[发明专利]一种高效封堵型钻井液防塌剂、生产方法及其使用方法

说明书

本发明公开了一种高效封堵型钻井液防塌剂、生产方法及其使用方法。本发明所述高效封堵型钻井液防塌剂由慢裂型阳离子乳化沥青、抗破乳剂和软化点调节剂组成；所述慢裂型乳化剂、抗破乳剂、水先配成皂液并酸化，酸化的皂液和沥青通过胶体磨研磨制成慢裂型阳离子乳化沥青，钻井作业时将上述乳化沥青与软化点调节剂掺入水基钻井液中，高速剪切混合均匀得到高效封堵型钻井液。本发明所述钻井液防塌剂具有水溶性高，抗破乳能力强，抗滤失性好，适用于各种深度的油气井钻井作业。

技术领域

本发明属于油田钻采材料技术领域，具体涉及一种高效封堵型钻井液防塌剂、生产方法及其使用方法。

背景技术

油田钻采领域中的井壁稳定问题，尤其是泥页岩地层井壁稳定问题一直是钻井工程中经常遇到的井下复杂情况之一。随着世界石油工业的不断发展和勘探开发领域的拓宽，泥页岩井壁不稳定问题越来越复杂、越来越普遍、已成为核心问题。井壁不稳定会引起卡钻及挤毁套管，这些复杂情况不但影响钻井速度与测井、固井质量，还可能会导致侧钻新井眼或油井报废，使部分地区无法钻达目的层，影响勘探开发目的的实现。据有关资料统计，井壁失稳每年造成的损失约5亿美元，用于处理井壁失稳问题而消耗的时间约占钻井总时间的5％～6％。

钻井液防塌剂是钻井作业中提升井壁稳定性的重要技术。能用作钻井液防塌剂的材料种类很多，根据其一般作用方式，可分为八个类型：(1)水活度降低型；(2)滤液增粘型；(3)封堵型；(4)润湿性改变型；(5)低水化能型；(6)泥饼致密型；(7)桥联型；(8)化学胶结型。其中封堵型防塌剂主要有沥青类、聚合醇类、铝化合物类和硅酸盐类等四个种类。

在油田钻井液生产中，目前所使用的沥青类防塌剂有磺化沥青和天然沥青，其应用效果较好，但唯独水溶性较差，软化点较高，在现场使用时不好将沥青直接加入水基钻并液中，而石油钻井工程使用的钻井液体系中90％为水基钻井液体系，且随着钻井工程的复杂难度日益增大及环保要求的逐渐提高，对水溶性防塌剂需求愈加强烈，而传统的磺化沥青和天然沥青，其水溶性都较差，磺化沥青含量大于等于25％，有65％溶于水，而天然沥青虽然沥青含量高，但几乎不溶于水。专利200510200450.6公开了一种阳离子乳化沥青防塌剂乳胶及其生产和使用方法，采用氯化三甲基十八烷基胺、二甲基双十二烷基氯化铵等作为沥青乳化剂，采用氯化钙、碳酸钙等无机物作为软化点调节剂。该技术采用的沥青乳化剂均为中裂和快裂型乳化剂，采用该型乳化剂制备的乳化沥青在高温高压条件下极易破乳(破乳时间短)，无法满足深层位油气井连续作业的需求，由此制约了应用空间。此外，以氯化钙等无机物填料作为软化点调节剂，其本质是将无极物粉末分散到沥青中，主要起填料作用，在配制皂液过程中由于存在密度差分散均匀性无法保证，皂液极易分层，真正能够进入到沥青的无机物数量较少，因此生产的乳化沥青必须过滤以除去沉淀的无机物，由此造成浪费。此外，以无机物填料作为软化点调节剂，调控的可靠性也有待商榷。

发明内容

针对现有钻井液防塌剂存在水溶性较差，软化点较高，破乳时间短等问题，本发明提供了一种高效封堵型钻井液防塌剂、其生产方法及其使用方法，可用于大深井油气田钻采的防塌堵漏作业。

本发明提供了一种高效封堵型钻井液防塌剂，由以下两种组分按重量百分比组成：

慢裂型阳离子乳化沥青 90％～98％，

软化点调节剂 2％～10％；

所述慢裂型阳离子乳化沥青由以下各组分按重量百分比组成：

沥青 50％～65％，

慢裂型乳化剂 2％～4％，

抗破乳剂 0～4％，

余量为水。

所述慢裂型乳化剂为木质素胺类乳化剂，优选木质素氨乙基哌嗪、木质素乙醇胺、木质素氨乙基乙醇胺中的任意一种。