[发明专利]一种保护地热储层的超高温钻井液及其流变性控制方法

说明书

本发明涉及一种保护地热储层的超高温钻井液及其流变性控制方法，该超高温钻井液包括以下重量份数的组分：水100份；复合盐10～80份；pH调节剂0.5～1份；钠膨润土2～8份；海泡石2～8份；高温增粘剂0.5～1.5份；高温降滤失剂3～6份；高温防塌封堵剂3～6份。本发明还提供了上述超高温钻井液的流变性控制方法。本发明提供的钻井液具有良好的流变稳定性，耐温能力可达240℃，解决了超高温环境下钻井液增稠、减稠、交联固化等流变性难以控制的难题，同时大幅度降低了钻井液的固相含量，对地热等储层具有良好的保护作用，该钻井液适用于深部地热(干热岩)钻探，同时兼顾深部油气钻探及深部大陆科学钻探的需要。

技术领域

本发明涉及高温地热(干热岩)钻探及深部油气钻探的钻井液技术领域，特别涉及一种保护地热储层的超高温钻井液及其流变性控制方法。

背景技术

随着地热(干热岩)清洁能源和油气资源向深部勘探开发，钻遇地层的温度越来越高，井底温度接近甚至超过240℃的钻井工程不断涌现，如干热岩GR1井、松科二井等，亟需储备耐温240℃的超高温钻井液技术。

耐240℃以上超高温水基钻井液技术是深部高温钻探的关键技术之一。水基钻井液中的各种组分在超高温下会发生物理变化与化学反应，导致钻井液流变性等性能发生剧变，严重时甚至会导致钻井作业无法正常进行。具体来说，水基钻井液发生高温增稠，钻井液流变性变差，导致泵压升高、井眼清洁度差、旋转扭矩和提下钻阻力增大等；聚合物处理剂高温降解等引起钻井液粘度降低，导致钻井液悬浮及携带性能变差，对孔壁冲蚀作用加剧等，所有这些都会对井内安全及钻进效率产生不利的影响。钻探过程中通常采用重晶石等固相加重材料来提高钻井液密度，这些固相材料会封堵储层，造成储层不可逆污染。因此，如何保证超高温环境下水基钻井液的流变稳定性，同时加强对储层的保护作用，是超深井超高温井钻井液面临的“卡脖子”技术难题。

目前耐240℃超高温钻井液体系及储层保护的研究已取得了一定进展，但钻井液的高温流变稳定性尚未得到彻底解决。因此，开展耐240℃超高温水基钻井液及其高温流变稳定性控制方法研究，有利于提升深部钻探高温钻井液的技术水平。

发明内容

本发明要解决的技术问题是目前超高温钻井液流变性难以控制的难题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种超高温钻井液，含有如下重量份数的组分：

优选的，所述超高温钻井液包括如下重量份数的组分：

优选的，所述复合盐至少为氯化钠、甲酸钠、甲酸钾中的两种。

优选的，所述pH调节剂为氢氧化钠。

优选的，所述高温增粘剂为丙烯酰胺、N-甲基马来酰亚胺与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸单体的三元共聚物。

优选的，所述高温降滤失剂为磺化沥青GSLT和磺酸盐共聚物DSP-1按质量比2～4:1～2混合而成。

优选的，所述高温防塌封堵剂为软化点220～240℃的沥青粉末、细度400～600目的碳酸钙粉末和玄武岩纤维按质量比1～2:2～4:1～2混合而成。

本发明还提供了上述超高温钻井液流变性控制方法，即通过改变复合盐、钠膨润土及海泡石的加量，控制钻井液的高温流变稳定性。

经由上述技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种保护地热储层的超高温钻井液及其流变性控制方法，具有如下优异效果：

(1)本发明提供的超高温水基钻井液耐高温效果好，在240℃高温老化后具有优良的流变稳定性和降滤失效果。

(2)本发明通过改变复合盐、钠膨润土及海泡石的加量，提供了一种简单易操作的流变性控制方法。