[发明专利]一种抗高温高矿化度高密度水基钻井液及其应用

说明书

本发明涉及钻井技术领域，公开了一种抗高温降滤失剂及其制备方法和水基钻井液及其应用，所述抗高温降滤失剂由一种单体组合物共聚而成，所述单体组合物含有二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、N,N‑二甲基丙烯酰胺和对甲基苯乙烯。本发明还提供了含有本发明所述的抗高温降滤失剂的水基钻井液，将含有本发明所述的抗高温降滤失剂的水基钻井液应用于深层高温(220℃)高矿化度(饱和盐、含1.0％CaCl₂)条件下的钻探中时，能够表现出较好的抑制、流变及降滤失性能。

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，具体地涉及一种抗高温降滤失剂及其制备方法和水基钻井液及其应用。

背景技术

石油天然气作为一种战略资源，对一个国家的经济安全和稳定发展有着重要影响。随着我国石油天然气需求的快速增加和浅层油气资源的日趋枯竭，我国经济与工业增长对外石油依存度不断提高，严峻的能源形势，迫切需要新的可接替油气资源。根据第二次全国油气资源评价结果，我国石油资源总量为940亿吨，常规天然气资源量为38万亿m³，剩余油气资源主要分布在深层。我国深部储层普遍深度超过5000m，目前最深近9000m，井底温度180～260℃，且大多地区存在大段盐膏层。目前，大庆、南海、吉林、新疆、塔里木、大港等油田都在实施超深井钻井。抗超高温高密度高矿化度(饱和NaCl、CaCl₂≥1％)钻井液是深部盐膏地层钻探成功的关键，但现有高密度高矿化度钻井液难以满足高密度、大段盐膏层条件下抗超高温要求，钻井工程中面临一系列因钻井液高温失效导致的井壁坍塌、卡钻及井喷等重大技术难题。深层钻探时，钻井液高温失效导致携岩与悬浮加重材料困难，难以有效支撑井壁，易引发井塌、卡钻、井喷等重大安全事故，甚至导致井眼报废。目前使用水基钻井液钻含盐膏层超高温井，主要采用加大化学处理剂用量来维持钻井液性能，不但成本高、处理剂消耗量大、处理频繁，而且钻井复杂事故多、钻速慢、钻井周期长、生产安全和公众安全风险大，严重影响钻井质量、速度和效益，甚致影响地质目的实现。

因此，对抗高温高矿化度高密度水基钻井液研究具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有高密度高矿化度水基钻井液存在的上述缺陷，提供了一种抗高温降滤失剂及其制备方法和水基钻井液及其应用。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种抗高温降滤失剂，所述抗高温降滤失剂由一种单体组合物共聚而成，所述单体组合物含有二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和对甲基苯乙烯。

第二方面，本发明提供了上述抗高温降滤失剂的制备方法，该方法包括：在作为溶剂的水、表面活性剂和引发剂的存在下，将二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺和对甲基苯乙烯进行聚合反应。

第三方面，本发明提供了一种水基钻井液，该水基钻井液含有本发明所述的抗高温降滤失剂、磺甲基酚醛树脂、磺化褐煤树脂、磺化沥青、氯化钾、石墨、膨润土和水。

第四方面，本发明提供了本发明所述的水基钻井液在深部盐膏地层钻井中的应用。

在本发明所述的水基钻井液中，通过引入抗高温降滤失剂、磺甲基酚醛树脂、磺化褐煤树脂，使得本发明所述的水基钻井液适用于深部盐膏地层钻探，能够表现出较好的抑制、流变及降滤失性能。