本发明涉及钻井开采领域，具体的说，本发明涉及一种水基钻井液及其制备方法。
背景技术：
目前，国内钻井现场在用的水基钻井液配方普遍复杂，添加处理剂繁多，钻井液现场维护往往顾此失彼，加上环保要求的日益严格，钻井液成本难以控制。
针对水基钻井液体系的流变性、润滑性、抑制性、封堵性等性能，结合现场的钻井需求，着眼环保，避免使用可能带来环保压力的处理剂产品，水基钻井液技术正朝着配方简单，性价比高，安全环保的方向发展。
技术实现要素：
本发明的一个目的在于提供一种水基钻井液。本发明的目的是基于配方简单、环保的理念，通过对降滤失剂、包被剂、封堵型润滑剂等环保处理剂的组合优化，制备一种简洁型水基钻井液。
本发明的另一目的在于提供所述的水基钻井液的制备方法。
为达上述目的，一方面，本发明提供了一种水基钻井液，其中，所述水基钻井液的制备原料包括水，以水的重量为100％计，所述制备原料还包括如下重量百分比成分：2.0-4.0％的膨润土、0.5-1.0％的除了低粘聚阴离子纤维素以外的其他聚合物降滤失剂、0.2-0.5％的低粘聚阴离子纤维素、3.0-8.0％的盐类抑制剂、1.0-5.0％的封堵型润滑剂、0.2-0.6％的包被剂、以及适量的加重剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，以水的重量为100％计，所述水基钻井液的制备原料包括如下重量百分比成分：2.0％的膨润土、0.8％的除了低粘聚阴离子纤维素以外的其他聚合物降滤失剂、0.3％的低粘聚阴离子纤维素、3.0-5.0％的盐类抑制剂、2.0-3.0％的封堵型润滑剂、0.3-0.5％的包被剂、以及适量的加重剂。
其中可以理解的是，这里所述的适量的加重剂，其中的适量是本领域技术人员根据实际需要来选择加重剂用量，这种选择是本领域技术人员根据现场情况所熟知的。一般是根据设计需要的水基钻井液的密度来选择加重剂的用量。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述水基钻井液的制备原料还包括将水基钻井液的ph值调节为8-10的ph调节剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述水基钻井液的制备原料还包括将水基钻井液的ph值调节为9-10的ph调节剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述ph调节剂为碱性化合物。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述ph调节剂为碳酸钠、氢氧化钠或氢氧化钾。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述的除了低粘聚阴离子纤维素以外的其他聚合物降滤失剂为聚丙烯酰胺类降滤失剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述聚合物降滤失剂至少包括dr-1，可选的，所述降滤失剂还包括sp-8和/或pmha-2和/或dsp-2。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述低粘聚阴离子纤维素为本领域常规市售的低粘聚阴离子纤维素(pac_lv)。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述低粘聚阴离子纤维素为纯度不小于90％，取代度(平均每个葡萄糖单元中被羧甲基取代氢原子的羟基数目)不小于0.9的低粘聚阴离子纤维素。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述包被剂为阳离子聚丙烯酰胺或两性离子聚合物。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述阳离子聚丙烯酰胺为分子量90-200万的阳离子聚丙烯酰胺。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述阳离子聚丙烯酰胺为分子量100-200万的阳离子聚丙烯酰胺。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述阳离子聚丙烯酰胺为emp。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述两性离子聚合物为fa系列两性离子聚合物。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述两性离子聚合物为fa367或emp。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述的膨润土为钠基膨润土。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述盐类抑制剂为钾盐、镁盐或钠盐中的一种或多种的混合。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述钾盐为氯化钾或甲酸钾。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述镁盐为氯化镁。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述钠盐为氯化钠。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述盐类抑制剂为氯化钾和/或甲酸钾。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述的封堵型润滑剂至少由极压抗磨剂、植物油和表面活性剂混合均匀制得。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述极压抗磨剂为硫型极压抗磨剂、磷型极压抗磨剂、或含氯极压抗磨剂。
硫型极压抗磨剂常见的有硫化烯烃和硫化脂肪酸酯；磷型极压抗磨剂常见的磷酸酯(如磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯)酯等)、亚磷酸酯、二烷基烷基膦酸酯等；含氯极压抗磨剂，常见的有氯代脂肪酸、氯代芳香烃、氯化烷基硫化物等。
譬如所述的氯代芳香烃可以为苯环上的氢被碳原子数为1至10的烷基、以及氯取代基的氯代芳香烃，其中烷基和氯的取代基的总数为2至6个；具体譬如氯代苯、二氯苯(对二氯苯、邻二氯苯、间二氯苯)、甲基氯苯(间氯甲苯、对氯甲苯、间氯甲苯、2,4,6-三甲基氯苯)、乙基氯苯等等。
所述氯代烷基硫化物的烷基可以为碳原子数为1至10的烷基，譬如甲基、乙基、和丙基。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述植物油为棉籽油、菜籽油和蓖麻油中的一种或多种的混合。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述表面活性剂为山梨糖醇酐单油酸酯、山梨糖醇酐单棕榈酸酯和山梨醇酐单月桂酸酯。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述的封堵型润滑剂为mpa。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述加重剂为重晶石、赤铁矿、和铁氧化物中的一种或多种的混合。
根据本发明一些具体实施方案，其中，以水的重量为100％计，所述水基钻井液的制备原料还包括：1.0-3.0％的胺基抑制剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述胺基抑制剂为siat。
本发明添加胺基抑制剂siat可以强化简洁型水基钻井液的抑制性能。
本发明上述各成分均可市售获得。
另一方面，本发明还提供了所述的水基钻井液的制备方法，其中，所述方法包括将膨润土和水混合均匀后，再往膨润土和水的混合溶液中添加降滤失剂和低粘聚阴离子纤维素，然后再顺序添加盐类抑制剂、包被剂、封堵型润滑剂和加重剂；可选的，当所述水基钻井液还包括两性离子聚合物时，其是在加入盐类抑制剂后，加入封堵型润滑剂前加入。
根据本发明一些具体实施方案，其中，先将降滤失剂和低粘聚阴离子纤维素分别配制成水溶液，再添加到膨润土和水的混合溶液中。
根据本发明一些具体实施方案，其中，当所述水基钻井液中含有胺基抑制剂时，所述胺基抑制剂是在加入加重剂前加入。
譬如，所述胺基抑制剂是在加入封堵型润滑剂后、加入加重剂前加入。
综上所述，本发明提供了一种水基钻井液及其制备方法。本发明的钻井液具有如下优点：
通过对降滤失剂、抑制剂、包被剂、封堵型润滑剂等环保处理剂的组合优化，制备出一种简洁型水基钻井液。本发明的简洁型水基钻井液不含任何有环保压力的处理剂，配方简单，钻井液性能稳定，性价比高；本发明的水基钻井液中引入一种新型的封堵型润滑剂mpa，mpa具有优良的润滑性能，能明显改善泥饼质量，具有良好的封堵效果。
本发明的简洁型钻井液体系使用范围广，可应用于环保要求严格且复杂地层的钻井。
附图说明
图1为实施例4两种配方中压失水形成的泥饼表观形貌。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
实验材料：氯化钾，分析纯，汕头西陇化工厂；降滤失剂sp-8，降滤失剂pmha-2，包被剂fa367，新疆油田公司；乳液大分子emp，低粘聚阴离子纤维素pac-lv，山东得顺源石油科技有限公司；抗盐降滤失剂dr-1，胺基抑制剂siat，封堵型润滑剂mpa，中国石油集团钻井工程技术研究院；膨润土，夏子街土。
实施例1：
考察了sp-8、pmha-2、dr-1、pac-lv单独作为降滤失剂的钻井液性能，以及dr-1配合pac_lv、sp-8配合pac_lv用作降滤失剂的钻井液性能，每一种配方均添加了65g的重晶石粉末，钻井液密度为1.12g·cm-3。不同配方钻井液体系性能测试的结果见表1。
表1不同配方钻井液体系性能测试
配方1#：2％膨润土+0.4％naoh+0.8％降滤失剂sp-8+3％kcl+0.3％包被剂fa367+2％润滑剂mpa+重晶石
配方2#：2％膨润土+0.4％naoh+0.5％降滤失剂pmha-2+3％kcl+0.3％包被剂fa367+1％mpa+重晶石
配方3#：2％膨润土+0.4％naoh+0.8％降滤失剂dr-1+3％kcl+0.3％乳液大分子emp+2％mpa+重晶石
配方4#：2％膨润土+0.4％naoh+0.8％％低粘聚阴离子纤维素pac-lv+3％kcl+0.3％包被剂fa367+2％mpa+重晶石
配方5#：2％膨润土+0.4％naoh+0.8％降滤失剂sp-8+0.3％低粘聚阴离子纤维素pac-lv+3％kcl+0.3％包被剂fa367+2％mpa+重晶石
配方6#：2％膨润土+0.4％naoh+0.8％降滤失剂dr-1+0.3％低粘聚阴离子纤维素pac-lv+3％kcl+0.3％乳液大分子emp+2％mpa+重晶石
降滤失剂单独采用dr-1、sp-8或pmha-2时，钻井液体系的降失水得不到有效地控制，而单独采用pac_lv作降滤失剂时，钻井液体系虽具有较好的降滤失性能，但形成的泥饼厚而重，且体系的初/终切较小；降滤失剂dr-1与pac_lv配合使用，基本配方为2％膨润土+0.4％naoh+0.8％dr-1+0.3％pac-lv+3％kcl+0.3％包被剂+2％mpa(根据实际需要加重)的6#简洁型水基钻井液具有适宜的流变性能及良好的降滤失性能等综合性能，形成的api泥饼薄而轻，泥饼表面细腻而有韧性。
实施例2：
简洁型水基钻井液中添加的盐为甲酸钾，并添加胺基抑制剂siat(强化体系的抑制性能)。实验中，为进行性能对比，将该简洁型水基钻井液配方7#中的降滤失剂dr-1换成pmha-2，其他组分不变，钻井液密度为1.12g·cm-3。其性能结果见表2。
表2不同配方钻井液体系性能测试
配方7#：2％膨润土+0.4％naoh+0.8％dr-1+0.3％pac-lv+3％hcook+0.3％emp+2％mpa+1％siat+重晶石
配方8#：2％膨润土+0.4％naoh+0.5％pmha-2+0.3％pac-lv+3％hcook+0.3％emp+2％mpa+1％siat+重晶石
实施例2与实施例1中的简洁型水基钻井液的配方在盐和胺基抑制剂siat上稍有调整，但对钻井液的性能影响小，测试的性能参数重现性好。而将降滤失剂pmha-2取代dr-1，与pac_lv配合使用形成的钻井液体系后，其降滤失性能明显不如简洁型水基钻井液，在100℃下的hthp滤失量高达32.8ml，中压失水形成的泥饼风干后重量达5.52g，明显大于简洁型水基钻井液(配方7#)形成的泥饼重量(2.68g)。
实施例3：
根据简洁型水基钻井液体系2％膨润土+0.4％naoh+0.8％dr-1+0.3％pac-lv+3％kcl+0.3％fa367+2％mpa+重晶石(配方9#)，配制时，清水的量为400ml，各处理剂依次按各自重量百分比添加(以水为基准)，最后，添加156g的重晶石粉末，钻井液密度为1.28g·cm-3。该简洁型水基钻井液的性能测试见表3。
表3简洁型水基钻井液体系的性能测试
实施例4：针对实施例2中的简洁型水基钻井液(配方7#)，对比了未添加mpa的配方(其他添加的处理剂相同)的性能，两种配方钻井液体系性能测试的结果见表4。
表4不同配方钻井液体系性能测试
配方7#：2％膨润土+0.4％naoh+0.8％dr-1+0.3％pac-lv+3％hcook+0.3％emp+2％mpa+1％siat+重晶石
配方10#：2％膨润土+0.4％naoh+0.8％dr-1+0.3％pac-lv+3％hcook+0.3％emp+1％siat+重晶石
与简洁型水基钻井液相比，未添加mpa的钻井液(配方10#)的降滤失性能明显较差，其中压失水形成的泥饼风干后，表面多细小裂纹。而简洁型水基钻井液中因添加了封堵型润滑剂mpa，mpa在水基钻井液中能分散成纳微米乳液，对泥饼的纳/微米孔缝进行有效封堵，改善了泥饼质量(配方7#和配方10#制得的泥饼如图1所示)，形成的泥饼更加致密、细腻，因而，体系中添加mpa能明显降低体系的滤失量。
润滑性能实验测得简洁型水基钻井液(配方7#)的极压润滑系数为0.0766，而未添加mpa的配方10#的极压润滑系数为0.1465，添加了2％mpa的7#配方润滑系数较10#降低了47.7％，结果表明，mpa具有强润滑性，能明显增强优化的水基钻井液体系的润滑效果，起到良好的润滑减阻的作用。
操作本发明进行实验程序，实验员能完成，不详细叙述。