[发明专利]一种适用于页岩气水平井的水基钻井液

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气钻井技术领域，尤其涉及一种适用于页岩气水平井的水基钻井液。

背景技术

随着美国页岩气大规模商业开发的成功，我国也越来越重视页岩气的开采利用。从震旦纪到中三叠世，我国拥有广泛的发育海相沉积，分布面积达200余平方公里，累计最大地层厚度超过10Km。据可靠勘探资料估算，仅四川盆地南部下寒武统筇竹寺组页岩气就为7.14～14.6×1012m3，是整个四川盆地现有常规天然气资源量的1～2倍。因此，页岩气开发在我国既有广泛的应用前景，也有极高的能源安全战略意义。

目前，四川长宁地区页岩气水平井在钻进过程中主要使用油基钻井液与高性能水基钻井液钻进。由于页岩地层裂缝发育、易水化，钻井中易发生井漏、垮塌、液相侵入导致的井壁失稳等问题。由于油基钻井液存在较大的环境危害风险，而高性能水基钻井液抑制能力不够，钻井过程中出现流变性能恶化导致其它处理剂无法添加，增加井壁失稳的风险，最后只能替换钻井液，耗费大量时间。

公开号为CN106085386A，公开日为2016年11月9日的中国专利文献公开了一种水基钻井液，由清水、抑制剂、降滤失剂、封堵剂、pH调节剂、加重剂按重量份数比制备而成，清水:抑制剂:降滤失剂:封堵剂:pH调节剂:加重剂=100:20～25:15～20:1～2：0.5～1:35～200。采用该发明能避免油基钻井液的环境危害性，并具有高效封堵、多相润滑、复合抑制和弱凝胶特性。适用于高硬碎性易垮塌的长水平段的页岩气水平井钻井，并具有很好的环境友好性和经济性。

但是，在实际使用过程中，该专利仍然存在以下缺陷或不足：

①抑制性能不足，钻井液粘切难以维持，井壁长时间浸泡易失稳；

②润滑能力不足，起下钻摩阻大。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种适用于页岩气水平井的水基钻井液，采用本发明，能避免油基钻井液的环境危害性及高性能水基钻井液粘切不易控制、起下钻摩阻大等问题，并具有流变性能优良、强抑制、强封堵和高效润滑的特性。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种适用于长宁页岩气水平井的水基钻井液，其特征在于：由清水、增粘剂、抑制剂、降滤失剂、封堵剂、复合盐、pH调节剂、润滑剂、加重剂按重量份数比制备而成，其中，清水:增粘剂:抑制剂:降滤失剂:封堵剂: 复合盐:pH调节剂:润滑剂：加重剂=100:1～1.5:7～9.5:4～6:15～20:0.2～0.3:6～8:250～270。

所述的抑制剂是咪唑啉抑制剂，其制备方法如下：

a、将物质A和物质B摩尔比按2:1~2加入反应釜中，不断搅拌充分混合；

b、将反应物冷却至100℃以下；

c、然后减压至0.63kPa，升温至240℃，保持温度，反应2-8h；

d、停止加热，自然冷却形成棕黄色物质；

e、将形成的棕黄色物质与物质C按质量比为1:1混合，搅拌0.5~2h，得到棕黄色液体，即为产物；

物质A为有机羧酸类的妥尔油、松香酸、芥酸或硬脂酸；

物质B为二乙烯三胺，三乙烯二胺，三乙烯四胺或四乙烯五胺；

物质C为水、乙二醇单丁醚、乙二醇二丁醚、乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二乙醚、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯的多种混合物。

所述的增粘剂是OCMA膨润土。

所述的降滤失剂是由6～8重量份的磺化酚醛树脂SMP-3、1～1.5重量份的聚合物降滤失剂PAC-LV混合而成。

所述的封堵剂是由2～3重量份的磺化沥青FT、2～3重量份的纳米乳液NR-1混合而成。

所述的复合盐是由10～15重量份的甲酸钾、5重量份的氯化钾混合而成。

所述的pH调节剂为烧碱。

所述的加重剂为重晶石。

所述的润滑剂为3#白油。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：

1、本申请提案与油基钻井液比较，具有单位成本低，对环境影响小，且无后续油基岩屑处理带来的工作量及费用。