PAC掺量与塑性粘度的关系曲线。

图2是本发明实施例中PAC掺量与表观粘度的关系曲线。