一种用于页岩油气藏勘探开发的钻井液的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钻井液，特别涉及一种用于页岩油气藏勘探开发的钻井液。
【背景技术】
[0002]页岩气的勘探开发在国外，特别是美国，已形成商业开采规模，美国在页岩气开发方面走在了世界前列，已进入页岩气开发的快速发展阶段。国外常用的钻井液体系主要是油基钻井液、强抑制胺基钻井液、有机或无机盐钻井液等。尽管不同地区页岩层之间存在差异，但油基钻井液具有广泛的适用性，能够应用到大部分的页岩油气藏开发中。它具许多优势，比如:优异的页岩稳定性、润滑性和抗污染能力，但是其基油所带来的环境问题和成本问题还是导致人们寻找水基钻井液来作为替代品。水基钻井液以水为连续相，相对于油基钻井液，它提闻了环保性能。
[0003]国内在用于页岩油气藏的水基钻井液研究方面做了大量的工作。如，陈蓓等在《适用于硬脆性泥页岩地层的水基钻井液技术研究》中提出了一种针对硬脆性泥页岩使用硅酸盐钻井液体系，使用PLUS做为包被剂、JLX作为润湿剂、中粘CMC和DFD-140作为体系的主要降滤失剂(见《西部探矿工程》，2009，7)。刘晓栋等在《活性泥页岩快速钻井钻井液技术》中提出一种适宜于活性泥页岩钻井的快速钻井液，以聚胺抑制剂和防泥包快钻剂为主要处理剂，其抑制性能和润滑性能接近于油基钻井液(见《石油钻采工艺》，2011，33 (2))。公开号102250595A的专利公开了用于活性泥页岩钻井的钻井液，其各组份重量比为:膨润土2?6%、包被抑制剂0.2?0.5 %、流型调节剂0.2?1.0 %、抗高温聚合物降滤失剂0.2?0.5%、氯化钾Γ 7%、聚合醇f 3%、聚胺抑制剂0.5?1.0%、防泥包快钻剂0.5?1.0%,水45?85%。公开号102226076A的专利公开了了一种强抑制性防塌低伤害钻井液，包括如下重量百分比的组分:硅酸盐:2%?5% ;小阳离子抑制剂:0.5%?1.0% ;水解聚丙烯酰胺:0.3%?0.8% ;提粘切剂0.3%?0.5% ;降失水剂:1%?3% ;重晶石:0?6% ;甲醛:
0.05?0.1% ;余量是水。但这些技术的缺点或不足是:①页岩油气藏地层中微裂缝较易发育，在遇水侵入后，很容易发生井壁垮塌。上述技术没有针对页岩油气藏勘探开发的井壁稳定问题展开研究工作，封堵性不强；②没有针对页岩油气藏勘探开发中采用的长水平段钻井润滑问题以及硅酸盐钻井液体系不能长时间提供优良润滑性的问题展开研究，体系润滑性没有提高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服上述技术的不足，提供一种能有效封堵泥页岩地层，提高钻井液抑制性，提高井壁稳定性，润滑性能良好，且减小水平井钻井中的摩阻的用于页岩油气藏勘探开发的钻井液。
[0005]本发明的技术方案是:
一种用于页岩油气藏勘探开发的钻井液是在水的基础上按照重量百分比含有:膨润土4?6%、硅酸钾2?5%、包被抑制剂0.2?0.5%、流型调节剂0.2?1.5%、降滤失剂4?6%、页岩防塌剂2?3%、封堵剂2?3%、滤饼表面改性剂0.5?1%、润滑剂2?4%和烧碱。
[0006]上述方案中，所述烧碱的用量满足调整钻井液的PH值> 10。
[0007]所述包被抑制剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钾、天然高分子强包被剂IND30中的一种或几种。
[0008]所述的流型调节剂为聚阴离子纤维素、水解聚丙烯腈铵盐、黄原胶中的一种或几种。
[0009]所述的降滤失剂为腐植酸类降滤失剂、低粘羧甲基纤维素、磺化酚醛树脂中的一种或几种。
[0010]所述的页岩防塌剂为磺化浙青、天然浙青粉、阳离子乳化浙青、胶体浙青、改性浙青中的一种或几种。
[0011]所述的封堵剂为2(Tl00纳米的二氧化硅粉体、1000目?1500目碳酸钙粉体中的一种或两种。
[0012]所述的滤饼表面改性剂为疏水性淀粉、疏水性丙烯酸接枝共聚物中的一种或两种。
[0013]所述的润滑剂为二烷基二硫代磷酸锌、极压润滑剂中的一种或两种。
[0014]所述的疏水性淀粉平均粒径为1(Γ50微米，接触角> 110°。
[0015]本发明具有如下优点:
①本发明利用纳米二氧化硅做为页岩封堵剂，可深入岩石微裂缝和孔隙之中，提高封堵效果，抑制页岩水化，防止页岩坍塌。同时，纳米二氧化硅可同疏水性淀粉一起在滤饼表面形成一层疏水膜，增加滤饼的不渗透性，减少水对页岩的侵入。
[0016]②本发明中疏水性淀粉做为滤饼表面改性剂(聚合物)，在形成滤饼的过程中，能在滤饼表面形成疏水型膜，提高滤饼致密性。同时，疏水性淀粉价格便宜，适于做为钻井液添加剂大规模应用。
[0017]③本发明采用二烷基二硫代磷酸锌做为润滑剂，可在钻具表面形成一层保护膜，增加润滑剂的同时，也提高了钻具的防腐蚀效果。同时，二烷基二硫代磷酸锌在硅酸盐钻井液体系中作用发挥的最好，适合在该体系中做为润滑剂。
[0018]④本发明针对页岩油气藏地层具有封堵性好、抑制性强、润滑性好、高温性能稳定特点，适合页岩油气藏的勘探开发。
【具体实施方式】
[0019]实施例一:
一种用于页岩油气藏勘探开发的钻井液，在水的基础上加入不同添加剂的重量百分比:膨润土 4%、硅酸钾2%、聚丙烯酰胺0.2%,0.1 %聚阴离子纤维素及0.1%黄原胶、2%腐植酸类降滤失剂及2%磺化酚醛树脂、磺化浙青2%、20纳米二氧化硅2%、疏水性淀粉
0.5%、二烷基二硫代磷酸锌2%、烧碱0.4%0配制完成后，测定性能为:密度1.06g/cm3，粘度 42s，API 滤失量 2.8ml，PH 值 10。
[0020]实施例二:
一种用于页岩油气藏勘探开发的钻井液，在水的基础上加入不同添加剂的重量百分比为:膨润土 6%、硅酸钾5%、聚丙烯酰胺0.5%、1%聚阴离子纤维素及0.5%黄原胶、3%腐植酸类降滤失剂及3%磺化酚醛树脂、磺化浙青3%、100纳米二氧化硅3%、疏水性淀粉I %、二烷基二硫代磷酸锌4 %、烧碱0.6 %。配制完成后，测定性能为:密度1.06g/cm3，粘度47s，API 滤失量 2.0ml，PH 值 11。
[0021]实施例三:
一种用于页岩油气藏勘探开发的钻井液，在水的基础上加入不同添加剂的重量百分比为:膨润土 5%、硅酸钾3%、聚丙烯酰胺0.3%,0.5 %聚阴离子纤维素及0.2%黄原胶、3%腐植酸类降滤失剂及2%磺化酚醛树脂、磺化浙青2%、20纳米二氧化硅2.5%、疏水性淀粉
0.5%、二烷基二硫代磷酸锌3%、烧碱0.5%。配制完成后，测定性能为:密度1.06g/cm3，粘度 44s, API 滤失量 2.6ml, PH 值 10.5。
[0022]实施例四:
一种用于页岩油气藏勘探开发的钻井液，在水的基础上加入不同添加剂的重量百分比为:膨润土 4%、硅酸钾2%、0.2%聚丙烯酰胺及0.2%钻井液用天然高分子强包被剂IND30、0.2 %聚阴离子纤维素及0.1%黄原胶、2%腐植酸类降滤失剂及3%磺化酚醛树脂、2%磺化浙青及1%改性浙青、40纳米二氧化硅2%、疏水性淀粉0.8%、2%二烷基二硫代磷酸锌及2%极压润滑剂(东营大用石油助剂厂生产)、烧碱0.5%。配制完成后，测定性能为:密度
1.06g/cm3，粘度 43s, API 滤失量 2.4ml, PH 值 10.5。
[0023]实施例五:
一种用于页岩油气藏勘探开发的钻井液，在水的基础上加入不同添加剂的重量百分比为:膨润土 4%、硅酸钾2%、0.2%聚丙烯酰胺及0.2%钻井液用天然高分子强包被剂IND30、0.2 %聚阴离子纤维素及0.1%黄原胶、2%腐植酸类降滤失剂及3%磺化酚醛树脂、2%磺化浙青及1%改性浙青、1500目碳酸钙2%、疏水性丙烯酸接枝共聚物1%、2%二烷基二硫代磷酸锌及2%极压润滑剂(东营大用石油助剂厂生产)、烧碱0.5%。配制完成后，测定性能为:密度 1.06g/cm3，粘度 44s，API 滤失量 2.5ml, PH 值 10.5。
【主权项】
1.一种用于页岩油气藏勘探开发的钻井液，其特征是在水的基础上按照重量百分比含有:膨润土 4?6%、硅酸钾2?5%、包被抑制剂0.2?0.5%、流型调节剂0.2?1.5%、降滤失剂6%、页岩防塌剂2?3%、封堵剂2?3%、滤饼表面改性剂0.5?1%、润滑剂2?4%和烧碱。
2.根据权利要求1所述的用于页岩油气藏勘探开发的钻井液，其特征是:所述烧碱的用量满足调整钻井液的PH值> 10。
3.根据权利要求1或2所述的用于页岩油气藏勘探开发的钻井液，其特征是:所述包被抑制剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钾、天然高分子强包被剂IND30中的一种或几种；所述的流型调节剂为聚阴离子纤维素、水解聚丙烯腈铵盐、黄原胶中的一种或几种；所述的降滤失剂为腐植酸类降滤失剂、低粘羧甲基纤维素、磺化酚醛树脂中的一种或几种；所述的页岩防塌剂为磺化浙青、天然浙青粉、阳离子乳化浙青、胶体浙青、改性浙青中的一种或几种；所述的封堵剂为2(Tl00纳米的二氧化硅粉体、1000目"1500目碳酸钙粉体中的一种或两种；所述的滤饼表面改性剂为疏水性淀粉、疏水性丙烯酸接枝共聚物中的一种或两种；所述的润滑剂为二烷基二硫代磷酸锌、极压润滑剂中的一种或两种。
4.根据权利要求3所述的用于页岩油气藏勘探开发的钻井液，其特征是:所述的疏水性淀粉平均粒径为10?50微米，接触角> 110°。
【专利摘要】本发明提供一种用于页岩油气藏勘探开发的钻井液，其在水的基础上按照重量百分比含有：膨润土4~6％、硅酸钾2~5％、包被抑制剂0.2~0.5％、流型调节剂0.2~1.5％、降滤失剂4~6％、页岩防塌剂2~3％、封堵剂2~3％、滤饼表面改性剂0.5~1％、润滑剂2~4％、PH值调节剂0.4~0.6％。该钻井液针对页岩油气藏地层具有封堵性好、抑制性强、润滑性好、高温性能稳定特点，适合页岩油气藏的勘探开发。
【IPC分类】C09K8-22
【公开号】CN104610941
【申请号】CN201310540113
【发明人】刘振东, 乔军, 李公让, 周守菊, 成冠琪
【申请人】中国石油化工集团公司, 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2013年11月5日