一种储气库井斜井段防托压润滑钻井液及其防托压润滑方法
【专利摘要】本发明公开了一种储气库井斜井段防托压润滑钻井液及其防托压润滑方法，目的在于在钻井液中加入不同属性的润滑材料和提粘切材料，找出合适的配方和加量提高钻井液的携砂效率，降低钻井液和泥饼的摩阻，防止滑动托压和钻具粘卡，确保斜井段套管下入顺畅。通过对不同润滑材料降摩阻的能力及现场应用效果来合理选配润滑材料的配方，确定了斜井段不同井斜下润滑材料的含量和配比，并明确了具体的钻井液性能，同时明确了相关的工程技术措施和四级固控设备的相关使用参数。
【专利说明】一种储气库井斜井段防托压润滑钻井液及其防托压润滑方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油、天然气勘探开发过程中的钻井液【技术领域】，特别涉及一种储气库井斜井段防托压润滑钻井液及其防托压润滑方法。
【背景技术】
[0002]储气库井是为了评价靖中南水平井建设储气库后地层的注入与生产能力，分析水平井组间的干扰情况，论证储气库水平井布井的极限井网、井距，而在高产区部署的四开大尺寸井眼注采试验水平井。储气库井为四开结构的大尺寸井眼的水平井，一开井径660.4mm, 二开直井段井径444.5mm,三开斜井段井径311.2mm,四开水平段井径215.9mm。
[0003]储气库井斜井段井眼尺寸为311.2mm，而常规水平井斜井段井眼尺寸仅为215.9mm，同比增大44.14% ;斜井段建井周期80-110天，同比常规水平井增加80%_110% ;环空容积60.4L/m，环空返速仅为0.7-0.8m/s,同比常规水平井斜井段降低了 24.8%_36.4%。因此，储气库斜井段面临着钻井周期长、环空返速低、携砂困难等一系列难题。钻井周期长使得钻井液中有害固相累积量增多，环空返速低、携砂困难导致钻井液中含砂量增加、岩屑床形成，因此容易造成滑动托压、扭矩大、钻具粘卡、套管下入困难等井下复杂事故。
【发明内容】
[0004]为解决以上技术难题，特开发一种储气库井斜井段防托压润滑钻井液及其防托压润滑方法，该钻井液提闻钻井液的携砂能力，降低钻井液有害固相含量，大幅提升钻井液的润滑性。
[0005]为此，本发明提供了一种储气库井斜井段防托压润滑钻井液，包括原复合盐水钻井液体系，即聚阴离子纤维素、硅氟防塌降虑失剂、抗盐羧甲基淀粉GD-K、聚合物降失水剂JT-1、超细碳酸钙、甲酸钠、氯化钠、氯化钾、重晶石粉和水，依次的质量体积比为0.3%、4%、3%、0.3%、5%、6%、4%、4%、10~20%和53.4~63.4%，还包括润滑材料和提粘切材料，质量体积比分别为3~4.5%和5.7~7% ；
所述润滑材料包括已经乳化的油基类液体润滑剂RY-838、颗粒粒度达到纳米级的石墨粉⑶-2和水基类液体润滑剂无荧光聚合醇XCS-3，质量体积比依次为1.5~2%、1~1.5%和0.5~1% ；
所述提粘切材料包括抗盐羧甲基淀粉⑶-K、聚阴离子纤维素PAC-HV和X⑶黄原胶，质量体积比依次为5~6%、0.5%~0.7%、0.2~0.3%。
[0006]一种上述钻井液的防托压润滑方法，包括以下步骤:
步骤1:井斜O~40°时，在原复合盐水钻井液体系中加入RY-838、⑶-2和XCS-3，并使其质量体积比依次达到1.5%、1%和0.5% ；同时加入⑶-K、PAC-HV和XCD，并使其质量体积比依次达到5%、0.5%和0.2%，提升原复合盐水钻井液体系提粘切材料的含量，最终使钻井液性能达到:马氏漏斗黏度值为50~58s，PV=25~35 mPas, YP=6~8 mPa，摩阻系数(0.0963，含砂≤ 0.2% ；
步骤2:井斜40~90°时，在上述步骤I完成后的钻井液中加入RY-838、⑶-2和XCS-3，并使其质量体积比依次达到1.6~1.9%、1.I~1.4%和0.6~0.9% ;同时加入⑶-K、PAC-HV和X⑶，并使其质量体积比依次达到5.6%、0.6%和0.2%，提升原复合盐水钻井液体系提粘切材料的含量，最终使钻井液性能达到:马氏漏斗黏度值为70~80s，PV=35~55mPas, YP=Il ~15 mPa，摩阻系数≤ 0.0787，含砂≤ 0.2% ；
步骤3:斜井段完钻下套管前，收集80方上述步骤2中完成后的钻井液用于封闭斜井段，配方为:在步骤2中完成后的钻井液中加入RY-838、⑶-2和XCS-3，并使其质量体积比依次达到2%、1.5%和1% ;同时加入⑶-K、PAC-HV和XCD，并使其质量体积比依次达到6%、
0.7%和0.3%，提升原复合盐水钻井液体系提粘切材料的含量，最终使钻井液性能达到:马氏漏斗黏度值为80~90s，PV=55~65 mPas, YP=15~18 mPa，摩阻系数≤0.0787，含砂(0.2%。
[0007]本发明基于复合盐水钻井液体系之上，增加了润滑材料的种类，调整了润滑剂在不同井段的加量和配比，并强化了几种提粘切材料的含量。专项应用于储气库井斜井段钻井液的防托压润滑技术，与以往的配比和加量对比，斜井段机械钻速大幅提升，滑动托压现象明显改善，斜井段套管下入十分顺畅。从而降低了滑动粘卡、卡套管、断钻具等井下风险，为储气库斜井段钻井施工的提速工作提供了有力的保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是储气库井与常规四开水平井斜井段起下钻摩阻对比图。
【具体实施方式】
[0009]一种储气库井斜井段防托压润滑钻井液，包括原复合盐水钻井液体系，即聚阴离子纤维素(PAC)、硅氟防塌降虑失剂(SF)、抗盐羧甲基淀粉⑶-K、聚合物降失水剂JT-1、粒径为0.01~0.08 μ m的超细碳酸钙(ZDS)、甲酸钠、氯化钠、氯化钾、重晶石粉和水，依次的质量体积比为0.3%、4%、3%、0.3%、5%、6%、4%、4%、10~20%和53.4~63.4%,还包括润滑材料和提粘切材料，质量体积比分别为3~4.5%和5.7~7% ;所述润滑材料包括已经乳化的油基类液体润滑剂RY-838、颗粒粒度达到纳米级的石墨粉GD-2和水基类液体润滑剂无荧光聚合醇XCS-3，质量体积比依次为1.5~2%、1~1.5%和0.5~1% ;所述提粘切材料包括抗盐羧甲基淀粉⑶-K、聚阴离子纤维素PAC-HV和X⑶黄原胶(石油级，分子量范围是100-150)，质量体积比依次为5~6%、0.5%~0.7%、0.2~0.3%。
[0010]针对上述配料比例进行如下实验:
选取储气库靖平22-4-1井和靖平51-13井斜井段复合盐水钻井液为实验基浆，评价润滑材料的润滑效果。
[0011 ] ①浆+纳米石墨⑶-2 (表1)
【权利要求】
1.一种储气库井斜井段防托压润滑钻井液，包括原复合盐水钻井液体系，即聚阴离子纤维素、硅氟防塌降虑失剂、抗盐羧甲基淀粉GD-K、聚合物降失水剂JT-1、超细碳酸钙、甲酸钠、氯化钠、氯化钾、重晶石粉和水，依次的质量体积比为0.3%、4%、3%、0.3%、5%、6%、4%、.4%、10~20%和53.4~63.4%，其特征在于:还包括润滑材料和提粘切材料，质量体积比分别为3~4.5%和5.7~7% ； 所述润滑材料包括已经乳化的油基类液体润滑剂RY-838、颗粒粒度达到纳米级的石墨粉⑶-2和水基类液体润滑剂无荧光聚合醇XCS-3，质量体积比依次为1.5~2%、1~1.5%和0.5~1% ； 所述提粘切材料包括抗盐羧甲基淀粉⑶-K、聚阴离子纤维素PAC-HV和X⑶石油级黄原胶，质量体积比依次为5~6%、0.5%~0.7%、0.2~0.3%。
2.一种如权利要求1所述的钻井液的防托压润滑方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤1:井斜O~40°时，在原复合盐水钻井液体系中加入RY-838、⑶-2和XCS-3，并使其质量体积比依次达到1.5%、1%和0.5% ；同时加入⑶-K、PAC-HV和XCD，并使其质量体积比依次达到5%、0.5%和0.2%，提升原复合盐水钻井液体系提粘切材料的含量，最终使钻井液性能达到:马氏漏斗黏度值为50~58s，PV=25~35 mPa*s, YP=6~8 mPa，摩阻系数(0.0963，含砂≤ 0.2% ； 步骤2:井斜40~90°时，在上述步骤I完成后的钻井液中加入RY-838、⑶-2和XCS-3，并使其质量体积比依次达到1.6~1.9%、1.I~1.4%和0.6~0.9% ;同时加入⑶-K、PAC-HV和X⑶，并使其质量体积比依次达到5.3~5.8%、0.6%和0.2%，提升原复合盐水钻井液体系提粘切材料的含量，最终使钻井液性能达到:马氏漏斗黏度值为70~80s，PV=35~.55mPa*s, YP=Il ~15 mPa，摩阻系数≤ 0.0787，含砂≤ 0.2% ； 步骤3:斜井段完钻下套管前，收集80方上述步骤2中完成后的钻井液用于封闭斜井段，配方为:在步骤2中完成后的钻井液中加入RY-838、⑶-2和XCS-3，并使其质量体积比依次达到2%、1.5%和1% ；同时加入⑶-K、PAC-HV和XCD，并使其质量体积比依次达到6%、.0.7%和0.3%，提升原复合盐水钻井液体系提粘切材料的含量，最终使钻井液性能达到:马氏漏斗黏度值为80~90s，PV=55~65 mPa*s, YP=15~18 mPa，摩阻系数≤0.0787，含砂(0.2%。
【文档编号】C09K8/12GK103911130SQ201410113123
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】朱明明, 张建卿, 刘兆利, 兰正升, 屈艳平, 陈永生, 王玉鹏 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司