[发明专利]一种超高温高密度钻井液及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种超高温高密度钻井液，其包括抗高温分散剂、超高温降滤失剂、润滑剂和防塌剂。本发明的钻井液在密度2.4g/cm³抗温可达240℃，具有良好的沉降稳定性和流变性，高温高压失水量低，高温稳定性好，可用于高温高压地层的钻井施工。

技术领域

本发明属于石油天然气勘探开发钻井领域，具体涉及一种超高温高密度钻井液及其制备方法与应用。

背景技术

随着世界能源需求不断增加，钻探目标逐步转向深部地层，而在深部地层钻进过程中，钻遇超高温高压地层的几率较大。在深部超高温高压地层环境下，钻井液普遍存在流变性差及难调控、高温高压失水增大、重晶石沉降等问题，导致井下复杂发生。

国外在抗高温高密度水基钻井液技术方面，最高应用温度达243℃，密度一般为1.5～1.8g/cm³；最高应用密度达2.60g/cm³，但温度不到180℃。现场成功应用的超高温高密度钻井液体系有：高密度聚合物体系(前苏联)，在秋明6井应用温度205℃、密度1.85g/cm³，ENVIROTHERM体系(麦克巴)密度2.24g/cm³、温度200℃，Pyro-Drill体系(贝克休斯)在南澳大利亚库伯盆地应用温度达234℃、密度1.91g/cm³,以及抗高温水基钻井液DURATHEM体系(MI-Swaco)。这些水基钻井液体系通常都具有相似的组成，即抗高温聚合物、高温稀释剂等。如Pyro-drill钻井液体系，组成包括Chemtrol X(降滤失)、Poly-Drill(降滤失)、Mil-Temp(稀释)、Keam-Seal Plus(增黏、控制失水)、Pyro-Trol(提高抑制性和润滑性)等。在提高高密度钻井液的抗温能力方面，国外非常注重高性能专用产品的开发，如降滤失剂Driscal D、DrisTemp、Poly-Drill等，稀释剂Desco、Drill-thin、All-Temp等。

国内在超高温、高密度钻井液处理剂及体系研究方面，出现了抗240℃超高温的水基钻井液用处理剂。单一的温度和密度指标方面，一些成果可媲美国际先进水平。钻探的高温、高密度井，如莫深1井井底温度173℃、密度2.10g/cm³；泌深1井应用了抗温达236℃、1.2g/cm³聚磺钻井液；胜科1井，井深7026m，井底温度235℃，最高密度1.85g/cm³，在聚磺钻井液体系中引入国外抗高温产品Driscal D、Soltex。中石化研发了抗温150℃、密度高达2.89g/cm³的钻井液体系。然而，在高温、高密度同时存在下的超高温高密度钻井液体系方面，国内多在传统处理剂使用基础上，引入国外核心产品而形成，相应的钻井液综合性能还不能完全满足现场需要，特别是在高温高密度下钻井液的沉降稳定不好，严重时导致卡钻甚至埋钻具的复杂事故，带来很大的安全隐患。新疆顺托井区奥陶系储层埋藏深，地层温度高、产层压力大，易使常规聚合物类处理剂降解，粘土高温分散造成钻井液胶凝、稠化，致使高密度钻井液流变性和沉降稳定性变差，失水难以控制。实际应用中高密度钻井液体系在超高温下往往出现“加重→增稠→降粘→加重剂沉降→密度下降→再次加重”的恶性循环，流变性、沉降稳定性和HTHP滤失性能的“协同”调控难度大。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明第一方面提供了一种性能优良的超高温高密度钻井液体系，以超高温降滤失剂和抗高温高密度分散剂为核心处理剂，密度达到2.40g/cm³、抗温达到240℃，可实现钻井液的高温流变性和沉降稳定性的调控以及高温高压滤失量的有效控制，解决在深部超高温高压地层环境下，钻井液普遍存在流变性差及难调控和维护、高温高压失水大、重晶石沉降等问题，避免井下复杂发生。

本发明第二方面提供了上述钻井液的制备方法。

本发明第三方面提供了钻井液的应用。