[发明专利]微米化加重钻井液

说明书

技术领域

本发明涉及油田钻井技术领域，特别是钻井液的配制技术领域。

背景技术

近年来随着钻井井深的增加，高温、高压、地层塑性蠕变和高压下岩石物理性质发生变化等复杂地质情况也越来越多，尽管支持深钻作业的各种技术在不断进步，但迄今为止，这些地质现象仍旧是钻探工程的主要威胁。

现有的钻井液由5%膨润土粉、0.2%Na₂CO₃、0.3%NaOH、0.3%PMCA-2、0.5%NH₄-HPAN、2%FM-2、1%KD-21D、0.5%MSO和重晶石粉组成。如江苏油田老区因注水影响，地层压力紊乱，存在溢流风险大、压井钻井液密度高等问题，钻进时钻井液密度高达1.88g/cm³，黄珏区块压井密度高达2.06g/cm³，在用高密度钻进时由于重晶石沉降问题严重，高密度钻井液滤失性能差，导致粘卡、井壁失稳等复杂频发。

发明内容

本发明目的是针对复杂地质情况，提出一种微米化加重钻井液，以减少井下复杂和缩短钻井周期。

本发明由除水以外，其特征在于包括膨润土粉、Na₂CO₃、NaOH、PAC-LV（聚阴离子纤维素盐）、PMCA-2（复合金属离子聚合物）、NH₄-HPAN（聚丙烯腈铵盐）、SMP-1（磺化酚醛树脂）、SPNH（磺化褐煤）、磺化沥青、KD-21D（植物油润滑剂）、稀释剂和活化重晶石粉。

活化重晶石粉，加入钻井液后活化重晶石粉由于具有不同粒径级别，小颗粒填充大颗粒间隙，减小了原重晶石粉粒径级别相近而形成的体积，也有利于快速形成滤饼降低滤失量。

稀释剂有机硅醇，加入钻井液后能够有效降低钻井液的粘度和切力。

聚阴离子纤维素盐，加入钻井液后改善钻井液的悬浮能力。

磺化酚醛树脂和磺化褐煤，加入钻井液后改善了滤饼质量。

本发明钻井液与以往的钻井液相比，最大的特点是：钻井液流变性能调节变容易，滤饼质量改善，加重材料悬浮稳定性变好。

本发明具有低塑性粘度和低切力，优良的重晶石悬浮性能，在钻井过程中采用本发明钻井液，能防止在井下形成重晶石岩屑床。动态、静态滤失量小。能提高固相分离效率。本发明是支持高压地层钻探施工所必需的基础技术之一。

进一步地，本发明所述所述膨润土粉、Na₂CO₃、NaOH、聚阴离子纤维素盐、复合金属离子聚合物、聚丙烯腈铵盐、磺化酚醛树脂、磺化褐煤、磺化沥青、植物油润滑剂、稀释剂和水的混合质量比为2.5∶0.1∶0.3∶0.2∶0.2∶1∶4∶4∶3∶1∶0.5∶100。

所述活化重晶石粉和水的混合质量比为1～80∶100。

所述活化重晶石粉的密度大于4.20g/cm³，粒径大于75μm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉总质量的10%～12%，粒径为大于45μm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉总质量的23%～27%，粒径小于6μm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉总质量的24%～30%。本发明选择此些不同粒径的活化重晶石粉混合构成的活化重晶石粉具有较低的摩擦因子，具有良好的沉降稳定性，能够改善井下钻具扭矩和摩阻。

具体实施方式

一、备料：

分别备有膨润土粉、Na₂CO₃、NaOH、PAC-LV、PMCA-2、NH₄-HPAN、SMP-1、SPNH、FM-2（或FT-1）、KD-21D、稀释剂、活化重晶石粉和清水。

其中，活化重晶石粉的密度大于4.20g/cm³，粒径大于75μm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉总质量的10%～12%，粒径为大于45μm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉总质量的23%～27%，粒径小于6μm的活化重晶石粉占所有活化重晶石粉总质量的24%～30%。

二、现场施工应用：

1、施工准备：

钻进至高压地层前，在置有清水的循环罐中加入膨润土粉和Na₂CO₃，经混合搅拌24小时后形制成预水化的膨润土粉浆，备用。

其中，膨润土粉、Na₂CO₃和清水的混合质量比为2.5∶0.1∶100。

2、钻井液配制