[发明专利]一种钻井液用承压井壁稳定剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气田钻井技术领域，特别涉及一种用于油田钻井作业过程的钻井液用承压井壁稳定剂及其制备方法。

背景技术

 在油气钻井过程中，当钻遇到高孔高渗疏松砂岩、压力衰竭、裂缝发育、破碎或弱胶结性、低渗以及深井长裸眼大段复杂泥页岩和多套压力层系等地层时，常常发生压差卡钻、钻井液漏失和井壁垮塌以及油气层损害等复杂情况。利用常规钻井液钻井，往往顾此失彼，难以协同解决以上复杂情况，尤其是井塌、井漏同时存在的低压地层。在固井作业过程中，由于地层承压能力差，固井水泥浆发生漏失，导致水泥浆返不到设计高度或返不到井口，严重影响固井质量。

在钻井液中采用承压井壁稳定剂能够协调解决上述系统问题，它能在钻井过程在井壁上形成致密无渗透的封堵性双膜——物理隔离膜和化学半透膜，达到30MPa不漏失，因此，能显著提高井壁稳定性、平衡钻井液和固井液的密度变化、防止漏失、减少油气层损害。特别适合于页岩气、煤层气等非常规油气层以及低压、易漏失疏松砂岩地层的钻探作业。

 

发明内容

本发明主要目的是解决上述问题，提供一种钻井液用承压井壁稳定剂及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种钻井液用承压井壁稳定剂的制备方法，包括以下步骤：

首先在搅拌混合器中加入贝壳粉末、微细鱼鳞和天然矿物纤维，再喷入阳离子表面活性剂水溶液，升高温度至50~60℃搅拌0.5~1h，使其混合均匀；然后加入非离子醇基聚合物和激活剂，保温50~60℃搅拌均匀；最后加入特种表面活性剂，搅拌0.5~1h；降温至室温，出料，得到成品。其中，按照质量分数计，贝壳粉末用量10%~15%和微细鱼鳞用量15%~20%，天然矿物纤维用量30%~45%、阳离子表面活性剂水溶液（质量百分比浓度10%）用量为6%~10%、非离子醇基聚合物用量为10%~15%、激活剂用量为2%~5%、特种表面活性剂用量为3%~5%。

所述的制备方法，所述贝壳粉末，是选用盐酸酸溶率超过85%的贝壳，经洗净、干燥，研磨粉碎至200目~400目（即38~75μm）的颗粒或粉末。

所述的制备方法，所述微细鱼鳞，是将鱼鳞片，经洗净、干燥，研磨粉碎至80目~100目（即150~180μm）的片状颗粒。

所述的制备方法，所述天然矿物纤维，是选用灰岩矿物，先在1500~1600℃左右高温熔融后再经过大量冷水的急冷而得到一种具有特殊界面特性的矿物纤维状活性材料。其中灰岩矿物可以是天然石灰岩、白云岩等。

所述制备方法，所述阳离子表面活性剂，可以是十六烷基三甲基溴化铵，也可以是十八烷基三甲基溴化铵。

所述制备方法，所述非离子醇基聚合物为聚乙烯醇，其中平均相对分子质量在1800~2000，醇解度在32%~38%。

所述制备方法，所述激活剂，可以为硼酸钠，也可以为碳酸钠。

所述制备方法，所述特种表面活性剂为碳氟表面活性剂，化学名称是全氟辛基季铵碘化物，分子式为n-C₈F₁₇SO₂N(H)CH₂CH₂CH₂N(CH₃)₃。

所述制备方法，产品中的碳氟表面活性剂、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基溴化铵、聚乙烯醇、硼酸钠等都以100%有效物计算。

本品直接加入钻井液中使用，能在钻井过程在井壁上形成致密无渗透的物理隔离膜和化学半透膜，达到30MPa不漏失，因此，能显著提高井壁稳定性、平衡钻井液和固井液的密度变化、防止漏失、减少油气层损害。对非常规油气层的开采（存在泥岩水化膨胀、页岩水化剥蚀掉块，煤层气、低压易漏失地层的井塌、井漏，致密砂岩油气层保护等问题）、对同一井眼地层、不同压力的油气层开采有奇效。

 

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1：

1）在1000L双螺旋搅拌釜（带蒸汽加温和喷淋装置）中，加入100kg贝壳粉、150kg微细鱼鳞、300kg天然矿物纤维，开动双螺旋搅拌，喷入60kg 十六烷基三甲基溴化铵水溶液（10%浓度），升温至50℃，搅拌30min；

2）加入100kg非离子醇基聚合物PVA17-99和20kg硼酸钠，保持50℃搅拌20min；

3）加入3kg全氟辛基季铵碘化物DF-134保持50℃搅拌30min；