一种钻进页岩用抗温盐水基钻井液的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于页岩气开发钻进页岩的抗温盐水基钻井液，能够维持井壁稳定，抗盐抗温。其技术方案是制备该钻井液所用原料的组分及其含量为，质量单位为克：自来水900?1000；钻井液用膨润土40?80；Na2CO3 2?4；NaCl 180?200；钻井液用页岩抑制剂FT103 20?30；钻井液用增粘降滤失剂SRLS?Z3 10?20；钻井液用抗盐抗高温高压降滤失剂RSTF?532 3?5；钻井液用润滑防塌剂RS?1 10?25；降滤失剂KJAN 2?4；抗温抗盐极压润滑剂HEP?1 10?15；用质量百分浓度40％的NaOH溶液调整体系pH为9，用钻井液用加重剂重晶石加重体系密度至1.30g/cm3，制得本钻进页岩用抗温盐水基钻井液。本钻井液体系对环境污染小，有良好的流变性、低荧光、抑制封堵能力强，用于页岩钻井。
【专利说明】
一种钻进页岩用抗温盐水基钻井液
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于页岩气开发钻进页岩的抗温盐水基钻井液，能够维持井壁稳 定，抗盐抗温，特别适合于微裂缝发育的页岩长水平井段的深部地层的钻进。
【背景技术】
[0002] 随着页岩气开发在国内的兴起，成功钻进页岩气井成为目前重要问题之一。页岩 气的开发是解决目前国内油气资源紧张，实现油气增储上产，保障国家能源安全的重中之 重。以往页岩地层是作为非储层进行研究，但随着页岩气的勘探开发进入工业开采实质性 阶段，页岩地层作为主力储层进行开发，页岩地层水敏较弱，坍塌机理也有所偏颇，在钻进 页岩地层时经常会导致在进行长水平井钻井时出现滤液侵入，井壁发生周期性坍塌;钻遇 裂缝若不及时封堵，则会出现井壁垮塌等现象。这种以往只会在大段泥膏岩直井段中偶然 出现的状况，却在页岩气钻井过程中成为不可避免的情况，加之是水平井，因此其复杂性更 高。因此钻井液的抑制性及稳定性等性能对于成功钻进是十分重要的。
[0003] 目前国内页岩气水平井钻井过程中主要采用油基钻井液，但油基钻井液高成本、 高污染是其自然缺陷，水基钻井液代替其钻进页岩地层是必然，目前在这方面已经取得很 多进展。相比油基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，维护处理工作量大;④润滑防卡能力不足。 因此，研制一种能适用于页岩地层的新型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。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是:为了克服目前使用水基钻井液钻进深层页岩地层时井壁失稳以 及抗盐侵、抗温的稳定性等问题，抑制页岩水化分散，为此特提供一种盐水基抗温钻井液。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案:一种钻进页岩用抗温盐水基钻井 液，其特征是制备该钻井液所用原料的组分及其含量，其质量单位为克：
[0006] 氣化钠 分了·式NiaCI 180-200 氢奴化钠 禽.?为5-10 诂井液川贞S·抑制剂 代'<JTT103 20-30 $占井液用增粘降滤失剤 代.''j.SRLS-Z3 10-20 钻井液川抗故抗高温高出降滤失剂 代4RST「-532 3-5 钻井液用润滑防塌剂 代WRS-1 10-25 降滤失剂 代号KJAN 2-4
[0007] 碳酸钠 分了·式Na2C03 2-4 抗温抗盐极,!h:润沿剂 代w EP-1 10-15 钻井液用膨润土 蒙脱土 40-80 自笊水 分了式丨·Κ) 900-1000
[0008] 用氢氧化钠加水配成质量百分浓度为40%的碱液，调节体系pH值为8.5;用钻井液 加重剂重晶石加重体系密度至1.30g/cm3。
[0009] 本发明一种钻进页岩用抗温盐水基钻井液的制备方法是：
[0010] 先量取900-1000克的自来水将水温升至65°C，在低速600r/min电动搅拌下加入 40-80克的钻井液用膨润土，搅拌10分钟加入2-4克Na2C03再搅拌30分钟，常温常压下预水化 24h;再在低速500r/min电动搅拌下加入180-200克NaCl搅拌10分钟，加入20-30克钻井液用 页岩抑制剂FT103搅拌10分钟，加入10-20克钻井液用增粘降滤失剂SRLS-Z3搅拌5分钟，加 入3-5克钻井液用抗盐抗高温高压降滤失剂RSTF-532搅拌10分钟，加入10-25克钻井液用润 滑防塌剂RS-1搅拌10分钟，加入2-4克降滤失剂KJAN搅拌5分钟，然后加入10-15克抗温抗盐 极压润滑剂HEP-1搅拌10分钟;最后用NaOH加水配制成质量百分浓度40 %的碱液，调整体系 pH为9,搅拌1小时，用钻井液用加重剂重晶石加重体系密度至1.30g/cm3,制得本钻进页岩 用抗温盐水基钻井液。
[0011] 上述制备方法所用钻井液用膨润土、钻井液用页岩抑制剂FT103、钻井液用增粘降 滤失剂SRLS-Z3、钻井液用抗盐抗高温高压降滤失剂RSTF-532、钻井液用润滑防塌剂RS-1、 降滤失剂KJAN、碳酸钠 Na2C03、氢氧化钠 NaOH、氯化钠 NaCl、抗温抗盐极压润滑剂HEP-1、钻井 液用加重剂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。
[0012] 表1本弹性微球防塌钻井液基本原料明细表
[0013]
[0014]
[0015] 本发明提供的钻进页岩用抗温盐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具有较强的抑制封堵能力;②防止井壁坍塌;③具有抗温抗盐能力;④对 环境污染小，有良好的流变性等。
【具体实施方式】：
[0016] 下面结合具体实例对本发明作进一步的说明
[0017] 实例1: 一种钻进页岩用抗温盐水基钻井液的配制方法。
[0018] 先量取1000克的自来水将水温升至65°C，在低速600r/min电动搅拌下加入80克的 钻井液用膨润土，搅拌10分钟加入4克Na2C〇3再搅拌30分钟，常温常压下预水化24h;再在低 速500r/min电动搅拌下加入180克NaCl搅拌10分钟，加入20克钻井液用页岩抑制剂FT103搅 拌10分钟，加入10克钻井液用增粘降滤失剂SRLS-Z3搅拌5分钟，加入5克钻井液用抗盐抗高 温高压降滤失剂RSTF-532搅拌10分钟，加入10克钻井液用润滑防塌剂RS-1搅拌10分钟，加 入4克降滤失剂KJAN搅拌5分钟，然后加入15克抗温抗盐极压润滑剂HEP-1搅拌10分钟;最后 用NaOH加水配制成质量百分浓度40%的碱液，调整体系pH为9，搅拌1小时，用钻井液用加 重剂重晶石加重体系密度至1.30g/cm3,制得本钻进页岩用抗温盐水基钻井液。
[0019] 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。
[0020] 表2本钻进页岩用抗温盐水基钻井液体系滚动回收率实验结果
[0021]
[0022] 注：1)红层土为四红层土岩肩，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。
[0023] 表3本钻进页岩用抗温盐水基钻井液线性膨胀性实验结果
[0024]
[0025] 注：1)岩芯为钻井液用膨润土(配浆土)压制成型；2)滤液为体系热滚105°C/16h后 压出的滤液;3)表中结果均为2次实验数据均值。
[0026] 由表2、表3该钻进页岩用抗温盐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95%以上，16h线性膨胀率只有22.85%具有较好的抑制水化分散及膨 胀性。
[0027]实例3:采用XGRL-2型滚子加热炉连续热滚，测试该钻进页岩用抗温盐水基钻井液 热稳定性效果。
[0028] 表4本钻进页岩用抗温盐水基钻井液热稳定性评价
[0029]
[0030] 表5本钻进页岩用抗温盐水基钻井液抗温能力评价
[0031]
[0032] 由表4的热稳定性结果可知体系粘、切和滤失量随着滚动时间的增加变化甚微，具 有良好的热稳定性。从表5的抗温能力实验可知该钻进页岩用抗温盐水基钻井液在120Γ条 件下能很好地维持流变性、HTHP失水，可抗温120°C。
【主权项】
1. 一种钻进页岩用抗溫盐水基钻井液，其特征是：制备该钻井液所用原料的组分及含 量为，其质量单位为克： 氯化铺 分?·式NaCI 180-200 氨氧化钢 分f式NaOH 含巧为5-10 钻井液川内巧抑制剂 代巧η ()3 20-30 化井浪W增料降滤失剂 代巧RLS-Z3 ! 0-20 钻井液用抗盐抗高温高化降滤失剂 代-1'_>1^? I F-532 3-5 巧井液用润滑防塌剂 代'补S-1 10-25 降滤失剂 代-明CIAN 2-4 碳酸钢 分Γ式Na义'化 2-4 化骗抗盐核比:润扣剂 代10-15 钻井液用膨润± 蒙脫± 40-80 自来水 分Γ式化〇 9()0-!0()() 用氨氧化钢加水配成质量百分浓度为40 %的碱液，调节体系pH值为9;用钻井液加重剂 重晶石加重体系密度至1.2-1.3g/cm3。2. -种如权利要求1所述钻井液的配制方法，其特征是:先量取900-1000克的自来水将 水溫升至65°C，在低速6(K)r/min电动揽拌下加入40-80克的钻井液用膨润±，揽拌10分钟加 入2-4克化2〇)3再揽拌30分钟，常溫常压下预水化2地;再在低速50化/min电动揽拌下加入 180-200克化C1揽拌10分钟，加入20-30克钻井液用页岩抑制剂FT103揽拌10分钟，加入10- 20克钻井液用增粘降滤失剂SRLS-Z3揽拌5分钟，加入3-5克钻井液用抗盐抗高溫高压降滤 失剂RSTF-532揽拌10分钟，加入10-25克钻井液用润滑防塌剂RS-1揽拌10分钟，加入2-4克 降滤失剂KJAN揽拌5分钟，然后加入10-15克抗溫抗盐极压润滑剂肥P-1揽拌10分钟;最后用 NaOH加水配制成质量百分浓度40 %的碱液，调整体系抑为9，揽拌1小时，用钻井液用加重剂 重晶石加重体系密度至1.30g/cm3，制得本钻进页岩用抗溫盐水基钻井液。
【文档编号】C09K8/24GK105838344SQ201610247841
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】白杨, 石晛, 王平全, 陈婷, 陶鹏, 敬玉娟, 余冰洋, 杨萍, 胡亚琴
【申请人】西南石油大学