[发明专利]一种全适应改性纳米石墨烯封堵型防塌钻井液制备方法和其应用

说明书

本发明涉及钻井液领域，公开了一种全适应改性纳米石墨烯封堵型防塌钻井液制备方法和其应用。所述的制备方法包括：(1)将纳米石墨烯与混酸进行第一接触，得到混合液；(2)在冰浴锅条件下，将氯酸钾滴加至所述混合液中进行改性处理，得到改性纳米石墨烯；(3)将所述改性纳米石墨烯与水进行第二接触，得到改性纳米石墨烯浆料。该钻井液能够对玄武岩井壁微纳米孔缝实现全面封堵。

技术领域

本发明涉及钻井液领域，具体涉及一种全适应改性纳米石墨烯封堵型防塌钻井液制备方法和其应用。

背景技术

现有的水基钻井液的井壁防塌技术主要有化学抑制和物理封堵两方面。虽然通过加入抑制剂会解决部分地层水化膨胀问题，防止井壁坍塌事故的发生，但传统抑制剂通常有毒不环保，且会改变钻井液体系的密度和流变性，影响钻速。玄武岩为弱水敏性，但富含微裂缝，且岩性硬、脆，受到机械振动等外力作用下易产生结构破坏，井壁失稳机理为力学失稳，要求钻井液有较强的封堵能力，根据“应力笼”理论，提高全井筒的承压能力，从而防止钻进过程发生掉块、井塌等问题的发生。

目前的封堵材料平均粒径大小、形状难以与微纳米裂缝匹配，另一方面，仅凭纳米材料自身平均粒径极小的特点并不能很好封堵水分进入，传统的纳米材料的分散性和稳定性难以满足玄武岩地层的封堵需求。

因此，研究和开发一种防塌剂具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的钻井液对玄武岩发育的微裂缝孔隙的封堵效果差的缺陷问题，提供一种全适应改性纳米石墨烯封堵型防塌钻井液制备方法和其应用，该钻井液能够对玄武岩井壁微纳米孔缝实现全面封堵。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种改性纳米石墨烯浆料防塌剂的制备方法，其中，所述的制备方法包括：

(1)将纳米石墨烯与混酸进行第一接触，得到混合液；

(2)在冰浴锅条件下，将氯酸钾滴加至所述混合液中进行改性处理，得到改性纳米石墨烯；

(3)将所述改性纳米石墨烯与水进行第二接触，得到改性纳米石墨烯浆料。

本发明第二方面提供了一种由前述所述的制备方法制备得到的改性纳米石墨烯浆料防塌剂。

本发明第三方面提供了一种水基钻井液，其中，所述水基钻井液含有前述所述的改性纳米石墨烯浆料防塌剂、微米封堵剂和加重剂。

本发明第四方面提供了一种前述所述的水基钻井液在玄武岩发育的微裂缝孔隙中的应用。

通过上述技术方案，本发明提供的防塌水基钻井液钻进玄武岩时与传统水基钻井液体系相比有以下优点：

(1)封堵能力强。各不同平均粒径颗粒充分配合，即使钻遇玄武岩微纳米裂缝发育的地层中，也不会因钻井液体系中某种平均粒径范围粒子缺失导致封堵不全面的问题出现。

(2)钻井液体系低度环保，环境友好。其中封堵剂与防塌剂无毒，可酸溶，可作为储层保护剂，不影响录井工作的进行。

(3)钻井液悬浮稳定性强，不会出现钻井过程中停泵循环钻井液大量固相沉降堆积的现象。循环时悬浮和携带岩屑能力强。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明第一方面提供了一种改性纳米石墨烯防塌剂的制备方法，其中，所述的制备方法包括：

(1)将纳米石墨烯与混酸进行第一接触，得到混合液；