[发明专利]用于活性泥页岩钻井的钻井液

说明书

技术领域

本发明涉及油田钻井技术领域，特别涉及一种钻井液，是一种用于强水敏活性粘土地层、易水化分散膨胀性泥页岩地层、天然裂缝易坍塌地层和水平井眼的钻探的钻井液。

背景技术

在钻遇高水敏性活性泥岩、软泥岩、黏泥岩及膨胀性层理裂缝性泥页岩时，这类地层极易水化膨胀坍塌而导致井壁失稳、钻井效率低下。活性泥页岩水化分散极易引起钻井液中粘土含量上升、微米、亚微米固相颗粒增多，导致泥饼虚厚、钻井液黏切升高、振动筛跑浆、流变性能恶化，同时黏性泥岩钻屑对钻头表面具有很强的黏附性能，一定程度上增强了钻屑与钻头表面的粘合力造成钻头泥包，增加扭矩和压持效应，降低钻头的切削深度和破岩效率。总之，活性泥页岩粘土矿物的水化分散将是直接导致井眼缩径、井壁垮塌、钻头泥包、起下钻不畅、卡钻等井下复杂事故的发生。

抑制泥页岩水化分散一直是水敏性地层钻井高度重视的问题，目前，国内外研究学者为解决活性泥页岩安全快速钻进作了大量的研究工作，除油基钻井液外，水基强抑制钻井液体系大多为KCL/PHPA(部分水解聚丙烯酰胺)、多元醇(聚乙二醇、聚丙醇、聚醚醇、MEG等)、阳离子聚合物、正电胶、硅酸盐等，虽然在井壁稳定、钻进速度上有所提高，但是总体来讲，钻进成本过高，还存在着抑制性不够、流变性调控及环保方面的问题。

钻井速度是影响油气勘探与开发效益的关健因素，提高钻井速可以大幅度降低钻井成本，加快勘探开发进程。因此，开发出一套能够抑制活性泥页岩水化、岩屑分散、防止钻头泥包，提高机械钻速的钻井液技术，对于为活性泥页岩安全、快速、高效钻井具有极为重要的意义。

发明内容

本发明的目的是：提供一种用于活性泥页岩钻井的钻井液，抑制活性泥页岩水化分散、清洁钻头、防塌效果好、破岩效率高的钻井液体系配制方法。该钻井体系以聚丙烯酰胺包被抑制剂、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，可解决强造浆活性泥岩钻井出现的钻井液黏切升高、流变性能恶化，能有效防止泥岩井壁失稳、钻屑分散、钻头泥包、泥岩黏附和聚结。

本发明采用的技术方案是：用于活性泥页岩钻井的钻井液，其特点在于：各组分重量百分比为：

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                  4～7％；

聚合醇                  1～3％；

聚胺抑制剂              0.5～1％；

防泥包快钻剂            0.5～1％；

其余为水，各组分百分比之和为百分之百。

为了适应地层压力，用于活性泥页岩钻井的钻井液组分中有重晶石，重晶石的重量百分比为0～45％，重晶石粒径在6～75um之间。

其中：包被抑制剂为部分水解聚丙烯酰胺(PHPA)，水解聚丙烯酰胺(PHPA)水解度为30％～70％，分子量为300～600万之间。

流型调节剂是低粘聚阴离子纤维素、低粘羧甲基纤维素或淀粉中的一种或两种。粘度标准参照石油天然气行业标准SY5093-92，即2％水溶液粘度小于200mPa·S为低粘，2％水溶液粘度大于1500mPa·S为高粘，(25℃，Emila粘度计)。

抗高温聚合物降滤失剂可以采用磺酸盐共聚物降滤失剂，磺酸盐共聚物降滤失剂是由丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰氧丁基磺酸(AOBS)、环氧氯丙烷共同反应生成的聚合物，其分子结构中含-CH₃、-NH₂、-COOH、-SO₃H。所述的抗高温聚合物降滤失剂也可以采用山东得顺源石油科技有限公司生产的磺酸盐共聚物降滤失剂DSP-2。

聚合醇是包括乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、丙三醇与环氧乙烷和环氧丙烷生成的脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧丙烯醚，浊点为70～90℃。所述的聚合醇也可以采用河南金马石油科技有限责任公司生产的聚合醇防塌剂JMS-II。