[发明专利]低腐蚀低固相强抑制钻井液及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油气田钻井作业中的钻井液配方及制备方法，是一种适合水平井钻进特别是长水平段复杂岩性非均质地层钻进的低腐蚀低固相强抑制钻井液及制备方法。

背景技术

随着长水平井钻井技术在全世界范围大量应用，储层特有的地质因素比如：碳质泥岩及煤层极为发育，泥页岩水化程度高、易垮塌；储层非均质性造成轨迹调整频繁，加之地层复杂原因导致井下清洁难度加大，水平段钻进超过1000米扭矩过高（超过30KN.m），这给安全钻进造成了极大地威胁。

为了解决上述问题，近年来在实际钻进过程中建立了一整套针对解决长水平段防塌问题的甲酸盐加重钻井液体系成。例如，中国专利号“200810232642.9”公开了一种强抑制性双钾离子—聚合物钻井液，公开日为2009年05月13日，包括下述重量百分比的物质：A.作为无机抑制剂的无机钾盐7%-9%；B.作为有机抑制剂的有机钾盐0.5%-0.6%；C.提粘剂0.3%-0.5%；D.降滤失剂0.3%-0.5%；E.碱度控制剂0.3%-0.5%；F.防腐剂0.03%-0.1%；G.消泡剂0.1%-0.2%；H.加重剂1%-8%；余量是水。

但是在生产实践过程中，甲酸盐的使用在富氧钻井过程中带来了新的问题：一、钻具腐蚀问题，从现场随钻腐蚀环和钻具的腐蚀状况来看，使用甲酸盐加重后钻具腐蚀问题较为尖锐，为克服腐蚀问题防腐产品投入远超出预算，致使综合生产成本提高了20%以上。二、加重能力不够，根据室内岩心伤害试验研究，甲酸钠加量超过20%将对储层造成较为严重的伤害，因此现场钻井液中甲酸钠含量不能超过20%，而20%甲酸钠溶液密度为1.12g/cm³，单独采用甲酸盐加重并不能满足现场生产需要，还需用石灰石等惰性固相加重材料作为辅助加重剂。三、防塌抑制性不强，当钻遇泥岩和碳质泥岩后，甲酸钠作为一种加重剂仅能从力学方面来平衡地层压力和稳定井壁，不能通过增强钻井液抑制性和通过力学与化学耦合作用提高井壁稳定性，因此甲酸盐液相加重不能满足现场需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有水平井钻井技术中使用的钻井液存在的上述问题，提供一种低腐蚀低固相强抑制钻井液及制备方法，本发明具备良好液相加重能力实现低固相兼具强抑制性的特点，同时具备的低腐蚀特点又能解决当前的钻具腐蚀问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低腐蚀低固相强抑制钻井液，其特征在于，包括下述质量百分比的物质：

无机可溶性加重剂10～20%；

提粘剂0.1～0.3%；

降滤失剂0.5～1.0%；

碱度控制剂0.1～0.3%；

除氧剂0.5～0.8%；

缓蚀剂0.1～0.2%；

防腐剂0.03～0.05%；

余量为水。

所述的无机可溶性加重剂由作为加重剂的硫酸钠、作为除氧剂和加重剂的亚硫酸钠、作为抑制剂和加重剂的硫酸钾按照组成，组份的质量配比关系为28：1：11。

本发明还包括润滑剂1.0～2.0%，所述润滑剂为聚氧乙烯蓖麻油。

所述的提粘剂为生物聚合物XC和羟乙基纤维素按2﹕1质量配比成的混合物。

所述降滤失剂为羧甲基淀粉或羟丙基淀粉中的一种或按任一配比的两种。

所述碱度控制剂为氢氧化钠。

所述除氧剂为二乙基羟胺。

所述缓蚀剂为咪唑啉及其衍生物，衍生物可以为1,3-二甲基-2-咪唑啉酮，2-烷氨基-3-芳基咪唑啉酮和2-芳氨基-3-氨基咪唑啉酮。

所述防腐剂为医用福尔马林溶液。

一种低腐蚀低固相强抑制钻井液及制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

    a、按照配比，在水中分别加入降滤失剂和提粘剂，充分搅拌混合均匀；

b、再加入无机可溶性加重剂，搅拌使其充分溶解；

c、再分别加入防腐剂、除氧剂和缓蚀剂，搅拌使其溶解；

d、用碱度调节剂将pH值调节至9～10.5。

所述pH值调节后，根据实际需要加入润滑剂。

所述a—d步骤，是在常温常压下进行。

采用本发明的优点在于： 

一、本发明中，选用无机可溶性盐作为钻井液液相加重剂，缓解了以往有机盐加重钻井液后带来的钻具腐蚀问题和惰性固相加重后高固相高摩阻问题，引入亚硫酸钠组分中含有还原基团的酸根阴离子，可以除掉钻井液中部分溶解氧，进一步降低钻井液对钻具的腐蚀性，引入硫酸钾，通过钾离子对粘土矿物的晶格固定作用，达到稳定井壁和防塌的目的。