本发明属于钻井
技术领域：
，涉及一种适用于致密油藏的水基钻井液及其制备方法和应用。
背景技术：
：低渗透致密油藏在我国油气资源中的比例不断扩大，分布广泛，但致密油藏油气资源开采难度大，开发好这类油气资源对我国石油工业的持续稳定发展具有十分重要的意义。在油气井钻探过程中，低渗透致密储层的损害普遍存在，有时甚至非常严重，极大地制约了致密油藏的勘探开发生产。在致密储层钻探作业中，钻完井液是首先进入地层接触储层的入井流体，是储层保护工作最重要的一环，因此钻完井液质量的好坏与能否成功勘探、高效开发低渗致密储层息息相关。致密油藏钻井液需要具有更加良好的抑制性和封堵性，能够更好、更有效的防止钻井液中的固相侵入储层造成储层伤害，从而能够更好、更加高效的开发低渗致密油藏。因此，针对致密储层提供一种可保护储层，并且具有良好抗温性、润滑性、抑制性的钻井液是本领域亟待解决的问题。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于致密油藏的水基钻井液及其制备方法，该水基钻井液具有良好的流变性、抑制性和润滑性，能够达到储层保护效果；本发明的目的还在于提供该水基钻井液在致密油藏油气资源开采中的应用，现场配置简单，能够较好地适用于致密油藏资源的开采。本发明的目的通过以下技术方案得以实现：一方面，本发明提供一种适用于致密油藏的水基钻井液，以重量份计，该水基钻井液包括：上述的水基钻井液中，所述原料组分均可以通过市售获得。降滤失剂与封堵剂丰富了粒径梯度，从而协同作用使得钻井液滤失量降低；泥饼改善剂协同作用于泥饼，提高了产品的物理封堵作用的同时兼顾钻井液体系的流变性控制，可在很大程度上提高易破碎地层的胶结能力和抗压性，具有提高泥饼质量、协助降低hthp滤失量、辅助降低摩阻的作用。抑制剂为聚胺类化合物，由于分子链中引入了多胺，因而赋予它更好的页岩抑制性，它的作用机理是通过氢键吸附镶嵌在粘土晶层间，压缩粘土层间距，含羟基的醇链覆盖在泥岩表面，形成保护膜，从多方面入手解决泥页岩地层的水化作问题，起到稳定井壁的作用。无荧光耐高温防塌在压差作用下会发生弹性变形，以适应不同形状和尺寸的孔喉，对较宽尺寸的孔喉产生良好封堵作用，能有效降低钻井液向地层滤失，是配制钻井液优良的防塌剂和油层保护剂。膨润土是水基钻井液的重要配浆材料，能够增加黏度和切力，提高井眼净化能力，防止井漏。碳酸钠能够通过离子交换和沉淀作用使得钙黏土变为钠黏土，提高造浆率，改善黏土水化分散性能。氢氧化钾主要用于调节钻井液ph值。润滑剂能够润滑钻头，提高钻速。大分子包被剂能够改善钻井液的携岩能力，提高井眼清洁能力。提切剂能够改善钻井液流变性，有利于井壁稳定以及提高携岩能力。加重剂能够调节钻井液密度，适应地层压力。上述的水基钻井液中，优选地，所述降滤失剂可以包括降滤失剂js-2(中国石油集团钻井工程技术研究院生产)和/或多支化树脂(大庆钻探钻井工程技术研究院生产)等，但不限于此。上述的水基钻井液中，优选地，所述降滤失剂为降滤失剂js-2和多支化树脂的混合物；其中，降滤失剂js-2与多支化树脂的质量比为1:1。上述的水基钻井液中，优选地，所述抑制剂可以包括聚合醇(大庆钻探钻井工程技术研究院生产)和/或抑制剂zj-1(中国石油集团钻井工程技术研究院生产)等，但不限于此；该抑制剂zj-1的主要成分为小分子聚胺类化合物。上述的水基钻井液中，优选地，所述抑制剂为聚合醇和抑制剂zj-1的混合物；其中，聚合醇和抑制剂zj-1的质量比为2：(0.5-2)。上述的水基钻井液中，优选地，所述泥饼改善剂可以包括泥饼改善剂nbg-1(中国石油集团钻井工程技术研究院生产)和/或泥饼改善剂nbg-2(中国石油集团钻井工程技术研究院生产)等，但不限于此；其中，泥饼改善剂nbg-1的主要成分为改性的大分子多元共聚物；泥饼改善剂nbg-2的主要成分为聚丙烯酸乳液所组成的沥青胶团化合物。上述的水基钻井液中，优选地，泥饼改善剂nbg-1与泥饼改善剂nbg-2的质量比为1:2。上述的水基钻井液中，优选地，所述无荧光耐高温防塌剂可以包括防塌剂yla(中国石油集团钻井工程技术研究院生产)等，但不限于此，该防塌剂yla的主要成分为乳化石蜡。上述的水基钻井液中，优选地，所述封堵剂可以包括纳米封堵剂nf-1(中国石油集团钻井工程技术研究院生产)和/或超微碳酸钙等，但不限于此；该纳米封堵剂nf-1的主要是由烷基磺酸盐、烷基酯、交联剂等聚合成的多元聚合物微球。上述的水基钻井液中，优选地，所述封堵剂为纳米封堵剂nf-1和超微碳酸钙的混合物；其中，纳米封堵剂nf-1与超微碳酸钙的质量比为1:2。上述的水基钻井液中，优选地，所述纳米封堵剂nf-1的粒径为20-80nm；所述超微碳酸钙的细度为1000-2000目。上述的水基钻井液中，优选地，所述润滑剂可以包括消泡润滑剂(中国石油集团钻井工程技术研究院生产)等，但不限于此。该消泡润滑剂的主要成分为脂类、石墨和聚合醇等。上述的水基钻井液中，优选地，所述包被剂可以包括包被剂plus(大庆钻探钻井工程技术研究院生产)等，但不限于此。上述的水基钻井液中，优选地，所述提切剂可以包括提切剂xc(大庆钻探钻井工程技术研究院生产)等，但不限于此。该提切剂xc的主要成分为生物聚合物。上述的水基钻井液中，优选地，所述加重剂可以包括重晶石等，但不限于此。另一方面，本发明还提供上述水基钻井液的制备方法，其包括以下步骤：步骤一，按比例将膨润土和碳酸钠加入到水中，搅拌20-60min，使其充分搅拌均匀，再预水化16-24h；步骤二，再向步骤一得到的混合液中依次按比例加入氢氧化钾、降滤失剂、抑制剂、泥饼改善剂、无荧光耐高温防塌剂、封堵剂、润滑剂、包被剂和提切剂，同时观察每种处理剂的溶解或分散情况，当前一种处理剂分散或溶解均匀后再加入下种处理剂，直至全部加完；步骤三，根据制备的钻井液密度要求，可选择性的向步骤二所得到的混合液中加入加重剂，搅拌20-40min，使其混合均匀，密度达到钻井要求，得到水基钻井液；上述的制备方法中，优选地，各原料的加入是在搅拌下进行的，搅拌速度为10000-12000r/min。再一方面，本发明还提供上述水基钻井液在致密油藏油气资源开采中的应用。本发明提供的适用于致密油藏的水基钻井液具有良好的流变性、抑制性和润滑性，以达到储层保护效果，还具有成分简单，现场配置简单等优点，适用于致密油藏资源的开采。本发明所提供的适用于致密油藏的水基钻井液具有以下优点：(1)可以有效抑制地层泥页岩剥落，稳定井壁；(2)能够有效改善泥饼质量，形成薄而韧的泥饼，同时能有效降低滤失量；(3)加快钻速，缩短钻井周期，减少油层浸泡时间，有利于保护油层。具体实施方式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。实施例1本实施例提供一种适用于致密油藏的水基钻井液，以重量份计，该水基钻井液包括400g的淡水，12g的怀安膨润土，0.24g的碳酸钠，0.4g的氢氧化钾，8g的降滤失剂js-2，8g的多支化树脂，8g的聚合醇，8g的抑制剂zj-1，8g的泥饼改善剂nbg-2，4g的泥饼改善剂nbg-1，4g的防塌剂yla，4g的纳米封堵剂nf-1，20g的消泡润滑剂，8g的超细碳酸钙，2g的大分子包被剂plus，0.8g的提切剂xc，并通过添加加重剂重晶石使密度加重至1.5g/cm3。本实施的适用于致密油藏的水基钻井液是通过以下步骤制备得到的：步骤一，按比例将怀安膨润土和碳酸钠加入到淡水中，搅拌30min，使其充分搅拌均匀，再预水化24h；步骤二，在11000r/min的高速搅拌下，再向步骤一得到的混合液中依次按比例加入氢氧化钾、降滤失剂js-2、多支化树脂、聚合醇、抑制剂zj-1、泥饼改善剂nbg-2、泥饼改善剂nbg-1、防塌剂yla、纳米封堵剂、润滑剂、大分子包被剂plus和提切剂xc，同时观察每种处理剂的溶解或分散情况，当前一种处理剂分散或溶解均匀后再加入下种处理剂，直至全部加完；步骤三，向步骤二所得到的混合液中加入重晶石粉，搅拌20min，使其混合均匀，使其密度达到1.5g/cm3，得到适用于致密油藏的水基钻井液。对比例1本对比例提供一种适用于致密油藏的钻井液，其含有淡水400g、怀安膨润土12g、碳酸钠0.24g、氢氧化钾0.4g、铵盐4g、降滤失剂js-2和多支化树脂各8g、抑制剂聚合醇8g、抑制剂ap-1(中国石油集团钻井工程技术研究院生产)2g、磺化沥青8g、润滑剂20g、超细碳酸钙8g、大分子包被剂plus2g、提切剂xc0.8g，并将密度加重至1.5g/cm3。该水基钻井液是通过以下步骤制备得到的：步骤一，将怀安膨润土和一部分碳酸钠加入到淡水中，搅拌30min，再预水化处理24h；步骤二，在11000r/min的高速搅拌下，向步骤一得到的混合液中，依次加入氢氧化钾、铵盐、降滤失剂js-2和多支化树脂、抑制剂聚合醇、抑制剂ap-1、磺化沥青、润滑剂、超细碳酸钙、大分子包被剂plus、提切剂xc，同时观察每种处理剂的溶剂或分散情况，当一种处理剂充分溶剂或者分散后，再加入下一种处理剂，直至全部加完。步骤三，向步骤二得到的混合液中加入重晶石粉，以10000～12000r/min的速度搅拌20min，使其密度达到1.5g/cm3。对上述实施例1和对比例1进行以下对比实验(1)流变性、api滤失量、高温高压滤失量的测定根据《gb/t16783.1-2006石油天然气工业钻井液现场测试第1部分：水基钻井液》中的测定方法，评价实施例1和对比例1的钻井液在100℃老化前后的流变性和api滤失量，以及100℃、3.5mpa下的高温高压滤失量。其中测定的参数包括av(表观粘度)、pv(塑性粘度)、yp(动切力)、flapi(api滤失量)、flhthp(高温高压滤失量)，测定结果见表1。表1各测试对象流变性能和滤失量参数数据表由表1实验数据表明：两个配方在同等条件下，滤失量均可以控制在合理的范围之内，实施例1的配方不论是在滚动老化16h还是滚动老化80h后的流变性能都比对比例1具有更好的稳定性能。(2)抑制性将350ml测试对象高速搅拌20min，密封4h养护；通过滚动分散实验，评价实施例1和对比例1的钻井液抑制性。实验所用灰质泥岩为青山口组，所用粉砂岩为泉头组。测试结果如表2。通过膨胀率实验评价实施例1和对比例1的膨胀能力，所用岩屑为泉头组粉砂岩。测试结果如表3。表2不同钻井液抑制性能测试结果(岩屑滚动回收率实验)由表2岩屑回收率实验数据表明：两个配方对灰质泥岩(青山口组)的岩屑滚动回收率都有很好的抑制能力，而实施例1的配方在抑制性方面具有更好的表现，能看出抑制能力在多种抑制剂的协同作用下得到了发挥。表3钻井液膨胀能力评价实验数据及结果(泉头组粉砂岩)序号实验条件膨胀率(％)对比例1室温，20h6.62实施例1室温，20h3.98由表3膨胀率实验数据表明：实施例1的钻井液配方在抑制地层膨胀性方面有着更出色的表现，膨胀率比对比例1要低40％。(3)封堵性使用过20-40和40-70目筛岩屑制备的砂床进行的封堵实验。实验结果见表4。表4钻井液封堵能力评价实验数据及结果(砂床封堵实验)由表4封堵能力评价实验数据表明：实施例1的钻井液配方渗透深度小于对比例1，其有着更出色的封堵能力。(4)抗污染实验在实施例1和对比例1的钻井液配方中加入一定量的粉砂岩屑(100目)，通过观察体系的流变性变化，评价两种配方的抗污染性能。评价结果如表5。表5钻井液抗污染能力评价实验数据及结果(粉砂岩屑100目污染实验)由表5实验数据表明：两个配方抗污染能力相当，在超过20％钻屑污染的情况下，两种钻井液体系流变性能变化比较大，故在钻井过程中严格控制钻井液固相含量，尤其是低密度劣质固相。实施例2本实施例将实施例1提供的适用于致密油藏的钻井液在大庆油田树25-扶平2井的现场应用实验。树25-扶平2井是属大庆油田采油十厂的一口水平井，目的层f17，设计井深2780m(实际完钻井深：2847m)，造斜点1354m。为解决大庆油田青山口组造斜段在钻进、短起下、通井等过程中易发生掉块垮塌现象，通过前期室内的评价实验结果，选用四种防塌封堵材料(nbg-1\nbg-2\yla\纳米封堵剂nf-1)在树25-扶平2井进行现场应用试验。本井从青山口组地层开始使用四种防塌封堵类处理剂，分别是nbg-1(25kg/袋)、nbg-2(50kg/桶)、yla液体防塌剂(180kg/桶)和(50kg/桶)。通过现场使用，这四种处理剂对青山口组页岩的剥落有明显抑制作用，形成的泥饼薄而致密，能充分满足井壁稳定要求。同时nbg-2和yla因是沥青和乳化石蜡类处理剂，兼具润滑作用，在水平段钻进过程中，对润滑减阻方面也发挥着积极作用。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12