本发明涉及一种钻进页岩用强抑制性纳米封堵水基钻井液，具有较强的的抑制页岩粘土水化分散和封堵效果，特别适合于微裂缝发育的页岩长水平井段的钻进。
背景技术：
：在页岩气水平井钻井过程中，井壁失稳一直是困扰石油钻井的难题。由于页岩的水敏性强，地层裂缝发育，如何通过钻井液技术抑制泥页岩粘土水化膨胀、封堵页岩微细、微纳米孔缝，防止钻井液或者滤液进入地层，降低因水化或毛细管力对页岩地层造成的影响，防止页岩井壁坍塌从根本上解决页岩钻井中的井壁稳定问题。因此，有效的抑制水化和封堵裂缝便成了目前页岩水基钻井液研究的难点。目前国内外页岩气井普遍采用油基钻井液和常规封堵剂，由于油基钻井液可提高水湿性页岩的毛细管压力，防止钻井液对页岩的侵入，通过使用油基钻井液和合成基钻井液，可以有效地解决井壁不稳定的问题。但即使采用油基钻井液，对裂缝或层理发育的页岩地层，还必须强化封堵，以减少液体进入地层造成的压力传递(阻断流体通道)。油基钻井液在润滑、防卡和降阻作用方面有着水基钻井液无法比拟的优势，可以避免滑动钻井时的拖压问题，这也是其广泛应用的根本原因所在。但由于油基工作液使低渗透油层和气层的润湿性改变而造成伤害,使储层渗透率大为降低，从而降低油井产量；而页岩裂缝尺寸一般在微米和纳米之间，常规封堵剂的封堵尺寸太大，无法起到良好的封堵效果。而具有一定刚性、一定弹塑性的纳米级颗粒对页岩微裂缝封堵将是一个很好的选择。相比常规钻井液的优缺点水基钻井液优点有：①环保；②天然气浸易发现；③温度对流变性影响较小；④成本相对低；⑤遇井漏容易处理等，缺点有：①井壁稳定性差；②热稳定性相对较差，易于高温凝胶化；③抗污染性差(固相及CO2、H2S气体污染)，维护处理工作量大；④润滑防卡能力不足；⑤裂缝封堵效果不佳。因此，研制一种能适用于页岩地层的新型抑制性纳米封堵水基钻井液替代油基钻井液能够解决井壁稳定、储层污染等问题则是目前页岩气钻井的关键技术，也是国内外页岩钻井的难点所在。技术实现要素：本发明的目的是：为了克服使用水基钻井液钻进页岩地层时井壁失稳问题，抑制页岩地层水化坍塌，能有效封堵页岩微纳米孔缝，为此特提供一种页岩用强抑制性纳米封堵水基钻井液。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种页岩用强抑制性纳米封堵水基钻井液，其特征是制备该钻井液所用原料的各组分及其含量为，其中质量单位为克或千克：本发明一种页岩用强抑制性纳米封堵水基钻井液的制备方法是：先量取900-1200克的自来水升温至70℃在低速500r/min电动搅拌下加入36-48克膨润土搅拌10分钟；再加入1.8-2.4克碳酸钠，搅拌20分钟，常温常压下预水化24h后搅拌15分钟加入6.3-8.4克增粘剂80A-51搅拌5分钟；再加入135-180克聚丙烯酰胺钾盐搅拌10分钟，加入18-24克降滤失剂HDF搅拌10分钟，加入0.45-0.6克降粘剂XY27搅拌5分钟，加入45-60克碳酸钙粉末(1250目：1500目：2000目＝1:3:1)搅拌20分钟，加入45-60克聚合醇搅拌5分钟；然后再单独量取200克水并加入纳米二氧化硅13.5-18克在8000r/min下搅拌20分钟配成分散液最后加入之前体系中，在8000r/min下搅拌10分钟，加入18-24克KCl搅拌5分钟，加入18-24克润滑剂RH220；最后用NaOH配制成40％的碱液，调整体系pH为10-11，搅拌1小时后用碳酸钙粉末(1250目：1500目：2000目＝1:3:1)调节钻井液密度为1.35g/cm3，制得本发明页岩用强抑制性纳米封堵水基钻井液。上述制备方法所用膨润土、碳酸钠、增粘剂、聚丙烯酰胺钾盐、降滤失剂、降粘剂、碳酸钙、润滑剂、氯化钾、聚合醇、纳米二氧化硅均为市场上销售产品，购置时严格按行业标准或企标检验，合格者才能使用。具体见表1。表1一种页岩用强抑制性纳米封堵水基钻井液基本原料明细表本发明提供的页岩用强抑制性纳米封堵水基钻井液与现有所使用的页岩钻井液体系相比有如下优点：①相比油基钻井液环境污染小；②具有较强的抑制封堵能力；③对页岩微纳米孔隙有良好的封堵性；④能有效降低坍塌压力；⑤温度对流变性影响较小；⑤成本相对低；⑥遇井漏容易处理等。具体实施方式：下面结合具体实例对本发明作进一步的说明实例1：页岩用强抑制性纳米封堵水基钻井液的配制方法。该页岩用强抑制性纳米封堵水基钻井液的配制方法是：先量取1000克的自来水升温至70℃在低速500r/min电动搅拌下加入40克膨润土搅拌10分钟；再加入2克碳酸钠，搅拌20分钟，常温常压下预水化24h后搅拌15分钟加入7克增粘剂80A-51搅拌5分钟；再加入150克聚丙烯酰胺钾盐搅拌10分钟，加入20克降滤失剂HDF搅拌10分钟，加入0.5克降粘剂XY27搅拌5分钟，加入50克碳酸钙粉末(1250目：1500目：2000目＝1:3:1)搅拌20分钟，加入50克聚合醇搅拌5分钟；然后再单独量取200克水并加入纳米二氧化硅15克在8000r/min下搅拌20分钟配成分散液后加入上述体系中，在8000r/min下搅拌10分钟，加入20克KCl搅拌5分钟，加入20克润滑剂RH220；最后用NaOH配制成40％的碱液，调整体系pH为11搅拌1小时后用碳酸钙粉末(1250目：1500目：2000目＝1:3:1)调节钻井液密度为1.35g/cm3，制得本发明页岩用强抑制性纳米封堵水基钻井液。实例2：采用XGRL－2型滚子加热炉对本发明钻井液体系进行了滚动回收率测定。(1)滚动回收率实验表2页岩用强抑制性纳米封堵水基钻井液体系滚动回收率实验结果钻井液配方实验条件回收质量(g)回收率(％)清水+50g红层土180℃/16h5.6411.28页岩用强抑制性纳米钻井液体系+50g180℃/16h49.1698.32注：1)红层土为四川红层土岩屑，页岩露头为长7页岩露头，均为6～10目，回收率为过40目回收率；2)表中结果均为2次实验数据均值。(2)线性膨胀性实验表3页岩用强抑制性纳米封堵水基钻井液体系体系线性膨胀性实验结果注：1)岩芯为膨润土(配浆土)压制成型；2)滤液为体系热滚105℃/16h后压出的滤液；3)表中结果均为2次实验数据均值。实例3：用模拟页岩地层渗透率泥饼对本发明钻井液体系进行了封堵性能评价。表4页岩用强抑制性纳米封堵水基钻井液体系封堵实验结果注：1)封堵剂指的是碳酸钙、聚合醇、纳米二氧化硅；2)表中结果均为2次实验数据均值。由表2、表3、表4该页岩抑制性纳米封堵水基钻井液的滚动回收率及线性膨胀率实验可知，滚动回收率达到98.32％以上，16h线性膨胀率只有22.56％具有较好的抑制水化分散及膨胀性，且当体系中含有纳米二氧化硅和一定粒度配比的碳酸钙时，模拟地层渗透率降低了48.59％，大大提高了体系不加封堵剂的渗透率降低率。当前第1页1 2 3