一种低土相高密度抗钙饱和盐水钻井液体系的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油田钻井技术领域，特别是涉及一种低土相高密度抗钙饱和盐水钻井 液体系。
【背景技术】
[0002] 在钻井过程中经常钻遇盐膏层、高压盐水层等含钙地层，高浓度的钙离子对常见 钻井液体系破坏性较大，例如在细分散钻井液体系中加入钙盐，钙离子会连接带负电的粘 土颗粒，表现为流变性变差，滤失量增加，泥饼变厚且结构松散。钙处理钻井液体系是指在 对钠膨润土预先进行钙处理，并加入具有护胶能力的分散剂，最终使粘土颗粒处于适度分 散状态，具有较好的抗盐、抗钙能力，但是钙处理体系钻遇高矿化度的盐水层时，仍然会破 坏粘土的分散性，导致滤失量增加，不能满足钻进高矿化度高压盐水层的需求。
[0003] 根据地层情况调节钻井液密度可以有效平衡地层压力，提高井壁稳定性，防止复 杂情况发生。高密度钻井液含有大量重晶石、铁矿粉等加重材料，这些硬性颗粒会降低泥 饼致密程度，导致滤失量增大。钠膨润土是一种良好的填充材料，可以有效提高泥饼致密 程度，但对流变性影响较大，而且对高矿化度地层水敏感。因此开发一种具有良好滤失量、 流变性和抗钙能力的低土相高密度抗钙饱和盐水钻井液，对于安全钻进盐膏层和高压盐水 层，减少井下复杂情况，提高钻井效率具有重要意义。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的是：针对现场复杂地层情况，开发一种低土相高密度抗钙饱和 盐水钻井液体系。通过减少钠膨润土的加量，使用氯化钾抑制钠膨润土的水化，降低钻井 液对钙离子的敏感性，提高钻井液抗钙能力；高密度可以有效平衡高压地层的压力，稳定井 壁；使用饱和盐水体系可以防止盐膏层溶解过度，形成"大肚子"井段；通过钻井液处理剂 的优选及配方研宄，统筹调整钻井液流变性、滤失量、抗钙等性能，满足现场钻进盐膏层和 高压盐水层的需求。
[0005] 具体来说，本发明是通过如下技术方案实现的： 本发明所涉及的低土相高密度抗钙饱和盐水钻井液体系，按加入水的质量为100%计， 以质量百分比计，含有以下物质： 膨润土 0· 5-1. 5% ; 碳酸钠 （λ 1-0. 3% ; 包被剂 0· 1-0. 3% ; 降滤失剂A 2-5% ; 降滤失剂B 1-4% ； 铝基聚合物 1%-2% ; 表面活性剂 0. 5%-1% ; 封堵防塌剂 1%_5% ; 氯化钾 3%-7% ; 氯化钠 30-35% ; 氢氧化钠 0. 1-0. 5% ; 加重材料 100%-200%。
[0006] 其中，膨润土是以蒙脱石为主的含水粘土矿，其化学通式为：（Al2Mg3) (Si4Oltl) (OH)2 · ηΗ20,具有由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2 :1型晶体结构。本发明中 优选使用胜利油田博友泥浆技术有限公司供应的钠膨润土。
[0007] 其中，所述包被剂为聚丙烯酰胺衍生物或者两性离子聚合物中的一种或多种。本 发明中优选使用聚丙烯酰胺钾盐。
[0008] 其中，所述的降滤失剂A为磺酸盐共聚降滤失剂，其特点是由2-丙烯酰胺-2-甲 基丙磺酸（AMPS)与其他烯类单体共聚而成。
[0009] 本发明中优选使用山东得顺源石油科技有限公司生产的磺酸盐共聚物降滤失剂 DSP-l、DSP-2、小分子磺酸盐共聚物降滤失剂DSP-X中的一种或多种。
[0010] 其中，所述的降滤失剂B为磺化褐煤树脂SPNH。
[0011] 其中，所述的铝基聚合物，是聚合氯化铝、有机酸和氢氧化钾经过多步反应而成的 络合物。
[0012] 本发明中优选使用山东得顺源石油科技有限公司生产的铝基聚合物DLP-1。
[0013] 其中，所述的表面活性剂为司盘80 (Span-80)，其作用是通过与重晶石作用，改善 钻井液流变性和润滑性。
[0014] 其中，所述的封堵防塌剂为钻井液用沥青粉，是由天然沥青和复合表面活性剂经 过处理制成的粉状沥青类处理剂，具有优良的封堵作用。
[0015] 本发明中优选使用山东得顺源石油科技有限公司生产的钻井液用防塌封堵剂FF-II。
[0016] 本发明中所述的加重材料，包括重晶石、铁矿粉、石灰石粉、四氧化三锰中的一种 或多种，用于提高钻井液的密度。
[0017] 本发明中所述的抗钙，主要是指钙离子对钻井液的污染，其中钙离子浓度由零至 4822 mg/L，均可应用本发明所述的钻井液配方达到理想的使用效果。
[0018] 本发明有益效果是：本发明通过减少钠膨润土的加量，配合使用DSP系列磺酸盐 共聚物降滤失剂，提高了钻井液体系的抗钙能力，并保持较低的滤失量；钻井液密度可调， 最高密度达2. 0 g*cnT3,有利于平衡高压地层的压力，防止井涌和井漏，稳定井壁；钻井液含 有浓度接近饱和的氯化钠，可以抑制盐膏层的溶解。体系抗高温达150°C，老化前后API滤 失量均小于10 mL ;抑制性强，与自来水相比岩肩回收提高率达113. 7%以上，岩心膨胀降低 率达74. 6%以上；抗劣质土污染能力强，抗钙离子污染能力达4822 mg*L'
【具体实施方式】
[0019] 下面结合【具体实施方式】和实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对 本专利的限定。
[0020] 实施例1 按照表1中实施例1的各组分的量进行称取，在高速搅拌下（11000 r/min)依次加入 配制钻井液。
[0021] 实施例2 按照表1中实施例2的各组分的量进行称取，在高速搅拌下（11000 r/min)依次加入 配制钻井液。
[0022] 实施例3 按照表1中实施例3的各组分的量进行称取，在高速搅拌下（11000 r/min)依次加入 配制钻井液。
[0023] 表1实施例1-3低土相高密度抗钙饱和盐水钻井液体系配方组成
实施例4流变性、API滤失量、高温高压滤失量的测定 对实施例1-3的钻井液体系严格按照《GB/T 16783. 1-2006石油天然气工业钻井液 现场测试第1部分：水基钻井液》中的方法评价120°C老化前后的流变性和API滤失量，以 及150°C、3. 5MPa下的高温高压滤失量。其中测定的参数有AV (表观粘度)、PV (塑性粘度)、 YP (动切力)、P (密度)、F