[发明专利]一种高温硬胶可循环泡沫钻井液及其制备方法

说明书

本发明公开一种高温硬胶可循环泡沫钻井液及其制备方法。以低分子量抗高温稳泡剂0.2~0.8份、泡膜密度减轻剂1~2份和高温润湿剂0.1~0.2份在清水中预先配制成抗高温硬胶基液，再将抗温钠膨润土0~3份、碱性调节剂0~0.1份、高温发泡剂0.3~0.5份、抗高温抗盐降滤失剂0.1~0.5份和抗高温树脂降滤失剂1~3份混合均匀边搅拌边加入抗高温基液中，用低速强力搅拌器搅拌5~7h而成。本发明固相含量低、膜结构强；高温环境下稳泡效果优良，提高微泡沫钻井液后完井液可循环次数和高温高压下的堵漏效果，使可循环微泡沫钻完井液安全高效应用于中高温低压易漏油气资源、地热井或盐膏层等的开采，满足深井超深井钻进需求。

技术领域

本发明涉及钻井工程防漏堵漏技术领域，具体涉及一种抗高温、膜结构强、可在地面和井筒内循环使用的泡沫钻井液及其制备方法。

背景技术

泡沫钻井液是应对低压、恶性漏失地层的低密度关键钻井液技术，具有防漏堵漏强、低滤失、储层伤害较低、携岩能力强等特点。主要发展有充气泡沫钻井液技术和可循环泡沫钻井液技术。

充气泡沫钻井液不能在井内循环使用，经井口专门的设备发泡后进入井内，泡沫流体返出井口后经过物理除气或化学消泡将液、气、固分离，再向回收基液中添加起泡剂或特殊的处理剂重新充气发泡再进入下一个循环，因此泡沫流体在井内时间短，对泡沫寿命要求比较低。中国专利(CN 104449640A)公布了一种低固相耐高温泡沫钻井液及其制备方法。由以下重量份组成：100份水、0.1～3.0份液膜增强剂、0.1～5.0份抗温土、0.1～3.0份发泡剂、0.1～4.0份稳泡剂以及0.1～5.0份页岩抑制剂组成，室温泡沫半衰期≥4150s；230℃半衰期≥9分钟。该发明克服了现有泡沫钻井液耐温性能差的缺点，但泡沫稳定性较差，半衰期短，抗温土固相达到5％，只能基本满足2000m左右温度达230℃的地热井，或对泡沫钻井液耐温要求高，而寿命要求低的低压储层。

可循环泡沫钻井液不需要在井场附加特殊设备，就可以降低钻井液密度，如同水基钻井液在井内和钻具间循环使用，因此对泡沫稳定性要求较高。3000m～5000m左右的井，泡沫钻井液正常循环一周需要2.3～6h，考虑正常起下钻工序，半衰期要求不低于20h，且温度越高，井底越深，压力越大，对泡沫半衰期指标要求越高。而泡沫的半衰期越大，循环使用的周期也越长，越有利于降低钻井液成本消耗。

中国专利(CN 104046342B)公布了一种可循环使用的抗高温无固相微泡沫钻井液或完井液，按重量份组成：抗高温增粘剂0.5～1份、抗高温发泡剂0.5～1份、抗高温保护剂0.2～0.3份、抗高温降滤失剂2～3份、抗高温流型调节剂0.6～1份、纯碱0.2～0.3份、水100份，200℃泡沫体系半衰期＞8h；密度为0.66～0.91g/cm³；中压滤失量为5～9mL。该发明具有较好的稳定性以及良好的抗高温能力，但200℃时8h的泡沫半衰期在现场基本上仅够维持1～3次正常循环，微泡沫高温状态下的膜强度仍然较差，不能实现真正意义上的多次可循环。

中国专利(CN 107794009A)公布了一种抗高温微泡沫钻井液及其制备方法，原料按重量份数配比如下：膨润土10～15份、磺酸盐10～15份、高粘羧甲基纤维素5～10份、纳米氧化铝1～5份、聚季铵盐1～5份、高温抑制剂1～5份、纳米氯化钛0.5～1份、高温降粘剂0.5～1份、抗氧剂0.1～0.5份、发泡剂0.1～0.5份、水100～130份。该钻井液能抗200℃，能够用于高温地层的钻探。公布的实施例中，微泡沫钻井液高温180℃后半衰期15h，密度0.53～0.62g/cm³，无200℃数据，但其半衰期应＜15h，且该专利膨润土含量过高，其中的大量的亚微米粒子极易堵塞油气孔道，其中的发泡剂十二烷基硫酸钠热滚抗温≤190℃，200℃完全失效，而干粉150℃环境下加热2h完全失去发泡能力，必然导致高温下起泡能力大幅降低。

发明内容