一种水基钻井液抑制剂组合物和水基钻井液及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种水基钻井液抑制剂组合物和水基钻井液，特别设及一种页岩气页 岩的水基钻井液抑制剂组合物和水基钻井液，属于钻井技术领域。
【背景技术】
[0002] 我国页岩气资源预测可采储量达10. 3X1〇i2-47.OXlOi2立方米，具有良好的勘探 开发前景，一旦成功地规模化勘探开发，能够有效地缓解我国油气供需矛盾，因此页岩气勘 探和开发已成为"十二五"国家重大战略。
[0003] 现阶段，水平钻井技术是页岩气开发的核屯、技术之一，广泛应用于页岩气开发钻 井。为了后期水力压裂增产，水平井段多分布在天然裂缝发育地层，且沿最小水平主应力方 向钻进。在钻井过程中，钻井液滤液极易侵入页岩气页岩内部，容易引起页岩气页岩的水化 膨胀，从而引起井壁巧塌、卡钻等。因此，抑制页岩气页岩的水化膨胀成为水平井开发页岩 气资源的关键技术难题之一。
[0004] 抑制剂又称防塌剂，主要用于配制钻井液，在钻井液钻进页岩气页岩地层时，可抑 制页岩气页岩的水化膨胀，进而防止由于页岩气页岩的水化膨胀引起的井壁巧塌、卡钻等。 目前，我国页岩气水平井钻井使用的多为油基钻井液，虽然油基钻井液具有优异的抑制性， 但其配制成本较高且存在环保问题，井漏处理困难，一旦发生井漏问题，必将造成重大经济 损失；而水基钻井液则具有成本低廉W及环境友好等优点，但在页岩气水平井钻井中，常规 水基钻井液难W解决页岩气页岩的水化膨胀运一问题，从而难W满足页岩气水平井勘探的 工程技术需要。
[0005] 因此，研发一种能够有效抑制页岩水化膨胀的页岩气页岩水基钻井液抑制剂组合 物，具有重要的现实意义和应用前景。
【发明内容】
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种水基钻井液抑制剂组合物和 水基钻井液，该水基钻井液中包括该水基钻井液抑制剂组合物，本发明的水基钻井液抑制 剂组合物和水基钻井液能够有效抑制页岩气页岩的水化膨胀，明显降低页岩膨胀率，防止 井壁巧塌、卡钻等，从而强化井壁稳定性并减少井下复杂情况。
[0007] 为了实现上述技术目的，本发明首先提供了一种水基钻井液抑制剂组合物，该水 基钻井液抑制剂组合物的原料组成包括：十二酸山梨醇醋、聚氧乙締失水山梨醇硬脂酸醋 和油酸山梨醇醋。
[0008] 本发明提供了上述十二酸山梨醇醋、聚氧乙締失水山梨醇硬脂酸醋和油酸山梨醇 醋组合在一起作为水基钻井液抑制剂的应用。
[0009] 在本发明提供的水基钻井液抑制剂组合物中，优选地，十二酸山梨醇醋、聚氧乙締 失水山梨醇硬脂酸醋和油酸山梨醇醋的重量比为1-5:1-5:1。
[0010] 在本发明提供的水基钻井液抑制剂组合物中，更优选地，十二酸山梨醇醋、聚氧乙 締失水山梨醇硬脂酸醋和油酸山梨醇醋的重量比为2-3:2-5:1。
[0011] 在本发明提供的水基钻井液抑制剂组合物中，优选地，该水基钻井液抑制剂组合 物还可W包括水。
[0012] 在本发明提供的水基钻井液抑制剂组合物中，优选地，所述十二酸山梨醇醋、聚氧 乙締失水山梨醇硬脂酸醋和油酸山梨醇醋的总重量为该水基钻井液抑制剂组合物总重量 的1% -10%;更优选地，所述十二酸山梨醇醋、聚氧乙締失水山梨醇硬脂酸醋和油酸山梨醇 醋的总重量为该水基钻井液抑制剂组合物总重量的5% -9%。
[0013] 本发明提供的上述水基钻井液抑制剂组合物可W用于抑制页岩气页岩的水化膨 胀。
[0014] 本发明还提供了一种水基钻井液，该水基钻井液中包括上述的水基钻井液抑制剂 组合物。
[0015] 本发明提供了上述十二酸山梨醇醋、聚氧乙締失水山梨醇硬脂酸醋和油酸山梨醇 醋组合在一起作为水基钻井液的应用。
[0016] 在本发明提供的水基钻井液中，优选地，W该水基钻井液的重量计，十二酸山梨 醇醋、聚氧乙締失水山梨醇硬脂酸醋和油酸山梨醇醋的总重量为该水基钻井液总重量的 5% -8%。
[0017] 在本发明提供的水基钻井液中，优选地，该水基钻井液还包括粘±、封堵剂、加重 剂、增粘剂、润滑剂、降粘剂、降滤失剂和絮凝剂中的一种或几种的组合。
[0018] 在本发明提供的水基钻井液中，对于粘±、封堵剂、加重剂、增粘剂、润滑剂、降粘 剂、降滤失剂和絮凝剂的添加量没有特别的限定，可W分别为本领域常用的各种含量。优选 地，W该水基钻井液中含有的水的重量计，所述粘±的添加量为0% -5%巧％ ^下），所述 封堵剂的添加量为0%-5%巧％ ^下），所述加重剂的添加量为0%-300% (300%W下）， 所述增粘剂的添加量为〇%-1% (1%W下），所述润滑剂的添加量为〇%-5%巧％^下）， 所述降粘剂的添加量为0%-5%巧％ ^下），所述降滤失剂的添加量为0%-5%巧％W 下），所述絮凝剂的添加量为0% -5%巧％^下）。
[0019] 在本发明提供的水基钻井液中，对于粘±、封堵剂、加重剂、增粘剂、润滑剂、降粘 剂、降滤失剂和絮凝剂的种类没有特别的限定，可W分别为本领域常用的各种粘±、封堵 剂、加重剂、增粘剂、润滑剂、降粘剂、降滤失剂和絮凝剂，均为本领域常见的材料，均可市售 获得；
[0020] 优选地，采用的粘±包括膨润±、海泡石和凹凸棒石中的一种或几种的组合；
[0021] 采用的封堵剂包括渐青、横化渐青、纳米二氧化娃和纳米重晶石中的一种或几种 的组合；
[0022] 采用的加重剂包括重晶石和/或铁矿粉；
[0023] 采用的增粘剂包括高粘聚阳离子纤维素、高粘簇甲基纤维素钢盐、丙締酸盐与丙 締酷胺共聚物和径乙基纤维素中的一种或几种的组合；
[0024] 采用的润滑剂包括塑料小球和/或石墨；
[00巧]采用的降粘剂包括横甲基丹宁、横甲基拷胶、横化苯乙締-马来酸酢共聚物和醋 酸乙締醋-顺下締二酸酢共聚物中的一种或几种的组合；
[0026] 采用的降滤失剂包括簇甲基纤维素钢盐、褐煤碱液、硝基腐植酸钢、铭腐植酸和簇 丙基淀粉中的一种或几种的组合；
[0027] 采用的絮凝剂包括丙締腊共聚物钟盐、丙締酷胺与丙締酸钢共聚物和复合离子型 大分子量聚合物中的一种或几种的组合。
[0028] 本发明提供的上述水基钻井液可W用于抑制页岩气页岩的水化膨胀。
[0029] 在本发明提供的上述水基钻井液抑制剂组合物和水基钻井液中，采用的十二酸山 梨醇醋为Span20,采用的聚氧乙締失水山梨醇硬脂酸醋为Tween60,采用的油酸山梨醇醋 为SpanSO。采用的十二酸山梨醇醋、聚氧乙締失水山梨醇硬脂酸醋和油酸山梨醇醋均分别 为本领域常用的十二酸山梨醇醋、聚氧乙締失水山梨醇硬脂酸醋和油酸山梨醇醋，均可市 售获得。
[0030] 运里需要说明的事，对本发明提供的水基钻井液抑制剂组合物和水基钻井液的制 备方法没有特别的限定，只要按比例将各组分混合均匀即可。
[0031] 本发明的水基钻井液抑制剂组合物对页岩气页岩的水化膨胀、分散具有强抑制作 用，是由于其在页岩孔喉和页岩表面具有强烈吸附作用，能够改变页岩孔喉和页岩表面的 性能，从而对页岩气页岩的水化膨胀和分散具有强抑制作用，降低页岩膨胀率，进而能够防 止井壁巧塌、卡钻和强化井壁稳定性并减少井下复杂事故。
[0032] 本发明的水基钻井液抑制剂组合物是一种页岩气页岩水基钻井液抑制剂组合物， 对页岩气页岩的水化膨胀、分散具有强抑制作用，能够明显降低页岩膨胀率，防止井壁巧 塌、卡钻等，强化井壁稳定性并减少井下复杂情况，是一种性能优良的强抑制剂组合物。
[0033] 本发明的水基钻井液抑制剂组合物是一种页岩气页岩水基钻井液，能够有效抑制 页岩气页岩的水化膨胀、分散，降低页岩膨胀率，进而能够防止井壁巧塌、卡钻和强化井壁 稳定性并减少井下复杂事故。
【具体实施方式】
[0034] 为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技 术方案进行W下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0035] 如无特别说明，使用的各材料均可市售获得，其中，十二酸山梨醇醋（Span20)由 成都格雷西亚化学技术有限公司生产；聚氧乙締失水山梨醇硬脂酸醋（TweenSO)由成都格 雷西亚化学技术有限公司生产，分子量为1311. 68;油酸山梨醇醋（SpanSO)由成都格雷西 亚化学技术有限公司生产。
[0036] 实施例1
[0037] 本实施例提供了一种水基钻井液抑制剂组合物，其是通过W下步骤制备得到的：
[0038] 将3g十二酸山梨醇醋、5g聚氧乙締失水山梨醇硬脂酸醋、Ig油酸山梨醇醋和9Ig 去离子水混合，得到水基钻井液抑制剂组合物。该水基钻井液抑制剂可W直接作为水基钻 井液使用。
[0039] 实施例2
[0040] 本实施例提供了一种水基钻井液抑制剂组合物，其是通过W下步骤制备得到的： 阳OW 将3g十二酸山梨醇醋、2g聚氧乙締失水山梨醇硬脂酸醋、Ig油酸山梨醇醋和94g 去离子水混合，得到水基钻井液抑制剂组合物。该水基钻井液抑制剂可W直接作为水基钻 井液使用。 阳O创实施例3
[0043] 本实施例提供了一种水基钻井液抑制剂组合物，其是通过W下步骤制备得到的：
[0044] 将2. 5g十二酸山梨醇醋、3g聚氧乙締失水山梨醇硬脂酸醋、Ig油酸山梨醇醋和 93. 5g去离子水混合，得到水基钻井液抑制剂组合物。