[发明专利]一种稳定页岩的水基钻井液

说明书

技术领域

本发明涉及一种水基钻井液，尤其涉及一种能够稳定页岩的钻井液，适用于页岩气水平井钻进。

背景技术

页岩气水平井钻进过程中容易出现井壁失稳、摩阻大、扭矩高等问题，容易形成“岩屑床”，因此要求钻井液具有流变性优良、滤失低、润滑性好、抑制性强和封堵性能好等要求。

国内外研究页岩钻进时普遍使用油基钻井液，虽能较好的解决井壁稳定问题，但存在成本高和污染环境等问题。因此，页岩气水平井水基钻井液的研发值得关注。国内主要通过使用强制性水基钻井液体系以保持水敏性泥页岩地层的井壁稳定性，同时也开展了适合低孔低渗煤层气储层钻进的纳米基钻井液体系的研究工作。

中国发明专利“用于活性泥页岩钻井的钻井液”（申请号：201110130011.8）公开了用于强水敏活性粘土地层的钻井液，由膨润土、部分水解聚丙烯酰胺、低粘聚阴离子纤维素、磺酸盐共聚物增粘剂、氯化钾、聚合醇、胺基聚合物、脂肪醇醚磷酸酯、水组成，该钻井液抑制性能和润滑性能接近于油基钻井液。

中国发明专利“一种陆相页岩气水平井使用的油基钻井液体系”（申请号：201210059226.X）公开了一种陆相页岩气水平井使用的油基钻井液体系，由基础油、有机土、NaOH或CaO、氧化沥青、主乳化剂、辅乳化剂与润湿剂，具有防止粘土膨胀、提高井眼稳定性、保护储层、预防钻井液漏失和提高钻速等优点。

中国发明专利“一种强抑制钻井液体系”（申请号：201210592769.8）公开了一种用于超深侧钻井泥岩强抑制钻井液体系，由膨润土浆、碱性调节剂、页岩抑制剂、金属离子聚合物、褐煤树脂、磺化酚醛树脂、阳离子乳化沥青、润滑剂、乳化剂、原油以及超细碳酸钙，所述钻井液体系对泥页岩抑制性强，页岩回收率高达90.33%，抗高温达150℃；老化前后摩阻系数分别小于0.1。

中国发明专利“使用纳米二氧化硅改善不同温度下水基钻井液性能的方法”（申请号：201210523849.8）公开了一种使用纳米二氧化硅改善不同温度下水基钻井液性能，纳米材料在钻井液中的质量浓度为5%～10%，评价纳米二氧化硅对三种水基钻井液性能改善的效果。

中国发明专利“一种基于纳米材料的可降解钻井液”（申请号：201310313700.1）公开了一种基于纳米材料的可降解钻井液，由钻井液单元和解堵液单元组成，钻井液单元包括膨润土、流型调节剂、增粘剂、钾盐、纳米碳酸钙、复合分散剂以及pH调节剂；解堵液单元包括生物酶和盐酸。该钻井液能在低孔低渗煤层气钻进过程中暂时性地封堵煤岩的纳米级孔隙，减少钻井液对煤储层的伤害，且经过生物酶降解和盐酸酸化处理后煤岩渗透率恢复值高达80～95%。

发明内容

本发明提供了一种稳定页岩的水基钻井液，该钻井液具有较好的流变性、降滤失性能、润滑性能及较强的抑制性，从而满足页岩气水平井钻进岩屑携带和井壁稳定的要求，并且减小发生卡钻的可能性。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种稳定页岩的水基钻井液，该钻井液由钠基膨润土、页岩抑制剂、增粘剂、流型调节剂、降滤失剂、抗高温处理剂、架桥剂、堵漏剂以及防塌剂混合而成，以每100份水中的加入量来计算，上述各组分的质量份分别为：钠基膨润土5份、页岩抑制剂1.5～1.8份、增粘剂0.5～0.7份、流型调节剂0.1～0.2份、降滤失剂0.7～0.9份、抗高温处理剂2.3～2.5份、架桥剂9.33～10.67份、堵漏剂1.8～2.2份、防塌剂1.1～1.3份。

该钻井液中各组分的质量份分别为：以每100份水中的加入量来计算，钠基膨润土5份、页岩抑制剂1.8份、增粘剂0.6份、流型调节剂0.15份、降滤失剂0.8份、抗高温处理剂2.4份、架桥剂10份、堵漏剂2份、防塌剂1.2份。

所述的页岩抑制剂为磺化沥青钠盐。

所述的增粘剂为聚阴离子纤维素。

所述的流型调节剂为黄原胶。

所述的降滤失剂为改性淀粉。

所述的抗高温处理剂为褐煤树脂。

所述的架桥剂为质量浓度30%的纳米二氧化硅分散液，分散液中纳米二氧化硅颗粒的粒径为10～20nm。

所述的堵漏剂为纳米碳酸钙，所述的防塌剂为腐植酸钾。