[发明专利]适用于大位移井、水平井的弱凝胶无固相水基钻井液

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于大位移井、水平井的弱凝胶无固相水基钻井液，属石油钻井工程技术领域。

背景技术

随着世界石油资源需求日益加剧和已探明石油地质储量的不断开采，需要有足够的后备储量才能保证石油工业的长期可持续发展，中、浅地层的油气资源己经基本被完全开发。随着钻井新技术的发展，大位移井、水平井、多支测钻井尤其是小眼井深井的钻井需求越来越高。

但是，大位移井、水平井的施工难度和对钻井液体系的要求要远远超过垂井和定向井，适用于大位移井、水平井的钻井液体系主要具有以下5个特点：

1、流变性：在大位移、水平井中，由于非常低的压降不能为清除储层损害提供足够的动力，井底极易形成岩屑床，只凭钻井液的冲刷很难将岩屑床去掉，极易发生卡钻等复杂事故，因此水平井、大位移井的钻井液体系应具有更好的低剪切速率粘度以及剪切稀释特性以保证钻井液的携砂能力；

2、抗温性：常规的聚合物钻井液体系抗温能力普遍较弱，120℃以上基本失效，在垂深为3000m的井底，钻井液基本失去流变性能，因此大位移井、水平井中的钻井液体系相比垂井、定向井需要更高的抗温能力；

3、强抑制性：体系应具有良好的抑制性，有效抑制地层中粘土的分散，降低钻井液中的固相含量，提高井壁的稳定性；

4、润滑性：降低摩擦阻力，确保钻井液的润滑性能，防止定向过程中出现拖压现象，提高机械钻速；

5、易降解性：常规钻井液体系中存在的固相微粒无法降解，不但会使体系性能变差，更会对地层形成伤害，而无固相钻井液中不含重晶石等固相颗粒，其它的化学成分均易降解，因此，无固相钻井液体系相比含常规钻井液，更有利于保护油气层，提高油气产量。

综上所述，大位移井、水平井的钻井液体系应具有良好的流变性能、抗温能力、较强的抑制性和润滑性和降解能力，这对于保护油气层、减少储层的伤害和安全稳定钻井有着重要的影响。但是目前的钻井液不能有效满足上述要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低剪切速率下粘度高、抗温性好且具有较强抑制性和润滑性的适用于大位移井、水平井的弱凝胶无固相水基钻井液。

为此，本发明的技术方案如下：

一种适用于大位移井、水平井的弱凝胶无固相水基钻井液，由包被剂、流型调节剂、降滤失剂、抑制剂、润滑剂、pH调节剂、缓蚀剂、盐类和淡水制成，所述流型调节剂为由羟乙基纤维素、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素、黄原胶、羟丙基瓜尔胶、无机蛇纹石棉纤维、脂肪酸甲酯、十水四硼酸钠、亚硫酸钠和水制备而成的有机-无机复合型弱凝胶流型调节剂，制备该弱凝胶无固相水基钻井液的各组分的重量百分比为：

其中，所述包被剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钾中的一种或二者以任意比的组合。

所述降滤失剂为低黏PAC(低粘聚阴离子纤维素)、改性淀粉、羧甲基纤维素钠、水解聚丙烯腈中的一种或其中任意几种以任意比的组合。

所述抑制剂为醚乙二醇聚胺类。

所述润滑剂为煤油、白油、聚氧乙烯硬脂酸酯、十二烷基苯磺酸三乙醇胺、磺化妥尔油、原油中的一种或其中任意几种以任意比的组合。

所述pH调节剂为氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠中的一种。

所述缓蚀剂为三聚磷酸钠、三乙烯二胺类缓蚀剂和苯并三氮唑中的一种。

所述盐为氯化钾或甲酸盐。

本发明与现有的技术相比具有如下有益效果：

1、本发明的钻井液解决了常规钻井液在低剪切速率下粘度低的问题，该钻井液在静止或低剪切速率下具有较高的粘度，能够悬浮岩屑，在高剪切速率下具有良好的稀释特性，是一种高效的弱凝胶钻井液体系。

2、本发明的钻井液具有较强的抑制性和润滑性，在钻进时能够抑制泥页岩的分散，其良好的润滑性在钻遇水平段时能有效提高钻井效率。

3、本发明的钻井液处理剂均为易降解产物，能够保护储层，增加油气产量。

4、体系抗温性好，该体系配方抗温达到140℃以上，很好地解决了无固相水基钻井液抗温能力弱的缺点。

具体实施方式

本发明的钻井液中所使用的流型调节剂为有机-无机复合型弱凝胶流型调节剂，通过半干捏合、交联、纤维剥离等一系列生产工艺结合而成，具有很好的流变特性。实验证明，该调节剂与钻井液中的其它组分配伍后能够发挥其最大功效。该调节剂是自主研发产品，其由按重量份计的下列组分制备而成：

上述弱凝胶流型调节剂的制备方法包括以下步骤：

(1)按配比将所述十水四硼酸钠溶于所述水中，制得十水四硼酸钠水溶液；