[发明专利]一种低活度醇基钻井液及其配制方法

说明书

本发明涉及一种低活度醇基钻井液及其配制方法,原料按重量份数含有：小分子多元醇45‑70份，水20‑45份，碳酸钠0.025‑0.125份，烧碱0.05‑0.25份，钠基膨润土0.5‑3.2份，高分子聚合物絮凝剂0.1‑0.5份，降滤失剂2‑5份，封堵剂3‑6份，高温稳定剂0.05‑0.1份，消泡剂0.02‑0.1份，加重材料0‑60份。本发明所述的低活度醇基钻井液既具有较低的活度，又没有盐类物质的加入，钻井液流变性和滤失性能易于调控并且不会对环境产生伤害，是一种环保型钻井液体系。在泥页岩地层钻进时，该钻井液体系较低的活度有利于提高泥页岩地层的膜效率，减少钻井液滤液的侵入，有利于井壁稳定。

技术领域

本发明涉及钻井液领域中的一种低活度醇基钻井液及其配制方法，具体地说，是涉及一种用于稳定井壁的低活度醇基钻井液及其配制方法，可用于泥页岩地层的钻探。

背景技术

近年，随着石油勘探开发向深部和复杂地层发展，深井、超深井和复杂井越来越多，所钻遇的地层越来越复杂，特别是一些页岩油气大位移水平井，由于水平井段长、井眼轨迹复杂等，钻进中地层易发生井漏、垮塌、缩径、严重造浆等问题，导致井下复杂情况增加，资料表明70-90％的井眼问题均与泥页岩的不稳定性有关。泥页岩遇水极易水化膨胀分散，造成井壁的坍塌。因此应该尽量减少钻井液滤液向地层的侵入量，从而保证井壁的稳定。

钻井过程中，由钻井液向页岩驱动水的动力是钻井液与页岩间的水化学势之差，影响它的主要因素是钻井液压力与孔隙压力之差及钻井液水活度与页岩水活度之比。只有存在较高效率的半透膜时，钻井液与页岩的水活度差才能在较长时间内控制水的迁移。研究表明，泥页岩本身可作为一种半透膜，但是一种非理想的半透膜，其膜效率不是100％，可通过加入特种处理剂来提高泥页岩的膜效率。油基钻井液具有较理想的膜效率。目前提高水基钻井液膜效率的手段主要是通过加入无机盐、有机盐降低水活度来实现，从而起到减缓页岩水化膨胀、稳定井壁的目的。但盐的加入通常会对钻井液性能影响较大，不利于流变性和滤失性能的调控，并且过多盐的使用会对生态环境造成影响。

发明内容

本发明的目的是克服上述技术的不足，提供一种不含盐、对环境无害的，具有良好的稳定页岩地层井壁功能的低活度醇基钻井液及其配制方法。

本发明的技术方案包括：

一种低活度醇基钻井液，原料按重量份数含有：小分子多元醇45-70份，水20-45份，碳酸钠0.025-0.125份，烧碱0.05-0.25份，钠基膨润土0.5-3.2份，高分子聚合物絮凝剂0.1-0.5份，降滤失剂2-5份，封堵剂3-6份，高温稳定剂0.05-0.1份，消泡剂0.02-0.1份，加重材料0-60份。

所述的小分子多元醇为乙二醇、丙三醇、1,2-丙二醇、甘露醇、木糖醇、山梨醇中的一种或几种；所述的高分子聚合物絮凝剂为聚丙烯酰胺干粉(PAM)、聚丙烯酸钾(KPAM)、两性离子聚合物包被剂(FA-367)中的一种或几种；所述降滤失剂为羧甲基纤维素钠-低粘降滤失剂、改性淀粉、天然高分子降滤失剂、磺酸盐共聚物降滤失剂、磺甲基酚醛树脂中的一种或几种；所述封堵剂为几种不同粒度的超细碳酸钙混合物和纳米碳酸钙的复配物；所述高温稳定剂为三乙醇胺、二乙醇胺、异噻唑啉酮中的一种或两种；所述消泡剂为甘油聚醚、磷酸三丁酯、硅醚油、甲基硅油中的至少一种；所述加重材料包括重晶石粉、石灰石粉、铁矿粉、方铅矿粉中的一种或几种。

所述封堵剂中超细碳酸钙混合物包含粒度为400目、800目、1500目、2500目、6000目中三到五种。

前述低活度醇基钻井液的配制方法包括：

(1)在水中加入碳酸钠，充分搅拌，然后加入钠基膨润土，充分搅拌，老化20-30h得膨润土基浆；

(2)将小分子多元醇加入配制好的上述膨润土基浆中，充分搅拌；