[发明专利]一种高密度低固相钻井液

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气领域，具体地涉及一种高密度低固相钻井液。

背景技术

随着国内外石油工业的发展和对石油需求的不断增长，石油勘探开发范围越来越广，在钻遇强水敏储层时，地层黏土水化膨胀、分散、运移易造成储层孔道堵塞等水敏性伤害，造成储层渗透率下降，因而在强水敏储层钻进时，必须采用具有强抑制性钻井液。目前常用的钻井液主要有油基钻井液、氯化钾盐水钻井液、氯化钠盐水钻井液、有机盐钻井液等，油基钻井液具有成本高，对地层及环境污染等问题，如果使用普通的盐水基钻井液，体系中盐主要为钠盐、钾盐等一价盐类，抑制性弱于钙离子等二价盐类，在高密度情况下钻井液中还需要加入大量重晶石等惰性材料，容易造成储层孔喉封堵，对储层造成不可逆伤害。

发明内容

本发明的目的是提供一种高密度低固相钻井液，该钻井液具有强抑制性、固相含量低、抗盐污染能力强、储层保护效果好特点，适用于强水敏地层储层保护钻井。

本发明通过如下技术方案实现：

一种高密度低固相钻井液，包括1-2％的膨润土、1-3％的淀粉类降滤失剂、1-3％的纤维素类降滤失剂、1-3％的植物胶、1-3％缓蚀剂、1-2％氧化镁、0.1-0.5％除氧剂、1-5％的细目钙、50-65％的氯化钙、40-140％的溴化钙，以上各组分的含量以水的质量计，

所述淀粉类降滤失剂为烯丙基淀粉、羟乙基淀粉、羟丙基淀粉、羧甲基淀粉、双醛淀粉、丙烯酰胺淀粉中的至少一种；

所述纤维素类降滤失剂为羟乙基纤维素、甲基纤维素、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素中的至少一种；

所述植物胶为田菁胶、瓜尔胶、胡麻胶、香豆胶中的至少一种；

所述缓蚀剂为咪唑啉、琉基苯并噻唑、苯并三唑中的至少一种；

所述除氧剂为亚硫酸钠。

所述的高密度低固相钻井液的制备方法，包括以下步骤：

(1)向水中加入膨润土，搅拌均匀形成混合物A；

(2)向步骤(1)所得的混合物A加入所述淀粉类降滤失剂、纤维素类降滤失剂、植物胶，搅拌均匀形成混合物B；

(3)向步骤(2)所得混合物B中加入所述缓蚀剂，搅拌均匀形成混合物C；

(4)向步骤(3)所得混合物C中加入所述氧化镁、细目钙，搅拌均匀形成混合物D；

(5)向步骤(4)所得混合物D中加入所述除氧剂、氯化钙、溴化钙，搅拌均匀，制得所述高密度低固相钻井液。

所述步骤(1)中是在8000-12000r/min的转速下，边搅拌边加入所述的膨润土，搅拌10-30min，所述步骤(2)中，搅拌30-45min；所述步骤(3)中搅拌10-20min；所述步骤(4)中搅拌10-20min；所述步骤(5)中搅拌30-45min。

本发明的有益效果为:

1.该高密度低固相钻井液具有良好的抑制性，盐水钻井液体系抑制性随着阳离子价态升高而增强，该钻井液中加入大量的氯化钙、溴化钙二价盐，大大降低了自由水活度，提高了钻井液抑制性，有利于水敏地层井壁稳定性。

2.该高密度低固相钻井液采用氯化钙、溴化钙作为复合加重盐，相对于常规氯化钙钻井液体系中引入大量溴离子，溴离子较氯离子离子半径更大，吸附能力更弱，更容易游离于钻井液体系中，实现对黏土矿物更强的聚沉能力，提高钻井液抑制性，保证钻井过程井壁稳定。

3.该高密度低固相钻井液中盐含量高，盐水基液密度最高可到1.80g/cm³，体系中无需采用重晶石等惰性材料加重，大大降低了体系固含量，减少对储层孔喉封堵，储层保护效果好。

4.该高密度低固相钻井液采用氧化镁作为pH调节剂，氧化镁一方面可以提高pH值，一方面可与细目钙配合，实现对储层孔喉的屏蔽暂堵，达到保护储层效果。

5.该高密度低固相钻井液通过加入除氧剂，提高体系处理剂抗温性，抗温可达125℃，解决了高密度低固相盐水钻井液抗温难题。

6.该高密度低固相钻井液含有大量钙离子，常规钻井液用降滤失剂在高含钙情况下失效，单一使用淀粉类降滤失剂、纤维素类降滤失剂或植物胶也无法达到控制滤失量目的。本发明使用淀粉类降滤失剂、纤维素类降滤失剂、植物胶三元协同作用，首先三类降滤失剂结构中都含有丰富的羟基，可与钙离子形成弱络合作用，形成空间网状结构，降低自由水活度，有效降低在井下高压下钻井液滤液向地层渗透趋势，此外利用淀粉类降滤失剂的弱水溶封堵效果，配合纤维素类降滤失剂与植物胶对钻井液液相粘度提升，三元协同达到控制滤失量效果。

具体实施方式