一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液及其配制方法
【专利摘要】本发明涉及一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液及其配制方法。该保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液含有以下重量份的原料：水100；分散剂4-12；甲酸盐5-15；抗高温抗盐复合磺酸盐共聚物2-5；抗高温提切剂0.1-0.5；复合封堵剂5-12；矿粉加重剂120-300；并且，该超微高密度钻完井工作液的密度为1.7-2.3g/cm3。本发明还提供了上述超微高密度钻完井工作液的配制方法。本发明提供的超微高密度钻完井工作液适用于钻探深井超深井高压气藏储层，在1.8-2.3g/cm3的密度条件下，抗温能力能够达到180℃；同时，在完井阶段，具有长时间静止抗高温悬浮稳定能力，满足深井超深井试油完井作业，是一种性能良好的抗高温、抗高压、抗高矿化度的钻完井工作液。
【专利说明】一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液及 其配制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种石油开采用钻完井工作液，尤其涉及一种保护超深致密砂岩气藏 的超微高密度钻完井工作液及其配制方法，属于石油勘探开发【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 在钻井、完井、试油等油井作业过程中，致密砂岩气藏属于特低渗油气藏，固相、滤 液进入发生作用，极易引起储层有效渗透率降低，损害储层，保护致密砂岩气藏的高密度超 微钻完井工作液是其核心技术之一。
[0003] 目前保护致密砂岩气藏钻完井工作液技术普遍采用的高密度饱和盐水磺化体系、 油基钻井液体系、有机盐钻井液体系，由于采用重晶石和铁矿粉加重后固相含量高，高温高 压滤失量控制困难，在钻探油气藏目的层时，污染严重，导致致密砂岩气藏有效渗透率降 低。
【发明内容】
[0004] 为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种保护超深致密砂岩气藏的超微 高密度钻完井工作液及其配制方法。本发明通过往超微矿粉基液中添加一些抗高温处理 齐IJ，从而得到一种具有优良的流变性、较强的抗温和良好的超深致密气藏的储层保护功能 的钻完井工作液。
[0005] 为达到上述目的，本发明提供了一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井 工作液，含有以下重量份的原料： 水100 ;分散剂4-12 ;甲酸盐5-15 ;抗高温抗盐复合磺酸盐共聚物2-5 ;抗高温提切剂 0. 1-0. 5 ;复合封堵剂5-12 ;矿粉加重剂120-300 ;并且，该超微高密度钻完井工作液的密度 为 1. 7-2. 3g/cm3。
[0006] 本发明提供的保护超深高压气藏的超微高密度钻完井工作液是一种高密度水基 超微体系。
[0007] 在本发明提供的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液中，优选地， 所述分散剂为聚丙烯酸钠盐、苯乙烯马莱酸酐共聚物、马莱酸酐醋酸乙烯酯共聚物、聚丙烯 酰胺盐或者聚羧酸盐，且这些分散剂的分子量为2000-10000,抗温能力达180°C。
[0008] 在本发明提供的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液中，优选地， 所述甲酸盐为工业用甲酸钾和甲酸钠，且该甲酸钾或甲酸钠的纯度为97%以上。
[0009] 在本发明提供的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液中，优选地， 所述抗高温抗盐复合磺酸盐共聚物为三元共聚物降滤失剂、磺酸盐共聚物降滤失剂、腈硅 聚合物降滤失剂或其混合物，该三元共聚物降滤失剂抗温能力达到180°C，抗盐、抗钙至饱 和；该磺酸盐共聚物降滤失剂抗温能力达200°C，抗盐、抗钙至饱和；该腈硅聚合物降滤失 剂抗温能力达240°C，抗盐至饱和。
[0010] 在本发明提供的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液中，优选地， 所述抗高温提切剂为生物聚合物黄原胶，该提切剂抗温达160°C。
[0011] 在本发明提供的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液中，优选地， 所述复合封堵剂包括2-4重量份的超细碳酸钙，该超细碳酸钙的粒径为800目；3-4重量份 的磺化浙青，该磺化浙青的软化点为160°C _180°C ;0. 1-0. 5重量份的微硅，该微硅粒径D5Q 为0. 1-0. 5微米。通过上述三种材料复配成的复合封堵剂，在不添加其它封堵材料的情况 下，该超微高密度钻完井工作液可以获得良好的封堵降滤失效果。
[0012] 在本发明提供的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液中，优选地， 所述矿粉加重剂为普通API重晶石、铁矿粉或锰矿，其中API重晶石的密度为4. 20-4. 30g/ cm3以上，纯度在98wt%以上；超微铁矿粉的密度为4. 50-4. 70g/cm3以上，纯度在98wt %以 上；锰矿的密度为4. 7 0-4. 90g/cm3以上，纯度在98wt %以上。
[0013] 本发明利用抗高温分散剂对超微矿粉粉体表面进行改性，使微粒空间位阻效应明 显提高，大幅度地改善和提高了超微粒子的悬浮稳定性和热稳定性，在井下高温条件下，由 于布朗运动和静电斥力的双重作用，克服了微粒聚结趋势，形成分散性良好的胶体微粒体 系，热力学稳定性和动力学稳定性进一步增加，配制的超微高密度钻完井工作液相比常规 水基钻井液能在井壁更快速形成致密滤饼，保护致密砂岩储层，流变性能、高温高压动态滤 失量、滤失造壁性和润滑性有大幅度改善。
[0014] 本发明还提供了上述超微高密度钻完井工作液的配制方法，其包括以下步骤： 按所需密度将1〇〇重量份的水、120-300重量份的矿粉加重剂及4-12重量份的分散剂 混合进入球磨机研磨，研磨至矿粉颗粒粒径分布D5(l达到1-3微米，D9(l达到4-8微米，将研 磨好的混合液作为配制超微高密度钻完井工作液基浆； 于8000-12000转/分的高速搅拌状态下，在上述配制的超微高密度钻完井工作液基浆 中依次加入5-15重量份甲酸盐、2-5重量份抗高温抗盐复合磺酸盐共聚物、0. 1-0. 5重量份 抗高温提切剂、5-12重量份复合封堵剂后得到所述超微高密度钻完井工作液。
[0015] 本发明提供的钻完井工作液是一种能够在超深致密砂岩目的层中使用的高密度 钻完井液，与高密度饱和盐磺化水基钻井液相比，具有与油基钻井液相当的润滑性，较高的 热稳定性，能够保持更合适的流变性，能够克服常规水基饱和盐水高密度磺化钻井液对储 层的伤害，有利于储层的保护。本发明提供的超微高密度钻完井工作液适用于钻进致密砂 岩目的层，抗温能力能够达到180°c，抗盐至饱和，并且，具有优良的长时间高温悬浮稳定 性，钻井液与完井液之间转化、改造便捷，是一种性能良好的抗高温储层保护钻完井工作 液。
【具体实施方式】
[0016] 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 术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0017] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0018] 实例 1 本实施例提供了一种密度为1. 85g/cm3超微高密度钻完井工作液，其是通过以下步骤 制备的： 在烧杯中放入300重量份的自来水，加入455重量份的API重晶石粉和12重量份的分 散剂，三者充分搅拌后倒入研磨机中研磨至混合液粒径分布D50约1-3微米、D90约4-8微 米。
[0019] 按顺序往上述基浆中加入21重量份甲酸钾、6重量份腈硅降滤失剂、4重量份三 元共聚物降滤失剂(两种降滤失剂混合使用效果会更好，有协同增效作用）、〇. 3重量份黄原 胶、16重量份磺化浙青、0. 8重量份微硅、12重量份超细CaC03，在12000转/分的搅拌速度 下高搅30分钟，即得到该超微高密度钻完井工作液。
[0020] 实例 2 本实施例提供了一种密度为2. Og/cm3的超微高密度钻完井工作液，其是通过以下步骤 制备的： 在烧杯中放入300重量份自来水，加入600重量份API重晶石粉和17. 5重量份分散剂， 三者充分搅拌后倒入研磨机中研磨至混合液粒径分布D50约1-3微米、D90约4-8微米。
[0021] 按顺序往上述基浆中加入21重量份甲酸钾、4. 5重量份腈硅降滤失剂、4重量份三 元共聚物降滤失剂(两种降滤失剂混合使用效果会更好，有协同增效作用）、16重量份磺化 浙青、2. 0重量份微硅、12重量份超细CaC03，在12000转/分的搅拌速度下高搅30分钟，即 得到该超微高密度钻完井工作液。
[0022] 实例 3 本实施例提供了一种密度为2. 3g/cm3的超微高密度钻完井工作液，其是通过以下步骤 制备的： 在烧杯中放入300重量份自来水，加入860重量份API重晶石粉和26重量份分散剂， 三者充分搅拌后倒入研磨机中研磨至混合液粒径分布D50约1-3微米、D90约4-8微米。
[0023] 按顺序往上述基浆中加入21重量份甲酸钾、6重量份腈硅降滤失剂、4重量份三元 共聚物降滤失剂(两种降滤失剂混合使用效果会更好，有协同增效作用）、12重量份磺化浙 青、1. 2重量份微硅、12重量份超细CaC03，在12000转/分的搅拌速度下高搅30分钟，即得 到该超微高密度钻完井工作液。
[0024] 实例1-3中列明的各处理剂来源见表1。
[0025] 表1各种添加材料来源
【权利要求】
1. 一种保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液，其特征在于，含有以下重 量份的原料： 水100 ;分散剂4-12 ;甲酸盐5-15 ;抗高温抗盐复合磺酸盐共聚物2-5 ;抗高温提切剂 0. 1-0. 5 ;复合封堵剂5-12 ;矿粉加重剂120-300 ;并且，该超微高密度钻完井工作液的密度 为 1. 7-2. 3g/cm3。
2. 根据权利要求1所述的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液，其特征 在于，所述分散剂为聚丙烯酸钠盐、苯乙烯马莱酸酐共聚物、马莱酸酐醋酸乙烯酯共聚物、 聚丙烯酰胺盐或聚羧酸盐，且这些分散剂的分子量为2000-10000,抗温能力达到180°C。
3. 根据权利要求1所述的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液，其特征 在于，所述甲酸盐为工业用甲酸钾或甲酸钠，该甲酸钾或甲酸钠的纯度为97 wt %以上。
4. 根据权利要求1所述的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液，其特征 在于，所述抗高温抗盐复合磺酸盐共聚物为三元共聚物降滤失剂、磺酸盐共聚物降滤失剂、 腈硅聚合物降滤失剂或其混合物，该三元共聚物降滤失剂抗温能力达到180°C，抗盐、抗钙 至饱和；该磺酸盐共聚物降滤失剂抗温能力达200°C，抗盐、抗钙至饱和；该腈硅聚合物降 滤失剂抗温能力达240°C，抗盐至饱和。
5. 根据权利要求1所述的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液，其特征 在于，所述抗高温提切剂为生物聚合物黄原胶，该生物聚合物黄原胶抗温达160°C。
6. 根据权利要求1所述的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液，其特征 在于，所述复合封堵剂包括2-4重量份的超细碳酸钙、3-4重量份的磺化浙青和0. 1-0. 5重 量份的微硅；该超细碳酸钙的粒度为800目，该磺化浙青的软化点为160°C _180°C，该微硅 的D5Q为0. 1-0. 5微米。
7. 根据权利要求1所述的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液，其特征 在于，所述矿粉加重剂为API重晶石、铁矿粉或锰矿。
8. 权利要求1-7任一项所述的保护超深致密砂岩气藏的超微高密度钻完井工作液的 配制方法，其特征在于，包括以下步骤： 按所需密度将1〇〇重量份的水、120-300重量份的矿粉加重剂及4-12重量份的分散剂 混合进入球磨机研磨，研磨至矿粉颗粒粒径分布D5(l达到1-3微米，D9(l达到4-8微米，将研 磨好的混合液作为配制超微高密度钻完井工作液基浆； 于8000-12000转/分的高速搅拌状态下，在上述配制的超微高密度钻完井工作液基浆 中依次加入5-15重量份甲酸盐、2-5重量份抗高温抗盐复合磺酸盐共聚物、0. 1-0. 5重量份 抗高温提切剂、5-12重量份复合封堵剂后得到所述超微高密度钻完井工作液。
【文档编号】C09K8/12GK104194745SQ201410409327
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】袁尚贤, 叶彬 申请人:巴州大德石油科技有限公司