[发明专利]一种具有化学反渗透功能的钻井液

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有化学反渗透功能的钻井液，属石油钻井的水基钻井液技术领域。

背景技术

众所周知，水进入近井壁泥页岩地层是井壁失稳的主要原因之一，水的进入一方面使得近井壁地层岩石孔隙压力增高，围岩有效应力减小，引起井眼周围岩石应力分布发生严重变化；另一方面，泥页岩岩石吸水后强度降低会产生膨胀压，引起力学性质改变，不利于井壁稳定，从而导致井壁岩石发生失稳垮塌。因此，采用水基钻井液钻井时，首先必须采取一切技术手段阻止水进入地层。一般水进入地层的推动力主要有：静压及动压差、渗透压差及毛细管力。

迄今为止，水基钻井液的成膜护壁防塌的着眼点仍然在井壁泥页岩岩石上，通过在井壁泥页岩石上进行物理封堵形成泥饼以防止井壁因水渗漏而垮塌；或利用井壁岩石表面存在的半透膜，通过膜两相流体间的渗透压差，控制流体中的溶剂介质朝向地层岩石或朝向井筒内的流动方向抵住井壁，以达到阻止或减小井壁泥页岩因吸水发生的不稳定现象，起到防塌或者辅助防塌的作用效果。

但根据国内外研究表明，天然泥页岩的半透膜是非理想膜，这种非理想膜存在的渗漏现象，使得溶剂介质不能完全阻止水透过膜，仍会导致井壁岩石发生失稳垮塌事故。如何最大限度地将泥页岩的非理想膜改善为基本不渗透的理想膜，是长期以来研究井壁稳定问题过程中难以解决的问题，也是钻井液前沿基础性理论研究的重要课题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种采用纳微米封堵剂在泥页岩井壁建立具有较高膜效率的半透膜，利用反渗透剂使钻井液中水活度小于或等于地层泥页岩水活度，使钻井液与泥页岩井壁间产生反向化学渗透压差，阻止钻井液中的水向泥页岩地层渗透和迁移，最终达到稳定井壁、防止坍塌，保护油气储层的目的，且制作方便，使用效果好，产品质量高；能解决现有采用物理封堵办法，半透膜存在渗漏现象致使溶剂介质不能完全阻止水透过膜，仍会发生井壁岩石失稳垮塌事故的具有化学反渗透功能的钻井液。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的

一种具有化学反渗透功能的钻井液，其特征在于，它由下述重量配比的原料制成：

膨润土                  1～5.0份，

氢氧化钠                0.2～0.5份，

聚阴离子纤维素          0.5～1份,

抗温抗盐降滤失剂        3.0～5份，

纳微米乳化封堵剂        2.0～5份，

纳米封堵剂              1.0～3份，

反渗透剂                5～50份，

流型调节剂              0.2～0.5份，

加重材料                20～80份，

水                      100份；

所述的抗温抗盐降滤失剂由磺化酚醛树脂、褐煤树脂、腐植酸钾在常温下混合制得，磺化酚醛树脂︰褐煤树脂︰腐植酸钾的比例为2～3︰1～2︰3～5；

所述的纳微米乳化封堵剂由乳化石蜡、丁苯胶乳、丙烯酸酯乳液在80℃的温度、10000转/分的高速搅拌下混合搅拌20分钟制得；乳化石蜡︰丁苯胶乳︰丙烯酸酯乳液的比例为3～5︰2～4︰5～7；

所述的纳米封堵剂由纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米蒙脱石在常温下混合制得，纳米碳酸钙︰纳米二氧化硅︰纳米蒙脱石的比例为0.5～2︰0.5～1.5︰0.5～1.0；

所述的反渗透剂由甲酸钠、甲酸钾、醋酸钠、聚乙二醇混合后通过105℃温度烘干，磨成100目的粉末制得，甲酸钠︰甲酸钾︰醋酸钠︰聚乙二醇的比例为5～10︰2～5︰10～20︰0.5～1.5；

所述的流型调节剂为生物聚合物黄原胶XC；

所述的加重材料为重晶石、石灰石、铁矿粉中的一种；

所述的水为淡水或海水；

该具有化学反渗透功能的钻井液的制备方法为：将以上各组分按上述排列的顺序，依次投入10000转/分的高速搅拌机中，每投一个组分原料搅拌5分钟，待所有组分原料添加完并全部混合完毕后，在常温常压下再高速搅拌60分钟即可。

所述的一种具有化学反渗透功能的钻井液的原料的最佳重量配比为：

膨润土                 2份；

氢氧化钠               0.2份；

聚阴离子纤维素         0.5份；

抗温抗盐降滤失剂       3份；