一种保护页岩气储层的油基钻井液的制作方法

文档序号:12095389阅读:232来源:国知局

本发明涉及石油钻井工程领域,尤其涉及一种用于长水平段保护页岩气储层油基钻井液。



背景技术:

钻井液是指在油气钻井过程中以其多种功能满足钻井需要的各种循环流体的总称,其主要作用是携带和悬浮岩屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却和润滑钻具、传递水动力、保护油气层等,是钻井工程技术的重要组成部分。页岩气长水平段钻井通常采用油基钻井液体系,油基钻井液是指以油作为连续相的钻井液,其具有较好的抑制性及润滑性能,能够解决页岩气长水平段钻井的要求,但由于特殊的储层地质条件,建井周期较长,特殊钻井工艺等,长裸眼段水平段长期浸泡在钻井液中对储层的伤害很大,影响到后期的开采工作,因此,保护储层是油基钻井液所面临的巨大挑战,现有技术中,是在钻井液中加入一些可变形的纤维状粒子快速暂时填充到裂缝中,这样把有害的固相颗粒和一些沉淀阻止在储层外,这样可以有效保护储层。中国发明专利(公开号102559155A公开日2012.07.11)公开了一种强抑制高效屏蔽暂堵保护储层钻井液及其制备方法,使用325目的碳酸钙作为暂堵剂,1250目的碳酸钙粉作为填充粒子和含有纤维成分的乳化石蜡作为变形粒子。但是仅采用325目的碳酸钙与1250目的碳酸钙粉的封堵性并不是很强,会有滤液进入储层,导致储层遭到破坏。



技术实现要素:

本发明的目的就是针对上述技术的不足,提供一种用于长水平段保护页岩气储层油基钻井液,该钻井液具有较好的润滑性,尤其能较好的保护页岩气储层。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:

一种保护页岩气储层的油基钻井液,按体积份数计,包括70~90份基油,10~30份水相;以及

基于所述基油与所述水相的总体积,按质量体积比计,还包括:

1~3%的主乳化剂、0.5~1.5%的辅乳化剂、1~3%的石灰、1~3%的有机土、1~3%的增粘剂、1~5%的降滤失剂、1~3%的封堵剂、3~8%的储层保护剂、0~100%的加重剂;所述储层保护剂为碳酸钙、氧化镁、碳酸镁的复配混合物。

其中,所述“质量体积比”是指其他组分的质量与所述基油与所述水相的总体积的百分比值,其中当其他组分的质量“g”作为单位时,相对应的体积单位为“ml”。

除所述基油与所述水相之外的其他组分的质量通过下述公式计算:

其他组分的质量M其他组分(g)=(V基油+V水相)(ml)×各组分的质量体积比。

所述主乳化剂为长链烷基脂肪醇酰胺类非离子表面活性剂与改性苯磺酸盐的复合物;优选地,所述主乳化剂按体积份数比,长链烷基脂肪醇酰胺类非离子表面活性剂与改性苯磺酸盐为65:35的复配混合物;

所述辅乳化剂为改性磷酸酯类非离子表面活性剂;

所述石灰为氧化钙;

所述有机土为有机膨润土;优选地,有机膨润土是经过蒙脱石经季铵盐处理后的产品;

所述增粘剂为丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯酸酯四元共聚物;

所述降滤失剂为磺化沥青;

所述封堵剂为腐殖酸;

所述加重剂为重晶石、石灰石中的一种;优选地,所述加重剂的质量体积比为30~100%,更有选地,所述加重剂为质量体积比为30%的重晶石。

所述水相为质量分数为25~35%的氯化钙水溶液,优选地,水相为26%的氯化钙水溶液。

所述基油为0#柴油、3#白油、5#白油、气质油中的一种,优选地,所述基油为3#白油。

所述储层保护剂为粒径为200~2000目的碳酸钙、200~2000目的氧化镁、200~2000目的碳酸镁的复配混合物,优选地,所述储层保护剂按重量份数比,200目的碳酸钙:300目的氧化镁:500目的碳酸镁:800目的碳酸钙:1200目的碳酸镁:2000目的氧化镁为1:3:2.5:5:5:2的复配混合物。

本发明还公开了一种制备保护页岩气储层的油基钻井液的方法,其特征在于:将油相、主乳化剂、辅乳化剂加入搅拌杯中,然后在8000~10000rpm/min的搅拌速度下搅拌20~30min,然后依次向搅拌杯中加入石灰、有机土、增粘剂、降滤失剂、封堵剂、储层保护剂,搅拌均匀后加入水相,使体系充分乳化,然后加入加重剂将钻井液的密度控制为1.2~1.6g/cm3,最后在80~100℃温度下热滚处理16h得到油基钻井液。

本发明的有益效果是:

1)钻井液破乳电压达到600V以上,动塑比大于0.30,动切力大于8Pa,塑性粘度小于30mPa·s,高温高压失水小于3.0mL;

2)钻井液的抗污染性能较好,具有良好的抑制性能,泥页岩滚动回收率达到90%以上;具有较好的润滑性能,润滑系数小于0.10;

3)钻井液具有较好的储层保护效果,渗透率恢复值达到95%以上,封堵率达到90%以上;

4)钻井液能够适用于页岩气长水平段的钻井作业中,达到稳定井壁和润滑的目的,并保护页岩气储层,防止伤害。

具体实施方式

实施例1

一种保护页岩气储层的油基钻井液按体积份数计,包括70份3#白油,30份26%氯化钙水溶液;以及

基于3#白油与26%氯化钙水溶液的总体积,按质量体积比(g/ml)计,还包括2.0%的主乳化剂、1.0%的辅乳化剂、1.5%的石灰、2.5%的有机土、2%的增粘剂、3.0%的降滤失剂、2.0%的封堵剂、2.0%的储层保护剂、30%的加重剂;

储层保护剂按重量份数比,粒径为200目碳酸钙:300目氧化镁:500目碳酸镁:800目碳酸钙:1200目的碳酸镁:2000目的氧化镁中为1:3:2.5:5:5:2的复配混合物;

主乳化剂为长链烷基脂肪醇酰胺类非离子表面活性剂与改性苯磺酸盐按体积份数比65:35的复配混合物;

辅乳化剂为改性磷酸酯类非离子表面活性剂;

有机土为有机膨润土,是蒙脱石经季铵盐处理后的产品;

增粘剂为丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯酸酯四元共聚物,降滤失剂为

磺化沥青;

封堵剂为腐殖酸;

加重剂为重晶石。

本实施例的保护页岩气储层的油基钻井液按照以下方法制备得到的:

将3#白油70份和上述组分中的2.0%主乳化剂和1.0%辅乳化剂加入到搅拌杯中,控制搅拌速度10000rpm/min,搅拌时间为20min,依次加入1.5%石灰、2.5%有机土、2%增粘剂、3.0%降滤失剂、2.0%封堵剂、2.0%储层保护剂,搅拌均匀后加入30份26%氯化钙水溶液,搅拌使体系充分乳化,搅拌30min后加入30%加重剂将钻井液的密度控制为1.2g/cm3,最后装罐于100℃热滚16h,得到油基钻井液。

实施例2

一种保护页岩气储层的油基钻井液按体积份数计,包括90份气质油,10份35%氯化钙水溶液;以及

基于气质油与35%氯化钙水溶液的总体积,按质量体积比(g/ml)计,还包括1.0%的主乳化剂、0.5%的辅乳化剂、1.0%的石灰、1.0%的有机土、1.0%的增粘剂、1.0%的降滤失剂、1.0%的封堵剂、3.0%的储层保护剂、70%的加重剂;

储层保护剂按重量份数比,粒径为500目碳酸钙:500目氧化镁:500目碳酸镁:800目碳酸钙:800目的碳酸镁:1000目的氧化镁为1:1:1:5:5:7的复配混合物;

主乳化剂为长链烷基脂肪醇酰胺类非离子表面活性剂与改性苯磺酸盐按体积份数比50:50的复配混合物;

辅乳化剂为改性磷酸酯类非离子表面活性剂;

有机土为有机膨润土,是蒙脱石经季铵盐处理后的产品;

增粘剂为丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯酸酯四元共聚物,降滤失剂为

磺化沥青;

封堵剂为腐殖酸;

加重剂为石灰石。

本实施例的保护页岩气储层的油基钻井液按照以下方法制备得到的:

将气质油90份和上述组分中的1.0%主乳化剂和0.5%辅乳化剂加入到搅拌杯中,控制搅拌速度8000rpm/min,搅拌时间为30min,依次加入1.0%石灰、1.0%有机土、1.0%增粘剂、1.0%降滤失剂、1.0%封堵剂、3.0%储层保护剂,搅拌均匀后加入10份35%氯化钙水溶液,搅拌使体系充分乳化,搅拌40min后加入70%加重剂将钻井液的密度控制为1.4g/cm3,最后装罐于80℃热滚16h,得到油基钻井液。

实施例3

一种保护页岩气储层的油基钻井液按体积份数计,包括80份0#柴油,20份25%氯化钙水溶液;以及

基于0#柴油与25%氯化钙水溶液的总体积,按质量体积比(g/ml)计,还包括3.0%的主乳化剂、1.5%的辅乳化剂、3.0%的石灰、3.0%的有机土、3.0%的增粘剂、5.0%的降滤失剂、3.0%的封堵剂、8.0%的储层保护剂、85%的加重剂;

储层保护剂按重量份数比,粒径为800目碳酸钙:800目氧化镁:1000目碳酸镁:1000目碳酸钙:1000目的碳酸镁:1500目的氧化镁为1:1:2:2:2:4的复配混合物;

主乳化剂为长链烷基脂肪醇酰胺类非离子表面活性剂与改性苯磺酸盐按体积份数比70:30的复配混合物;

辅乳化剂为改性磷酸酯类非离子表面活性剂;

有机土为有机膨润土,是蒙脱石经季铵盐处理后的产品;

增粘剂为丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯酸酯四元共聚物,降滤失剂为

磺化沥青;

封堵剂为腐殖酸;

加重剂为重晶石。

本实施例的保护页岩气储层的油基钻井液按照以下方法制备得到的:

将0#柴油80份和上述组分中的3.0%主乳化剂和1.5%辅乳化剂加入到搅拌杯中,控制搅拌速度8000rpm/min,搅拌时间为30min,依次加入3.0%石灰、3.0%有机土、3.0%增粘剂、5.0%降滤失剂、3.0%封堵剂、8.0%储层保护剂,搅拌均匀后加入20份25%氯化钙水溶液,搅拌使体系充分乳化,搅拌30min后加入85%加重剂将钻井液的密度控制为1.5g/cm3,最后装罐于80℃热滚16h,得到油基钻井液。

实施例4

一种保护页岩气储层的油基钻井液按体积份数计,包括80份5#白油,20份25%氯化钙水溶液;以及

基于5#白油与25%氯化钙水溶液的总体积,按质量体积比(g/ml)计,还包括3.0%的主乳化剂、1.5%的辅乳化剂、3.0%的石灰、3.0%的有机土、3.0%的增粘剂、5.0%的降滤失剂、3.0%的封堵剂、8.0%的储层保护剂、100%的加重剂;

储层保护剂按重量份数比,粒径为800目碳酸钙:800目氧化镁:1000目碳酸镁:1000目碳酸钙:1000目的碳酸镁:1500目的氧化镁为1:1:2:2:2:4的复配混合物;

主乳化剂为长链烷基脂肪醇酰胺类非离子表面活性剂与改性苯磺酸盐按体积份数比70:30的复配混合物;

辅乳化剂为改性磷酸酯类非离子表面活性剂;

有机土为有机膨润土,是蒙脱石经季铵盐处理后的产品;

增粘剂为丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯、丙烯酸酯四元共聚物,降滤失剂为

磺化沥青;

封堵剂为腐殖酸;

加重剂为重晶石。

本实施例的保护页岩气储层的油基钻井液按照以下方法制备得到的:

将0#柴油80份和上述组分中的3.0%主乳化剂和1.5%辅乳化剂加入到搅拌杯中,控制搅拌速度8000rpm/min,搅拌时间为30min,依次加入3.0%石灰、3.0%有机土、3.0%增粘剂、5.0%降滤失剂、3.0%封堵剂、8.0%储层保护剂,搅拌均匀后加入20份25%氯化钙水溶液,搅拌使体系充分乳化,搅拌30min后加入100%加重剂将钻井液的密度控制为1.6g/cm3,最后装罐于80℃热滚16h,得到油基钻井液。

使用六速旋转粘度计,在50℃下按SY/T5621的规定测定钻井液Φ6/Φ3读数,并计算其钻井液的表观粘度AV,钻井液的塑性粘度PV,钻井液的动切力YP;用测试仪分别测定钻井液破乳电压ES,钻井液在热滚温度下的高温高压失水HTHP,泥页岩在钻井液中的滚动回收率HSL,钻井液的润滑系数XS,岩心渗透率恢复值HFZ。

油基钻井液的性能见表1,油基钻井液性能指标见表2:

表1油基钻井液性能

表2油基钻井液性能指标

从表1,表2中可以看出,实施例1~4的油基钻井液的性能均符合油基钻井液的性能指标,并且封堵率均在90%以上,岩心渗透率恢复值在95%以上,该钻井液具有较好的润滑性,能较好的保护页岩气储层。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本发明的保护范围之内。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1