[发明专利]抗240℃高温的高密度复合有机盐钻井液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻井勘探材料技术领域，特别是一种抗240℃高温的高密度复合有机盐钻井液及其制备方法。

背景技术

随着石油资源的匮乏和为满足人们生产生活的需要，对深井和超深井的油气开发已经成为必然。但由于开采技术的限制，使得深部地层的油气资源未能较好的服务于人类。具体表现为：深井和超深井井下温度和压力高，地层结构比较复杂，钻井过程中经常会遇到高温高压油气层和盐水层。在这种情况下，存在着钻井液性能不稳定、粘度高、滤失量大以及固相含量高等技术难题，在钻井作业过程中经常发生坍塌和卡钻等井下复杂事故，给钻井工作带来了极大的不便。

目前，可查阅到的资料中，钻井液配方体系最高可抗温220℃，因此研究可抗更高温度高密度的钻井液体系已成为一个急需解决的重要课题。

有机盐钻井液比之普通钻井液，因具有固相含量低、流变性好、抑制性强、滤失造壁好、抗温能力强、保护油气层效果好、对金属无腐蚀、对环境无污染等诸多优点而越来越受到重视，然而，其在某些方面仍然存在一些不足，适用范围有限。

例如，专利文献(公开号CN104650830A)公开了一种抗高温高密度有机盐钻井液，由水、钠基膨润土、抗高温磺化类降滤失剂、磺化沥青、润滑剂、有机盐、pH调节剂、加重剂、交联抑制剂、乳化剂和无机盐组成，成分复杂且抗高温极限只能达到180℃。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种耐高温(240℃)、稳定性好、粘度易控制、滤失量小、抗污染能力强的钻井液。

本发明的第二个目的是提供具有上述性能的钻井液的制备方法，操作简便，所得产品性能稳定。

本发明提供了一种适用于240℃高温的高密度复合有机盐钻井液，含有：

本发明上述配方的钻井液为无粘土相钻井液，是一项钻井液新技术，按照本领域常规计算方法，上述配方中各固体成分的浓度表示每1立方米水对应添加的固体成分量，例如1立方米水，对应添加纯碱3kg、流型调节剂BZ-HXC 10～20kg、抗高温抗盐降滤失剂BZ-KLS-Ⅲ45～60kg、抑制防塌剂BZ-YFT 10～30kg、抑制润滑剂BZ-YRH 10～30kg、复合有机盐BZ-YJZ-Ⅰ500～650kg、复合有机盐BZ-YJZ-Ⅱ600～800kg、惰性加重剂1800～4300kg。

上述成分中，流型调节剂BZ-HXC、抗高温抗盐降滤失剂BZ-KLS-Ⅲ、抑制防塌剂BZ-YFT、抑制润滑剂BZ-YRH、复合有机盐BZ-YJZ-Ⅰ和复合有机盐BZ-YJZ-Ⅱ均为中国石油集团渤海钻探工程有限公司泥浆技术服务分公司产品。可直接通过商业渠道购买。

纯碱通过离子交换和沉淀作用使钙离子沉淀成碳酸钙，防止遇到钙侵时而降低其溶解性，保持钻井液稳定性和抗污染能力。

流型调节剂BZ-HXC，在高温下性能稳定，切力低，钻头水眼粘度低，易于开泵，易发挥流体喷射钻井的作用，在环空内与静止时，切力较高，悬浮携带钻屑的能力强。

抗高温抗盐降滤失剂BZ-KLS-Ⅲ，乙烯磺酸盐、丙烯磺酸盐共聚物，其共聚物分子主链含有的还原性基团密度较高，因此可以除去溶液中的溶解氧，使共聚物分子的主链不易发生高温降解反应，从而其抗温性较强。侧链引入了磺酸基团，磺酸基团增强了分子的极性，可使大分子间产生氢键，从而增强了聚合物的耐温性能。并且磺酸基属于强阴离子基团，对二价阳离子有很好的耐受力，不会与二价离子反应产生沉淀，增强了其抗盐性。

另外，此共聚物分子侧链上的基团为两个吸附基团，一个水化基团。吸附基团使降滤失剂分子有很好的降滤失效果；水化基团则使降滤失剂分子的水溶性变好，尤其使降滤失剂分子能很好地溶解于高浓度的有机盐溶液中。

抑制防塌剂BZ-YFT，可以溶解与乳化进入体系中的钻屑，起封堵防塌，保护油气层的作用。

抑制润滑剂BZ-YRH，主要吸附于钻屑及粘土颗粒表面，抑制其水化分散与膨胀，稳定井壁，润滑、降低摩擦及扭矩，具有护胶稳定性，抗污染能力。

复合有机盐BZ-YJZ-Ⅰ和复合有机盐BZ-YJZ-Ⅱ溶液中含有大量的有机酸根阴离子，该阴离子含有较多的还原性基团，可除掉钻井液中大部分的溶解氧，使在常规水基钻井液中可降解的处理剂不发生降解反应，有效的保护了各种处理剂，使其可在高温下稳定地发挥作用。

相较于复合有机盐BZ-YJZ-Ⅰ，复合有机盐BZ-YJZ-Ⅱ含有的有机酸根式量大，钾离子、铵离子含量高，密度高且抑制性强，所以需要二者配合使用。