一种钾胺基聚磺钻井液处理方法与流程

文档序号:27840541发布日期:2021-12-08 01:30阅读:655来源:国知局

1.本发明涉及钻井液技术领域,具体为一种钾胺基聚磺钻井液处理方法。


背景技术:

2.钻井液又称泥浆、冲洗液,是钻井施工中必不可少的循环介质,是钻井的“血液”。钻井液按组成成分可分为清水泥浆、水基泥浆、非水基泥浆(一般称为油基泥浆)和气体钻井液等。
3.现有的钻井液处理方法,钻井液加料时不注重加料顺序对成品的质量影响,先加抑制剂钻井液体系的体系粒径过大,不利于形成致密滤饼,滤失造壁性能较差;先加包被剂钻井液体系的体系粒径较大与较小粒径颗粒均较少,滤失造壁性能较差,并且不能够针对不同的钻井深度和地质提出适配的钻井液处理方法,为此,我们提出一种钾胺基聚磺钻井液处理方法。


技术实现要素:

4.针对现有技术的不足,本发明提供了一种钾胺基聚磺钻井液处理方法,解决了上述背景技术中提出的问题。
5.为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现,一种钾胺基聚磺钻井液处理方法,包括以下步骤:
6.(1)、地质概况研究
7.钻井液处理前首先对钻井位置的钻井深度以及钻井位置的地质情况进行研究,根据钻井深度和地质情况的区别,针对性配置钾胺基聚磺钻钻井液的钻井液配方,该钾胺基聚磺钻井液配方具体包括:配方一、配方二、配方三和配方四;
8.(2)、钾胺基聚磺钻钻井液配制
9.首先将膨润土浆添加到配制容器中作为基浆,按照顺序依次加入降失水剂、30%包被剂、抑制剂和70%包被剂,待一种处理剂搅拌均匀后,再加入下一种处理剂,并且在在加料的同时持续搅拌混合,加料完成后充分混合即可获得钾胺基聚磺钻井液成品;
10.(3)、钾胺基聚磺钻井液施工
11.开钻前调试好设备,根据钻井地质和井深结构实现不同的开钻方式,钻进过程中及时维护钻井液性能。
12.可选的,所述降失水剂具体包括褐煤树脂、乙烯基降滤失剂、工业品等,所述抑制剂具体包括氯化钾、有机盐weigh2、聚胺siat、工业品等,所述包被剂具体包括两性离子聚合物、工业品等;所述其他处理剂具体包括氧化钙、氢氧化钾、无水碳酸钠等。
13.可选的,所述钾胺基聚磺钻井液的配方一配制比例如下:3.5

4.5%膨润土浆+0.2

0.5%聚丙烯酰胺钾盐+0.5

2%快钻剂+0.3

0.5%聚胺+2

3%npan+0.5

1.0%降滤失剂+1

2%封堵剂,可适当添加部分添加剂。
14.可选的,所述钾胺基聚磺钻井液的配方二配制比例如下:3

4%膨润土浆+0.3

0.5%聚丙烯酰胺钾盐+0.5

1%快钻剂+0.5

1%聚胺+2

3%降滤失剂复合铵盐+0.5

1.0%聚合物降滤失剂+2

3%酚醛树脂+2

3%褐煤树脂+1

2%磺化褐煤+2

3%封堵剂+3

5%氯化钾,可适当添加部分添加剂。
15.可选的,所述钾胺基聚磺钻井液的配方一和配方二的添加剂具体为:超细碳酸钙、有机硅醇抑制剂、屏蔽暂堵剂、优质沥青封堵剂等。
16.可选的,所述钾胺基聚磺钻井液的配方三配制比例如下:3

3.5%膨润土浆+0.1

0.3%包被剂+0.5

1%聚阴离子纤维素+0.3

0.5%聚胺抑制剂+2

3%超细碳酸钙+2

4%抗高温防塌剂+2

4%磺化酚醛树脂+2

4%褐煤树脂+3

5%氯化钾+1

2%纳微米封堵剂+0.5

1.0%快钻剂,可适当添加部分添加剂。
17.可选的,所述钾胺基聚磺钻井液的配方四配制比例如下:3

3.5%膨润土浆、0.1

0.3%包被剂、0.5

1%聚阴离子纤维素、7

10%氯化钾、0.5

1.0%聚胺抑制剂、2

4%磺化酚醛树脂、2

4%褐煤树脂、1

2%磺酸盐共聚物降滤失剂、2

3%阳离子沥青胶乳、2

3%磺化沥青或天然沥青粉、3

5%超细碳酸钙、1

2%微纳米封堵剂,可适当添加部分添加剂。
18.可选的,所述钾胺基聚磺钻井液的配方三和配方四的添加剂具体为:沥青防塌剂、聚合物降失水剂、屏蔽暂堵剂、非渗透处理剂等。
19.可选的,所述该钾胺基聚磺钻井液适用于中生界、古生界地层石油钻井。
20.本发明提供了一种钾胺基聚磺钻井液处理方法,具备以下有益效果:
21.该钾胺基聚磺钻井液处理方法,适用于中生界、古生界地层石油钻井,在配制时钻井液处理剂加料顺序为:降失水剂、30%包被剂、抑制剂、70%包被剂,利用激光散射粒度分析仪,分析不同加料顺序影响钻井液性能的作用机理,结果表明该加料顺序粒径分布较宽,在几微米至一千余微米之间,且呈多峰分布,有利于黏土颗粒的有效堆积从而形成致密滤饼,滤失造壁性能与流变性能均较好;
22.该钾胺基聚磺钻井液处理方法,在配制的过程中,本技术所选材料配比能够大幅提高钻井液抑制防塌性能,选择抑制性较强的包被剂与降滤失剂配伍,能够增强钻井液体系抑制性、降低滤失量,确保井壁稳定、井径规则,并且采用优质大分子聚合物包被剂,能够加强钻井液的包被抑制性,满足上部地层快速钻进携岩的要求,还可以加强钻井液封堵性能,减少砂岩地层渗漏引起的塌漏同层等难题;
23.该钾胺基聚磺钻井液处理方法,在配制的过程中,随着井深增加,伴随井温的升高,本技术的配比体系还具有较强的抑制防塌性和抗温能力,能够充分保证钻井液的抑制水化和封堵防塌性能,良好的泥饼质量能够保证泥岩地层井壁稳定和砂岩地层粘卡,并且还采用氯化钾、聚胺、聚丙烯酸钾、纳微米封堵剂、抗高温防塌剂等增强体系的抑制封堵能力,能够有效抑制粘土水化膨胀剥落,封堵微裂隙。
具体实施方式
24.下面将结合本发明的具体实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
25.一种钾胺基聚磺钻井液处理方法,包括以下步骤:
26.(1)、地质概况研究
27.钻井液处理前首先对钻井位置的钻井深度以及钻井位置的地质情况进行研究,根
据钻井深度和地质情况的区别,针对性配置钾胺基聚磺钻钻井液的钻井液配方,该钾胺基聚磺钻井液配方具体包括:配方一、配方二、配方三和配方四;
28.(2)、钾胺基聚磺钻钻井液配制
29.首先将膨润土浆添加到配制容器中作为基浆,按照顺序依次加入降失水剂、30%包被剂、抑制剂和70%包被剂,待一种处理剂搅拌均匀后,再加入下一种处理剂,并且在在加料的同时持续搅拌混合,加料完成后充分混合即可获得钾胺基聚磺钻井液成品;
30.(3)、钾胺基聚磺钻井液施工
31.开钻前调试好设备,根据钻井地质和井深结构实现不同的开钻方式,钻进过程中及时维护钻井液性能。
32.降失水剂具体包括褐煤树脂、乙烯基降滤失剂、工业品等,抑制剂具体包括氯化钾、有机盐weigh2、聚胺siat、工业品等,包被剂具体包括两性离子聚合物、工业品等;其他处理剂具体包括氧化钙、氢氧化钾、无水碳酸钠等。
33.钾胺基聚磺钻井液的配方一配制比例如下:3.5

4.5%膨润土浆+0.2

0.5%聚丙烯酰胺钾盐+0.5

2%快钻剂+0.3

0.5%聚胺+2

3%npan+0.5

1.0%降滤失剂+1

2%封堵剂,可适当添加部分添加剂。
34.钾胺基聚磺钻井液的配方二配制比例如下:3

4%膨润土浆+0.3

0.5%聚丙烯酰胺钾盐+0.5

1%快钻剂+0.5

1%聚胺+2

3%降滤失剂复合铵盐+0.5

1.0%聚合物降滤失剂+2

3%酚醛树脂+2

3%褐煤树脂+1

2%磺化褐煤+2

3%封堵剂+3

5%氯化钾,可适当添加部分添加剂。
35.钾胺基聚磺钻井液的配方三配制比例如下:3

3.5%膨润土浆+0.1

0.3%包被剂+0.5

1%聚阴离子纤维素+0.3

0.5%聚胺抑制剂+2

3%超细碳酸钙+2

4%抗高温防塌剂+2

4%磺化酚醛树脂+2

4%褐煤树脂+3

5%氯化钾+1

2%纳微米封堵剂+0.5

1.0%快钻剂,可适当添加部分添加剂。
36.钾胺基聚磺钻井液的配方四配制比例如下:3

3.5%膨润土浆、0.1

0.3%包被剂、0.5

1%聚阴离子纤维素、7

10%氯化钾、0.5

1.0%聚胺抑制剂、2

4%磺化酚醛树脂、2

4%褐煤树脂、1

2%磺酸盐共聚物降滤失剂、2

3%阳离子沥青胶乳、2

3%磺化沥青或天然沥青粉、3

5%超细碳酸钙、1

2%微纳米封堵剂,可适当添加部分添加剂。
37.钾胺基聚磺钻井液的配方一和配方二的添加剂具体为:超细碳酸钙、有机硅醇抑制剂、屏蔽暂堵剂、优质沥青封堵剂等;钾胺基聚磺钻井液的配方三和配方四的添加剂具体为:沥青防塌剂、聚合物降失水剂、屏蔽暂堵剂、非渗透处理剂等;该钾胺基聚磺钻井液适用于中生界、古生界地层石油钻井。
38.具体实施例一:
39.(1)、地质概况研究
40.钻井井段深度为1000~5213m,主要钻遇新近系、古近系、白垩系、三叠系及二叠系火成岩地层,古近系、白垩系、侏罗系砂泥岩不等厚互层,三叠系地层岩性以泥岩为主,柯吐尔组下部发育砂砾岩,地质预测二叠系火成岩段发育玄武岩、英安岩和凝灰岩以及泥岩;
41.(2)、钾胺基聚磺钻钻井液配制
42.1000

3500m井段按照3.5

4.5%膨润土浆+0.2

0.5%聚丙烯酰胺钾盐+0.5

2%快钻剂+0.3

0.5%聚胺+2

3%npan+0.5

1.0%降滤失剂+1

2%封堵剂的配制比例进行钻井
液配制;
43.3500

5213m井段按照3

4%膨润土浆+0.3

0.5%聚丙烯酰胺钾盐+0.5

1%快钻剂+0.5

1%聚胺+2

3%降滤失剂复合铵盐+0.5

1.0%聚合物降滤失剂+2

3%酚醛树脂+2

3%褐煤树脂+1

2%磺化褐煤+2

3%封堵剂+3

5%氯化钾的配置比例进行钻井液配制;
44.(3)、钾胺基聚磺钻井液施工
45.开钻前,补充胶液、调整钻井液性能,开钻后及时补充hv

cmc和聚合物胶液以维持钻井液循环量和必要的钻井液性能;
46.白垩系及以上地层钻速较快,本段地层加入5

10kg/m3快钻剂,提高钻井液的润滑防泥包能力,提高辅助破岩能力;
47.三叠系之前逐步将钻井液体系转换为聚磺防塌体系,可以采取胶液中加入3%smp

2、spnh、kj系列等磺化处理剂,复配0.2

0.4%小分子聚合物的方式逐步转换,进入三叠系前彻底转换成聚磺防塌体系;
48.进入三叠后,钻井液中加入kcl,体系转换为kcl

钾胺基聚磺,拓宽钻井液安全密度窗口,使得以较低钻井液密度进入二叠系易漏地层,复配0.3

0.5%聚胺,保证体系的抑制能力。
49.具体实施例二:
50.(1)、地质概况研究
51.钻井井段深度为5213~7650m,主要钻遇三开石炭系、志留系和奥陶系桑塔木组,泥岩较为发育、易水化膨胀、产生剥落掉块、垮塌,泥盆系、志留系和奥陶系桑塔木组部分层段砂岩发育,良里塔格组和恰尔巴克组泥质灰岩、灰质泥岩、泥质泥晶灰岩发育;
52.(2)、钾胺基聚磺钻钻井液配制
53.5213~7650m井段按照3

3.5%膨润土浆+0.1

0.3%包被剂+0.5

1%聚阴离子纤维素+0.3

0.5%聚胺抑制剂+2

3%超细碳酸钙+2

4%抗高温防塌剂+2

4%磺化酚醛树脂+2

4%褐煤树脂+3

5%氯化钾+1

2%纳微米封堵剂+0.5

1.0%快钻剂的配置比例进行钻井液配制;
54.(3)、钾胺基聚磺钻井液施工
55.开钻前,可根据现场情况,加入适量的na2co3进行预处理,钻塞后由于泥浆受水泥污染注意分段循环,避免复杂;
56.使用钾胺基聚磺防塌钻井液体系,并适当补充磺化处理剂及氯化钾以及大分子聚合物,使钻井液性能稳定,井浆中应保持kcl浓度在30kg/m3,聚胺抑制剂浓度不低于5kg/m3;并及时补充2

3kg/m3聚合物包被剂、20

40kg/m3抗高温防塌剂及20

40kg/m3抗温降滤失剂,再补充沥青与qs

2等封堵材料,确保钻井液具有良好的抑制防塌封堵性能;
57.钻遇泥盆系与志留系塔塔埃尔塔格组不整合界面、志留系塔塔埃尔塔格组、柯坪塔格组钻进时注意控制合理的钻井液密度,同时加强钻井液的随钻堵漏。钻进期间可加入20

30kg/m3高效随钻封堵剂,预防井漏;
58.随井深增加,应及时补充抗高温降滤失剂磺甲基酚醛树脂等,保证降滤失剂浓度不低于30kg/m3,配合5

10kg/m3硅氟降粘剂调节流型,控制膨润土含量在35kg/m3左右,防止高温增稠或高温稀释,确保钻井液体系高温稳定性。
59.具体实施例三:
60.(1)、地质概况研究
61.钻井井段深度为5928

7275m,主要钻遇奥陶系却尔却克组、恰尔巴克组地层,主要岩性为:灰色泥岩、灰质泥岩、辉绿岩、棕褐色灰质泥岩、黄灰色泥质灰岩;
62.(2)、钾胺基聚磺钻钻井液配制
63.5928

7275m井段按照3

3.5%膨润土浆、0.1

0.3%包被剂、0.5

1%聚阴离子纤维素、7

10%氯化钾、0.5

1.0%聚胺抑制剂、2

4%磺化酚醛树脂、2

4%褐煤树脂、1

2%磺酸盐共聚物降滤失剂、2

3%阳离子沥青胶乳、2

3%磺化沥青或天然沥青粉、3

5%超细碳酸钙、1

2%微纳米封堵剂的配置比例进行钻井液配制;
64.(3)、钾胺基聚磺钻井液施工
65.现场储备足量重浆,进入侵入体前50~100m,逐步按照设计要求加入物理化学耦合防塌材料,调整钻井液粘度,提高钻井液的携岩能力提高钻井液悬浮性能,控制钻井液hthp滤失量(130℃/150℃)≤10ml,减少滤液向地层的渗透,提高井眼稳定性;
66.钻进使用钾胺基聚磺防塌钻井液体系,泥岩易水化膨胀导致剥蚀掉块,需提高钻井液抑制水化膨胀和水化分散能力,补充7

10%kcl(配合0.5

1.0%聚胺抑制剂提高体系抑制性;补充3

5%qs、3

5%沥青类、2

3%pb

1提高体系封堵性;使用磺化酚醛树脂、褐煤树脂、磺酸盐共聚物降滤失剂、低粘聚阴离子纤维素等控制钻井液的滤失量及高温稳定性;
67.钻进至6200m后,在井浆中逐步补充1.5%井壁强化剂1型+1.5%井壁强化剂2型+1

2%柔性封堵防塌剂+1

2%柔性纳米封堵剂+1

2%化学固壁剂,同时控制api滤失量≤4ml、hthp滤失量≤10ml,减少滤液向地层的渗入,降低井壁失稳风险。
68.综上,该钾胺基聚磺钻井液处理方法,使用时钾胺基聚磺钻井液处理方法包括以下具体步骤:
69.钻井液处理前首先对钻井位置的钻井深度以及钻井位置的地质情况进行研究,根据钻井深度和地质情况的区别,针对性配置钾胺基聚磺钻钻井液的钻井液配方,该钾胺基聚磺钻井液配方具体包括:配方一、配方二、配方三和配方四;首先将膨润土浆添加到配置容器中作为基浆,按照顺序依次加入降失水剂、30%包被剂、抑制剂和70%包被剂,待一种处理剂搅拌均匀后,再加入下一种处理剂,并且在在加料的同时持续搅拌混合,加料完成后充分混合即可获得钾胺基聚磺钻井液成品;该钾胺基聚磺钻井液适用于中生界、古生界地层石油钻井;开钻前调试好设备,根据钻井地质和井深结构实现不同的开钻方式,钻进过程中及时维护钻井液性能。
70.以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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