[发明专利]一种油气勘探钻井废弃水基钻井液调配工艺

说明书

本发明公开了一种油气勘探钻井废弃水基钻井液调配工艺，其包括对废弃水基钻井液进行处理的步骤和改造胶液制备步骤；以质量百分比计，在清水中加入0.5～2%腐殖酸钾KHm、0.2%NaOH、0.2%CaO、0.5～1.0%两性离子聚合物降粘剂CJ5‑1、0.5～1%封堵润滑剂DHD、1～2%磺化酚醛树脂SMP‑1和1～3%KCl，其余为清水；然后将制备好的改造胶液与处理后的废弃水基钻井液按照20～30：80～70进行混合，完成对废弃水基钻井液的调配。采用本工艺方法，使得废弃钻井液具有良好的流变性、较高的润滑性、较好的稳定性，较强的抗温、抗膏盐、抗盐水污染能力，并且易于维护处理。

技术领域

本发明涉及石油天然气钻井技术领域，确切地说涉及一种油气勘探钻井废弃水基钻井液调配工艺。

背景技术

作为石油天然气钻井过程中的血液，钻井液是保证其正常运行不可或缺的，它能起到平衡地层压力、携带和悬浮钻屑、清洗井底、保护井壁、冷却和润滑钻具以及传递动力等作用。为保障这些作用的发挥,钻井液通常需加入各种有机和无机钻井液处理剂，如褐煤、磺化丹宁、羧甲基纤维素、聚丙烯酸钾、部分水解聚丙烯酰胺、两性离子聚合物、磺化酚醛树脂、腐植酸的磺甲基衍生物、磺化或乳化沥青等及油类、碱、表面活性剂、稀释剂等，使其性能优质、稳定，保障钻井作业的正常安全进行，特别是西南油气田常规井探区地质构造复杂，加之所钻井深较深，平均达4500m左右，为确保安全快速钻井，需使用高性能钻井液体系并需其性能优质、稳定，进而通常需加多种不同处理剂进行维护，最终形成的钻井液组分性质复杂，配置成本费用高，一般达每方1000元/m³左右。但在石油与天然气的钻探过程中，将产生大量的废弃钻井液,西南油气田少者1口井200～300m³，多者达1000m³左右，主要是在钻井作业完成后，存留在作业现场的废弃物大多数是废弃的钻井液，由于石油钻井的野外作业特征，施工现场所有的废弃物几乎全部排放积存于废弃钻井液储存坑内或储存罐中，这使得钻井废弃物中的有害成分复杂化，最终形成一种由粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等组成的多相悬浮性的废弃钻井液。

废弃钻井液一般呈碱性，pH值在8.5～12之间，有的可达13以上，外观一般呈粘稠流体或半流体状，具有颗粒细小、级配差不大、粘度大、含水率高(含水率约在80%～90%)、不易脱水等特性，且其自然干结过程缓慢，干结物遇水浸湿后易再度形成废弃钻井液，会对排放点及附近地带的土壤物性产生长期的不良影响。废弃钻井液中的固相含量高，主要为膨润土和有机高分子处理剂、粘土、加重材料、岩屑以及污水流经地面时携带的泥砂及表层土等，固相颗粒粒度一般在0.01μm～0.3μm之间，即95%以上颗粒通过200目筛。

若要重复利用废弃钻井液，为了满足钻井作业的需要，必须对废弃钻井液进行改造，使得改造后的钻井液性能满足以下要求：良好的流变性以满足斜井段甚至水平井段的岩屑携带和井底清洁的需要；较高的润滑性以降低起下钻摩阻，避免井下事故和复杂的发生；较好的稳定性，抗温、抗膏盐、抗盐水污染能力，并且易于维护处理；较强的失水造壁性以稳定井壁，防止由于井壁水敏性造成井壁垮塌，以保证井下安全。

如公开号为CN106477758A，公开日为2017年3月8日的中国专利文献公开了一种页岩气压裂返排液处理回用方法，首先对水基压裂返排液进行一级气浮处理；一级气浮后出水投加阳离子型聚合物后进行二级气浮处理；二级气浮后出水投加碱性物质，充分反应后，经微滤过滤，除去大部分的高价金属离子；再经过中和处理，将pH调至6～9，即得到终产物配水液。经该方法处理后的返排液，COD去除率大于75％，油的去除率大于90％，浊度小于0.1NTU，高价金属离子的去除率大于70％，得到的配水液能够满足配制水基压裂液的要求。

以上述专利文献为代表的现有压裂返排液的回用处理，主要侧重于首先控制压裂返排液中的金属离子达标，然后加入一定比例的降阻剂形成最终注入地下的达标返排液。但是，其仍然没有很好地解决现有废弃钻井液所存在的流变性差、润滑性、稳定性差，抗温、抗膏盐、抗盐水污染能力弱，失水造壁性不够等技术难题。

发明内容