[发明专利]一种适用于盐膏层的水基钻井液及其制备方法

说明书

本发明提供了一种适用于盐膏层的水基钻井液及其制备方法，该水基钻井液包括以下质量百分比的组分：氯化钠23.0～26.0%；增粘剂0.5～3.0%；降滤失剂2.0～15.0%；封堵剂1.0～3.0%；氢氧化纳0.1～0.5%；纯碱0.5～5.0%；离子络合剂0.1～0.5%；膨润土粉2.0～5.0%；重晶石5～30%；余量为水。本发明所制备的这种水基钻井液对盐膏层均具有优异的抑制、防塌性能，有效解决大段盐膏层溶解蠕变、盐岩坍塌引起井壁失稳、失返性井漏等技术难题。在鄂尔多斯盆地的奥陶系、寒武系、长城系地层成功应用，满足鄂尔多斯盆地深层非常规油气藏勘探开发的需要。

技术领域

本发明涉及一种适用于盐膏层的水基钻井液及其制备方法，对盐膏层均具有优异的抑制、防塌性能，有效解决大段盐膏层溶解蠕变、盐岩坍塌引起井壁稳定、失返性井漏等技术难题。在鄂尔多斯盆地的奥陶系、寒武系、长城系地层的勘探开发中成功应用。

背景技术

随着国内外对非常规气藏的大规模开发的进行，对深层复杂油气资源的钻探越来越广泛。以鄂尔多斯盆地为例，以往钻探开采层位均为奥陶系以上地层。由于奥陶系及其下部的寒武系、长城系地层具有700～800m厚的盐膏层，且裂缝、微裂缝发育完全，钻井难度较大。所以以往一直未被开采。

随着“煤改气”的进行，天然气的缺口较大，亟需对深层天然气资源的进行开发。鄂尔多斯盆地的奥陶系及其下部的寒武系、长城系地层的钻井数量迅速增多。

以往鄂尔多斯盆地气探区完成的井最深钻穿上古生界（奥陶系顶部），而目前该类探井需要钻穿奥陶系、寒武系、长城系完钻。一是施工井段能参考的地质及钻井数据极少，如地层压力（孔隙、坍塌、破裂）、温度、地层流体性质等；二是施工井段1250米长裸眼井段，不同压力、不同岩性、不同流体的地层同处一施工井段，钻井时出现复杂问题的机率及程度大幅度升高，钻井的风险增大，复杂及风险的处理难度增大。这些地层钻井施工中钻井液必须解决下列重点问题：

①奥陶系地层盐膏层发育，并且盐膏层不同岩性互层，盐层的溶解、蠕变及硬石膏吸水膨胀、泥岩膨胀分散造浆坍塌等所带来的井眼失稳问题突出。要求钻井液具备优良的抗盐抗钙、封堵防塌性能。

②寒武系、长城系白云岩和灰岩或有孔隙溶洞发育，且三开长裸眼井段地层存在多套压力系统，易发生漏失及井控风险。施工过程中要求钻井液具有较强的封堵防漏性能，提高下部地层承压能力，有效预防井漏，降低井控风险。

③本类井均为预探井，要求钻井液具有良好的携砂性能，必须确保振动筛筛出足够的钻屑为地质研究提供第一手资料，以便为后续的开发提供准确资料。由于普通的盐岩和石膏均极易溶解于普通的淡水基钻井液（目前鄂尔多斯盆地使用的三磺、聚磺钻井液均属于淡水基钻井液），因此钻遇盐膏层时地面振动筛基本无盐岩、石膏等钻屑筛出，不能为地质研究提供钻屑资料。

④该类井在寒武系施工中常会遇到大裂缝、溶洞等严重漏失的情况。通常采用注水泥堵漏，为了防止水泥完全凝固后强度太大而盐膏层强度较小导致钻水泥塞时在盐膏层钻出新井眼，只能在水泥部分凝固的时候就开始钻水泥塞，这样必然导致大量的水泥浆混入钻井液中严重污染钻井液的性能，甚至导致钻井液破胶、絮凝，丧失稳定性；为克服水泥浆的污染，要求钻井液必须具有较强的抗污染性能，即抗钙离子污染性能。

在上述技术难题中，解决盐层的溶解、蠕变及硬石膏吸水膨胀、泥岩膨胀分散造浆坍塌和钻井液的封堵、抗钙离子污染是最关键的问题。

发明内容

为了克服盐层的溶解、蠕变及硬石膏吸水膨胀、泥岩膨胀分散造浆坍塌和钻井液的封堵、抗钙离子污染的问题，本发明提供一种适用于盐膏层的水基钻井液及其制备方法，本发明的目的之一在于对盐膏层均具有优异的抑制、防塌性能，有效解决大段盐膏层溶解蠕变、盐岩坍塌引起井壁稳定、失返性井漏等技术难题。

本发明的目的之二在于满足鄂尔多斯盆地的奥陶系、寒武系、长城系油气藏勘探开发对适用于盐膏层的水基钻井液的生产亟需。