[发明专利]一种海底天然气水合物地层复配型钻井液

说明书

一种海底天然气水合物地层复配型钻井液，涉及天然气水合物开采领域。本发明钻井液包括以下组分：聚乙二醇、氯化钠、乙二醇、低粘度羧甲基纤维素LV‑CMC、聚丙烯酸钾、黄原胶、聚乙烯基己内酰胺、丙二醇苯醚、四正丁基磷酸铵以及配制水，可用于海底天然气水合物储藏钻井使用，具有无固相、耐低温的作用，钻井液中通过加入动力学抑制剂与增效剂复配，具有较强的水合物生成抑制效果，并且钻井液组分对环境危害小，具有高效、环保、原料廉价易得等优点。

技术领域

本发明涉及一种海底天然气水合物地层复配型钻井液，具体涉及天然气水合物开采领域。

背景技术

自然界中的天然气水合物主要分布在大陆边缘的海洋深水区和陆上永冻地区，前者占己发现数量的绝大多数。天然气水合物是很有潜力的替代能源之一，对天然气水合物的研究是当代地球科学和能源工业发展研究的一大热点。海底沉积层蕴藏有大量的天然气水合物，要对赋藏在地下一定深处的天然气水合物进行勘探和开发，钻井是必不可少的重要手段。天然气水合物的相平衡性质决定了此类地层钻井与一般油气地层钻井有很大不同，也导致这类地层钻井面临更加复杂的井内问题，目前天然气水合物钻井液的主要问题有以下几点：

(1)天然气水合物地层中钻进时，由于储层井壁和井底附近地层应力会释放，地层压力降低；以及钻头切削岩石、井底钻具与井壁及岩心的摩擦都会产生大量的热能，使水合物稳定存在的温度压力条件被破坏；从而引发水合物的分解，造成井壁失稳，对钻井作业造成不利影响。

(2)钻井液侵入以及水合物的分解会不同程度导致地层孔隙压力增大，孔隙压力增加使得保持井壁稳定所需钻井液密度也相应增大，这不仅严重影响钻速，而且增加井壁渗透，使井周的孔隙压力增大，从而进一步降低井壁的稳定性，形成恶性循环。

(3)钻井过程中由于进入地层中的钻井液滤液以及地层中水合物分解产生的水，导致地层含水量逐渐增大。当地层含水量过高时，会使水合物地层骨架水化加剧，导致井壁更加不稳。并且，水合物分解还会使地层的渗透性增大，钻井液向井壁渗透产生渗透压力，使地层的坍塌压力提高，破裂压力降低，使井壁更易坍塌与压裂，降低了井壁稳定性。

(4)对于海底天然气水合物储藏，天然气水合物储藏在钻井过程中，水合物的分解使储藏土体中的超静空隙压力迅速升高，从而可能引发海底滑坡或者海底地基失稳，进而可能引起钻孔、钻井平台、海底管道等设施的破坏。

中国专利文献公开号CN103146364B，专利名称为《一种强抑制水基钻井液》，由水100份，聚胺抑制剂0.2-4份，包被抑制剂0.1-1份，水合物抑制剂10-25份，增粘剂0.1-1份，降滤失剂0.5-5份，和液体润滑剂0.5-3份组成。该钻井液可抑制深水浅部地层井壁失稳，可解决深水钻井中水合物的生成问题，可适用于3000m水深的钻井作业中。中国专利文献公开号CN104531106A，专利名称为《一种高效水合物抑制性环保钻井液》，由水、膨润土、季胺盐型双子表面活性剂、无机盐、羧甲基淀粉钠、阳离子聚丙烯酰胺、固体防塌润滑剂GFRH组成，可用于陆地或海洋的油气资源开采，有效抑制水合物的生成，并且钻井液组分对环境危害小，具有高效、环保等优点。中国专利文献公开号CN105018052A，专利名称为《一种低固相低温聚合物钻井液》，包含基础液和处理剂，其中基础液以钠基膨润土与氯化钠溶液进行复配；处理剂为磺化物阳离子交换树脂与多聚糖作为流型调节剂进行复配。该钻井液在低温条件下分解抑制性强、流变性能好、失水量低。上述钻井液对天然气水合物储藏钻井均有一定的效果，但均未考虑使用复配型水合物抑制剂。

要确保天然气水合物地层钻井安全顺利地进行，就必须采取措施对井内温度和压力进行严格控制，利用具有良好低温性能的钻井液尽可能控制并降低水合物的分解程度，以保持井壁稳定和井内安全，因此在上述基础上，本发明提出一种海底天然气水合物地层复配型钻井液。

发明内容