專利名稱：一種疏水化暫堵鉆井液的制作方法
技術領域：
本發明設計石油勘探井和生產井在鉆井過程中所使用的一種鉆井液，屬于一種疏 水化的屏蔽暫堵鉆井液技術。
背景技術：
鉆井過程中鉆井液與地層之間形成的正壓差可導致大量的固相顆粒以及外來液 體進入儲層，使地層滲透率降低，油氣井產能下降。試驗研究表明，鉆井過程中固相對儲層 的傷害率可高達90 %，侵入深度可達1. 5m,濾液對儲層的傷害率可達40 %，傷害半徑可達 4. 0m，這種傷害僅靠射孔是難以解除的。所謂的屏蔽暫堵技術是設計防止濾液和固相顆粒 侵入的無傷害鉆井液的關鍵，是通過具有一定粒徑分布的固相顆粒在地層表面橋堵，形成 一層滲透率幾乎為零的泥餅，阻止濾液和固相顆粒入侵。常規屏蔽暫堵保護油氣層技術，是 在鉆井液中加入各種能酸溶或油溶的油氣層保護材料，使鉆井液在井壁約O 2. 5cm處形 成滲透率低的屏蔽環(內泥餅)，阻止鉆井液對地層的進一步污染損害。此屏蔽環同時也 阻止了儲層流體的產出，在現場需要通過射孔或化學解堵等措施來解除屏蔽環對儲層的損 害。增產措施增加了生產成本，而且屏蔽環(內泥餅)含有大量酸、油不溶的粘土顆粒，使 儲層滲透率難以恢復到原始狀態。同時，該技術也沒有考慮對鉆井液中細分散的粘土顆粒 的改造，大量的細分散粘土顆粒在初始失水時進入油層的微粒區域，影響了油氣層保護的 效果。因此，該技術存在很強的二次傷害。因此，最理想的暫堵技術就是減輕或解除儲層損害的關鍵在于設計出一種合理 的暫堵技術，使之容易形成致密外泥餅，使固相顆粒和濾液盡可能地不侵入地層，同時也容 易將泥餅清除，并且不產生附加的損害。同時，在泥餅中能夠形成有效的油流通道(疏水通 道)，使油氣容易進入井眼，而能有效阻止水相。本發明的目的在于提供一種疏水化暫堵鉆井液，該鉆井液基于常規暫堵鉆井液的 基礎上，加入一定的具有疏水改性特征的可降解高分子-納米碳酸鈣復合物，形成強交聯 結構，增強泥餅強度。該技術利用疏水改性成分，通過在泥餅中產生親油機質通道。在鉆井 和完井期間，該通道控制濾液的流入，同時為油氣提供流動通道。產生的泥餅對水的滲透率 非常低，對油的滲透率則高得多。該技術能夠消除化學破膠劑的使用，從而減少清除泥餅所 需的時間和成本。疏水暫堵鉆井液主要用于裸眼完井作業中。即使在非裸眼完井作業中， 疏水暫堵鉆井液仍具有一定優勢在滲透率恢復相當的情況下具有更低的啟動壓力。
發明內容
針對現有暫堵技術的不足，本發明要解決的問題是提供一種疏水化暫堵鉆井液的 制備方法與應用，利用本發明的鉆井液能夠實現在低、中、高滲儲層的安全有效鉆進，減少 濾液侵入和固相傷害，最大程度減少儲層傷害，能夠降低油流啟動壓力，實現自動解除暫堵 層的目的，從而可以避免酸洗帶來的傷害。本發明通過以下技術方案達到的在基漿的基礎上構成，按照添加劑重量、體積
3百分比含有2. 0-5.0%混合重鈣(為500、700、900和1200目的重鈣按一定比例組成)、 1. 0-3. 0%納米碳酸鈣-淀粉復合物、0. 5-2. 0%的納米乳液、0. 1-0. 5%乙二醇。將上述各種組份依次加入到基漿中，經過充分攪拌或者循環后即可使用。本發明與現有技術相比具有如下優勢該鉆井液主要選用了一定比例的混合重 鈣，能夠形成暫堵層的骨架；加入納米碳酸鈣-淀粉復合物，能夠組成充填物和形成強交聯 結構，同時形成親油通道；加入納米乳液來增強暫堵層的致密程度，從而提高泥餅質量和潤 滑性；加入乙二醇能夠降低鉆井液表面張力，促進濾液的返排。該技術最大優勢在于，形成 疏水通道，在返排時降低啟動壓力。下面將通過具體實施對本發明作進一步說明成分與比例，按照添加劑重量、鉆井液體積百分比含有a.混合重鈣(為500、700、900和1200目的重鈣按一定比例組成)2. 0-5. 0% ；b.納米碳酸鈣-淀粉復合物1. 0-3. 0% ；c.納米乳液 0. 5-2. 0% ；d.乙二醇 0. 1-0. 5%o上述的混合重鈣為500、700、900和1200目的重鈣按一定比例組成，是立達超微工
業(蘇州)有限公司生產；納米碳酸鈣-淀粉復合物，代號CAST-1，由勝利石油管理局鉆井 工藝研究院生產，目前正由勝利石油管理局鉆井工藝研究院申請專利；納米乳液，代號為 HY-212，是河北華運鴻業化工有限公司生產；乙二醇，是濟南弗蘭德化工有限公司生產。上述產品的生產方法依序為(1)在基漿中加入納米碳酸鈣-淀粉復合物，攪拌或循環30-40分鐘后；(2)加入納米乳液，攪拌或循環10-20分鐘，冷卻至室溫后；(3)加入混合重鈣，攪拌或循環30-40分鐘后；(4)加入乙二醇，攪拌或循環20-30分鐘后。
具體實施例方式按照上述步驟配制的鉆井液，其性能如下a.基漿為4. 0%的充分預水化膨潤土漿，當基漿中含有2. 0%混合重鈣(按質量 比，500目700目900目1200目=1 4 3 2)、1. 0 %納米碳酸鈣-淀粉復合 物、0.5%的納米乳液、0. 乙二醇時，體系的表觀粘度為18. OmPa. s，動切力為ll.OPa，初 終切為3. 0-5. 0/6. 0-8. Ο,ΑΡΙ失水小于5. OmL，滲透率恢復值大于90%，啟動壓力降低率大 于 80% ；滲透率恢復值測定方法所用儀器為JHMD動態巖心流動試驗裝置(勝利石油管理局鉆井工藝研究院研 制)。選取氣相滲透率為20-30毫達西、孔隙度為5% -10%的人造砂巖巖心；將這些巖心 洗油后干燥并抽空飽和；測定巖心油相滲透率K0 ；然后在溫度90°C、壓力3. 5MPa條件下循 環上述鉆井液，污染6小時；測定污染后巖心油相滲透率Kd，并計算巖心滲透率恢復值。f = Kd/KoX100%(1)式中K0-初始巖心油相滲透率，毫達西；
Kd-鉆井液污染后油相滲透率，毫達西；f_巖心滲透率恢復值，％。啟動壓力降低率測定方法所用儀器為JHMD動態巖心流動試驗裝置(勝利石油管理局鉆井工藝研究院研 制)。選取氣相滲透率為20-30毫達西、孔隙度為5% -10%的人造砂巖巖心(直徑2. 5厘 米)，洗油烘干后氣測滲透率，抽真空后飽和地層水。以0. 005毫升/分鐘的速度緩慢向巖 心注入煤油，待巖心出口端處液面開始流動時，關閉六通閥上的進液開關，記錄不同時刻汞 柱壓差計上的液柱高度Ii1和ti2，直至液柱高度穩定，由此計算巖心最小啟動壓力Pp開始 循環4. 0%膨潤土漿，進行污染，污染時間為6小時，再次正向通煤油，待液柱高度穩定，計 算巖心最小啟動壓力P2。選取第二塊相滲透率為20-30毫達西、孔隙度為5% -10%的人造砂巖巖心(直徑 2. 5厘米)，重復上面步驟，記錄初始啟動壓力P3。開始循環前述的鉆井液，進行污染，污染 時間為6小時，再次正向通煤油，待液柱高度穩定，計算巖心最小啟動壓力P4。啟動壓力降 低率計算公式如下R = [ (P3-P4) - (P2-P1) ] / (P2-P1) X 100 %(2)式中R-啟動壓力降低率，％ ；P1-第一塊巖心初始啟動壓力，MPa ；P2-第一塊巖心污染后啟動壓力，MPa ；P3-第二塊巖心初始啟動壓力，MPa.；P4-第一塊巖心污染后啟動壓力，MPa ；b.基漿為4. 0%的充分預水化膨潤土漿，當基漿中含有3. 0%混合重鈣(按質量 比，500目700目900目1200目=5 3 1 1)、2. 0 %納米碳酸鈣-淀粉復合 物、1. 0%的納米乳液、0. 3%乙二醇時，體系的表觀粘度為24. OmPa. s,動切力為13. OPa，初 終切為2. 0-4. 0/5. 0-7. Ο,ΑΡΙ失水小于8. OmL，滲透率恢復值大于86%，啟動壓力降低率大 于 46% ；c.基漿為4. 0%的充分預水化膨潤土漿，當基漿中含有5. 0%混合重鈣(按質量 比，500目700目900目1200目=1 2 4 3)、3. 0 %納米碳酸鈣-淀粉復合 物、2. 0%的納米乳液、0. 5%乙二醇時，體系的表觀粘度為26. OmPa. s，動切力為12. OPa，初 終切為3. 0-5. 0/6. 0-8. Ο,ΑΡΙ失水小于2. 5mL，滲透率恢復值大于95%，啟動壓力降低率大 于 90%。上述鉆井液配方中，乙二醇可以由等含量的丙三醇替代。上述鉆井液配方中，納米乳液可以由等含量的聚合醇替代。
權利要求
1.一種涉及疏水化的屏蔽暫堵鉆井液，在基漿的基礎上構成，其特征在于含有(按照 添加劑重量、鉆井液體積百分比)成分與比例，按照添加劑重量、鉆井液體積百分比含有a.混合重鈣(為500、700、900和1200目的重鈣按一定比例組成)2.0-5. 0% ；b.納米碳酸鈣-淀粉復合物1.0-3. 0% ；c.納米乳液0.5-2.0% ；d.乙二醇0. 1-0. 5%o
2.根據權利要求1所述的鉆井液，其特征在于乙二醇可以由等含量的丙三醇替代。
3.根據權利要求1所述的鉆井液，其特征在于納米乳液可以由等含量的聚合醇替代。
4.一種生產權利要求1產品的方法，其特征在于(1)在基漿中加入納米碳酸鈣-淀粉復合物，攪拌或循環30-40分鐘后；(2)加入納米乳液，攪拌或循環10-20分鐘，冷卻至室溫后；(3)加入混合重鈣，攪拌或循環30-40分鐘后；(4)加入乙二醇，攪拌或循環20-30分鐘后即得到本發明產品。
全文摘要
本發明涉及石油勘探井和生產井在鉆井過程中所使用的一種暫堵鉆井液，屬于疏水化的暫堵鉆井液體系。克服了常規暫堵鉆井液存在較強二次污染的缺陷。其特征是鉆井液中含有混合重鈣、納米碳酸鈣-淀粉復合物、納米乳液、乙二醇等處理劑。該鉆井液在鉆井形成的泥餅具有致密性，且含有疏水通道，該通道能夠控制濾液的流入；在完井期間，為油氣提供流動通道。該技術主要用于裸眼完井作業中。該暫堵層的滲透率恢復值高，且啟動壓力較低。
文檔編號C09K8/20GK102134476SQ20101010058
公開日2011年7月27日 申請日期2010年1月25日 優先權日2010年1月25日
發明者張敬輝, 李公讓, 李海斌, 藍強, 薛玉志 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院, 中國石油化工集團