[发明专利]一种水平井煤层的钻井液及其制备方法

说明书

本发明公开一种水平井煤层的钻井液，由膨润土3‑6份，增粘剂0.1‑1.5份，抗高温高压降滤失剂0.3‑3.7份，卤化盐3‑20份，磺化酚醛树脂0.7‑3.5份，无铬磺化褐煤0.7‑3.5份，加重剂25‑42份，纳米封堵剂2‑5份，水组成，所述增粘剂的制备方法如下：（1）将生物胶、水、氯代烃混合，加入氧化钙水溶液；（2）加入氯化钠、丙烯基缩水甘油醚，加入甲醇，分液分离，向分离得到的产物中加入水、氯化氢水溶液和乙醇溶液，然后加入甲醇，分液分离；（3）将淀粉和水混合，搅拌，加入步骤（2）分离的产物，加入丙烯酸酯、甲醇，将固体干燥后研磨。本发明制备得到的水平井煤层的钻井液，流变性能好，悬浮岩屑能力好。

技术领域

本发明属于煤层钻井技术领域，具体涉及一种水平井煤层的钻井液及其制备方法。

背景技术

煤系地层是典型的破碎性地层。煤岩井段的井壁不稳定问题与泥岩有明显的本质区别，前者主要是存有极为发育的微裂缝、微裂隙，通过毛细管力作用吸水，产生水化应力，撑开微裂缝、微裂隙，连通煤块，同时还产生更多的微裂缝、微裂隙，使煤块之间失去联结力而丧失稳定性，最终掉块、垮塌，如不及时预防，将会发生不可收拾的局面，严重时导致井报废。为此，必须找到其井壁不稳定问题（掉块、垮塌等）的根本症结，提出技术关键和技术对策，给出适应性强的钻井液体系。

延长气田古生界二叠系以下含有丰富的天然气资源，但往往因钻遇煤层（含炭质泥岩）坍塌掉块而发生卡钻，成为钻探气层的一大难题。在陕西延川县安字号、龙洲县龙平1井等区块，都有不同程度的煤线、煤层存在，在钻遇这一特殊岩性段（斜井段和水平段），发生井下复杂事故而提前完钻，达不到地层勘探目的，有的因事故处理困难，留下落鱼，报废一些进尺，即使钻达设计井深的井，也在煤层段难免发生阻卡而反复划眼。

砂岩孔隙发育、煤泥交结疏松的地层易发生井漏，以渗漏为主。煤层胶结疏松、脆性大、裂缝发育，加之受水力冲刷，机械撞击，造壁性差。目前，由于钻井液粘度高、密度高，容易造成井漏。钻井液的封堵和抑制性能差，造成井壁极易垮塌、掉块，致使井径不规则，井径扩大率高，是煤层井塌、井径扩大的基本地质原因。

针对延长气田古生界二叠系以下煤层和泥煤互层，垮塌严重，井眼不畅通，起下钻遇阻、卡钻，砂岩孔隙发育、煤泥交结疏松的地层易发生井漏等复杂情况，提供一种适用于延长气田水平井煤层、具有封堵效果好、抑制性好的钻井液具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种水平井煤层的钻井液及其制备方法，该钻井液适用于延长气田水平井煤层，具有封堵效果好、抑制性能好的优点。

一种水平井煤层的钻井液，由以下重量份的原料组成：

膨润土3-6份，增粘剂0.1-1.5份，抗高温高压降滤失剂0.3-3.7份，卤化盐3-20份，磺化酚醛树脂0.7-3.5份，无铬磺化褐煤0.7-3.5份，加重剂25-42份，纳米封堵剂2-5份，水，所述水平井煤层的钻井液的密度为1.15-1.30g/cm³；所述抗高温高压降滤失剂为质量比为（0.25-0.35）：1的丙烯酰胺/二甲基二烯丙基氯化铵二元共聚物和成膜降滤失剂CMJ-1的混合物；

其中，所述增粘剂为改性生物胶类增粘提切剂，具体制备方法如下：

（1）将生物胶、水、氯代烃混合，在40-60℃下搅拌20-30min，搅拌过程中加入质量浓度为57%的氧化钙水溶液，然后保温继续搅拌4h，其中生物胶、水、氯代烃、氧化钙水溶液的质量比为10:20:3.4:1；