[发明专利]一种泥质粉砂岩地层钾铵聚合物强抑制防塌钻井液

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井液，特别涉及一种具有强抑制性适合于长庆油田油井水平井泥岩段井壁稳定的钾铵聚合物强抑制防塌钻井液。

背景技术

在油气勘探开发中，钻井费用占了勘探开发费用的50%-80%，研究和应用先进适用的钻井技术是降低钻井成本的关键。钻井过程中井壁失稳易造成井壁垮塌、缩径、漏失、卡钻及储层污染等井下复杂情况和事故，严重制约了油气田勘探开发的发展。通过研发高效抑制防塌钻井液技术及关键处理剂，有效控制钻井过程中的井壁失稳，是实现优质、安全、高效和低成本钻井的关键。

国内外基本都是从力学平衡和化学抑制两个方面采取措施。提高钻井液的化学抑制性，主要依靠选取适当的化学抑制剂，阻止泥页岩吸水膨胀。一般都习惯于利用一种阳离子，中和粘土表面的负电荷，压缩泥页岩的双电层。力学方面主要依靠找到适当的安全密度范围，在井壁不漏的前提下，尽量提高钻井液的密度，平衡地层压力。

聚合物钻井液体系的应用，使泥岩、泥页岩地层的分散造浆得到了较好的控制，钻井液中的亚、微米粒子和劣质固相含量大大降低，进而大幅度提高了机械钻速。但随着近年来钻井液新技术的发展，其优越性渐失，还暴露了一些缺点：钻井液抑制能力差，密度上升较快，亚微米颗粒、固相含量上升较快；稳定性时间短，需要随时维护，胶液补充量大；防塌效果有限；经济技术指标差，成本高。这将直接导致钻井周期延长、成本增加。尤其可能引起井壁失稳等井下复杂情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种泥质粉砂岩地层钾铵聚合物强抑制防塌钻井液。通过钾-铵聚合物多点吸附于岩屑表面，引入一定比例的正点基团，吸附能力强，能有效包被岩屑，有利于固控设备将岩屑清除，实现钻井液的低固相。另外该聚合物吸附性强，能在井壁形成聚合物的水合物吸附层，束缚粘土间层，已达到稳定井壁的效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：钾-铵聚合物重量比1～1.5%、酸溶降失水剂G310-SJS重量比1～1.5%、磺化沥青重量比1.0～2.0%、封堵剂其重量比1～2%、高粘聚阴离子纤维素PAC-HV（咸阳化剂厂）重量比0.3～0.6%、低粘聚阴离子纤维素PAC—LV（咸阳化剂厂）重量比0.3～0.6%、根据实际需求加入一定量的加重剂，pH值在9－10之间，余量是水。

所述的钾-铵聚合物是氯化钾、氯化纳、硝酸钾在内能提供钾、钠离子的无机盐。

所述的酸溶降失水剂是淀粉类。

所述的降滤失剂是高粘聚阴离子纤维素、低粘聚阴离子纤维素、淀粉类、磺化褐煤的一种或两种。

所述的碱度控制剂是氢氧化钠、或氢氧化钾、或氢氧化钙。

所述的封堵剂是不同粒径的乳化石蜡。

所述的加重剂是石灰石或铁矿粉中的一种。

本发明的优点在于：

1.该防塌钻井液体系室内评价，一次、二次回收率均在90%以上，钻井液密度为1.20g/cm³时钻井液体系性能达到90℃下16小时，标准岩心线性膨胀降低率为63%，90℃下16小时热滚前API失水为5mL，热滚后API失水为4.2mL，达到预期效果，满足现场施工需要；

2.钻井液体系中存在铵离子，可充填在粘土层间，并将它们束缚在一起，X射线衍射分析结果表明，随着其浓度增加，蒙脱土的层间距在下降，有效地减少粘土的吸水倾向，从而阻止水进入地层，从而起到稳定井壁的作用。

3、钻井液中钾离子可起到包被和絮凝作用，将部分分散到钻井液中的粘土颗粒絮凝聚结随后利用固控设备除去，达到抑制和降低固相的双重作用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

为便于比较新发明体系与已知所有体系的区别，根据表1，表2的组分各配置两个体系，分别适用于不同井段的三个样品

表1：防塌性试验的各体系配方组成（重量比）

表2：防塌性试验的各体系配方组成（重量比）

表3体系的防塌性评价实验

备注：①②③配方：钾-铵聚合物钻井液体系，④⑤⑥配方：聚合物－磺化钻井液体系

试验根据标准：ZB/T E11001-89