[发明专利]通过控制水基钻井液润湿性增强页岩井壁稳定性的方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种通过控制水基钻井液润湿性增强页岩井壁稳定性的方法，属于 页岩气水平井钻井技术领域。

背景技术

我国页岩气水平井大多集中在储层厚度较大、脆性强、分布十分稳定的海相页岩 地层中。在泥页岩水平井钻进过程中，主要会面临水化膨胀和裂缝扩展导致的井壁失 稳问题。例如，如果采用水基钻井液钻进，由于页岩亲水性强，容易导致吸水膨胀而 造成井壁失稳问题。对此，油基钻井液是一种较好的解决方案，但由此带来的环境问 题和成本问题却无可避免。

专利201510077222.8公开了一种油基钻井液参数的设计方法，其按照先后顺序 包括以下步骤：通过试验测试地层岩石的物理性质和结构性质；根据地层岩石的物理 性质和结构性质，建立典型矿物、地层岩石的孔隙结构、油基钻井液参数对地层岩石 与油基钻井液系统润湿性的综合表征模型，并绘制油基钻井液参数与润湿性之间的关 系图；建立地层岩石与油基钻井液系统在润湿性条件下的井壁稳定力学模型，并绘制 油基钻井液参数与井壁稳定之间的关系图；根据油基钻井液参数与井壁稳定之间的关 系图，确定油基钻井液参数。该专利是通过地层岩石的物理性质和结构性质，确定对 油基钻井液润湿性参数的要求，主要针对油基钻井液，但未提出如何改变钻井液润湿 性的方法。

专利201310548607.9公开了一种用于高温高盐环境的油基泥浆冲洗液及其制备 方法，该油基泥浆冲洗液以100重量份计，包括如下组分：无机盐CaCl₂35-40份， 离子型表面活性剂AES2.5-3.5份，非离子型表面活性剂2.5-3.89份，余量为清水； 所述非离子型表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂中的C12EO4与 C12EO23按重量比2:3-3:2的混合物；将上述各组分混合，在搅拌下加热至80℃，混 合均匀，然后自然冷却至室温，得到油基泥浆冲洗液。该专利是提供一种用于清洗井 壁油污和胶凝钻井液，以改善固井二界面亲水性能的方法。

专利201010274110.9公开了一种用于钻井液的润湿反转表面活性剂，该润湿反 转表面活性剂按重量百分比计由以下成分制成：十二烷基三甲基溴化铵10％，重油 15％，脂肪酸20％，水55％。该专利是使岩层由亲水性的反转为亲油憎水岩层，达 到增油阻水的目的。

专利201310597224.0公开了一种在岩芯表面具有较高接触角的助排剂及其制备 方法，是为提高助排剂的返排能力而设计的。本助排剂由阳离子表面活性剂、助溶剂、 氟碳类表面活性剂和水以4∶1∶1-1.5∶93.5-94的质量比复配而成，可降低由于外来 流体滞留对储层造成的伤害，该专利中的阳离子表面活性剂为入十二烷基三甲基氯化 铵。该专利的目的是为了减轻对储层的伤害程度。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种通过控制水基钻井液润 湿性增强页岩井壁稳定性的方法，能够通过控制水基钻井液润湿性增强页岩井壁的稳 定性。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

一种通过控制水基钻井液润湿性增强页岩井壁稳定性的方法，其是在水基钻井液 中添加复配的阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂；

以100mL水基钻井液计，其中，阳离子表面活性剂的添加量为0.18-0.22克，阴 离子表面活性剂的添加量为0.08-0.42克；

所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠。

上述的方法中，优选的，所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

上述的方法中，优选的，该方法是在水基钻井液中添加复配的阳离子表面活性剂 和阴离子表面活性剂；

所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；

以100mL水基钻井液计，其中，阳离子表面活性剂的添加量为0.18-0.22克，十 二烷基苯磺酸钠的添加量为0.08-0.12克。

上述的方法中，优选的，该方法是在水基钻井液中添加复配的阳离子表面活性剂 和阴离子表面活性剂；

所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠；

以100mL水基钻井液计，其中，阳离子表面活性剂的添加量为0.18-0.22克，十 二烷基硫酸钠的添加量为0.38-0.42克。