一種天然高分子環保型鉆井液的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于油田鉆井液技術領域，具體涉及一種天然高分子環保型鉆井液。
【背景技術】
[0002] 隴東莊字號叢式水平井位于長慶油田中東部，目的是通過水平井布井高效開發延 長組長6、長8油層，探索適合于隴東油田提高單井產量、提高采收率、高效開發的新模式。 隴東莊字號井區水平井井身結構為二開結構，在鉆井施工過程中存在系列鉆井液技術難題 需要通過深入研宄加以解決。
[0003] 首先是長裸眼井壁失穩技術難題。該區塊直羅組、延安組及延長組頂部地層存在 大段泥頁巖，井壁水敏性強，易吸水膨脹、分散、掉快，甚至垮塌，在定向井施工中存在遇阻 遇現象，加上二開直井段、斜井段、水平段同處于裸眼井段，井壁坍塌風險顯得更為突出，安 全鉆井及鉆井提速難度大。目的層為延長組長6、長8油層，水平井油層裸露面積大，施工時 間長（浸泡時間長），要求鉆井液具有很好的保護產層功能。另外，井身結構多為三維水平 井及長水平段，鉆井過程中鉆具與井壁之間摩阻、扭矩大，由于先期注水，油層可能存在高 壓。如該區塊某井關井壓力高達32. 7MPa (壓力系數約L 75)，保障井控安全的難度大，而且 由于地層出水可能給鉆井液帶來嚴重污染、性能難以維護。
[0004] 另外，在直井段、斜井段大段泥巖和水平段鉆遇泥巖條件下，如何有效保護產層及 如何保障裝有裸眼封隔器的完井管串安全、順利下入預定位置也是一大難題；如何在環境 保護、低成本開發及鉆井提速日益嚴峻的形勢下，充分利用有利因素綜合解決以上技術難 題，為該區塊的持續高效開發提供技術依據，是解決問題矛盾的關鍵點。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是克服現有技術中存在的上述問題，提供一種長時間穩定井壁、防 漏堵漏、保護儲層、保護環境的天然環保型鉆井液。
[0006] 為此，本發明提供了一種天然高分子環保型鉆井液，由以下按重量百分比計的組 分組成：0. 3 %~2. 0 %的天然防塌劑、I. 0 %~5. 0 %的封堵劑、0. 3 %~0. 5 %提粘切劑、 0. 5 %~3. 0 %的降失水劑、0. 5 %~2. 5 %的潤滑劑、0. 02 %~0. 05 %的低碳醇儲層保護 劑、0. 03%~0. 08%的戊二醛、剩余量為水。
[0007] 上述天然防塌劑為羧甲基改性雙糖。
[0008] 上述雙糖為蔗糖、乳糖及麥芽糖中的一種或者任意兩種的混合物或者三者的混合 物。
[0009] 上述封堵劑為粒徑范圍在1~20 μ m的天然改性石蠟。
[0010] 上述提粘切劑為黃原膠和聚陰離子纖維素鈉鹽的混合物。
[0011] 上述黃原膠和聚陰離子纖維素鈉鹽的體積比2:1。
[0012] 上述降失水劑為羥丙基淀粉。
[0013] 上述潤滑劑為以地溝油或者廢棄食用油提煉而成的生物油。
[0014] 上述低碳醇儲層保護劑為乙二醇和丙三醇的混合物。
[0015] 上述乙二醇和丙三醇的體積比2:1。
[0016] 本發明的有益效果：
[0017] ⑴本發明提供的這種天然高分子環保型鉆井液具有很強的防塌性、抑制性、封堵 性，能快速在近井壁帶形成堅韌、致密的封固膜以穩定井壁，同時阻止濾液和固相進一步浸 入儲層，達到有效保護儲層的效果。
[0018] (2)本發明提供的這種天然高分子環保型鉆井液無生物毒性、無化學毒性、可生物 降解有利于環境保護。
[0019] (3)本發明提供的這種天然高分子環保型鉆井液既能滿足長慶區域規模化鉆井施 工過程中對鉆井液的基本性能要求，又能有效保護環境利于可持續開發低滲透油氣田，經 濟效益和社會效益良好，很值得推廣應用。
【具體實施方式】
[0020] 實施例1 :
[0021] 本實施例提供了一種天然高分子環保型鉆井液，由以下按重量百分比計的組分 組成：0. 3 %~2. 0 %的天然防塌劑、I. 0 %~5. 0 %的封堵劑、0. 3 %~0. 5 %提粘切劑、 0. 5 %~3. 0 %的降失水劑、0. 5 %~2. 5 %的潤滑劑、0. 02 %~0. 05 %的低碳醇儲層保護 劑、0. 03%~0. 08%的戊二醛、剩余量為水。
[0022] 其中，天然防塌劑為羧甲基改性雙糖，雙糖為蔗糖、乳糖及麥芽糖中的一種或者任 意兩種的混合物或者三者的混合物；封堵劑為粒徑范圍在1~20 μπι的天然改性石蠟，該 天然改性石蠟是天然石蠟經過雙氧水或過氧硫酸氧化改性得到；提粘切劑為黃原膠和聚陰 離子纖維素鈉鹽按體積比2:1的混合物；降失水劑為羥丙基淀粉；潤滑劑為以地溝油或者 廢棄食用油提煉而成的生物油；低碳醇儲層保護劑為乙二醇和丙三醇按體積比2:1的混合 物。
[0023] 該發明選用天然高分子類處理劑實現鉆井液多項功能，該鉆井液采用天然防塌 劑、改性石蠟、低碳醇與地層粘土礦物、地層水作用，快速在近井壁帶形成具有三維網架結 構的膠狀聚集體，通過吸附、鑲嵌、填充的方式，阻止濾液進一步浸入地層，防止泥頁巖水 化、膨脹，封堵地層孔隙、吼道和微裂縫，以及必要的力學手段，從而實現長裸眼水平井鉆 井、完井施工過程鉆井液長時間穩定井壁、防漏堵漏、保護儲層、保護環境的作用。另外，采 用環保型生物聚合物控制鉆井液流變性，實現攜砂帶砂保障井眼凈化能力；通過固控設備 降低有害固相、混入生物油潤滑劑降低鉆具與井壁的摩擦阻力實現潤滑減阻。
[0024] 本發明提供的這種天然高分子環保型鉆井液具有很強的防塌性、抑制性、封堵性， 能快速在近井壁帶形成堅韌、致密的封固膜以穩定井壁，同時阻止濾液和固相進一步浸入 儲層，達到有效保護儲層的效果；另外，該鉆井液無生物毒性、無化學毒性、可生物降解有利 于環境保護。
[0025] 實施例2 :
[0026] 本實施例提供了一種天然高分子環保型鉆井液，由以下按重量百分比計的組分組 成：90. 0%清水，1. 5%天然防塌劑，3. 0%封堵劑，0. 4%提粘切劑，3. 0%降失水劑，2. 0% 潤滑劑，〇. 05%低碳醇儲層保護劑，0. 05%戊二醛。其中，天然防塌劑為羧甲基改性雙糖， 雙糖為蔗糖；封堵劑為粒徑范圍在1~20 μm的天然改性石蠟；提粘切劑為黃原膠和聚陰 離子纖維素鈉鹽按體積比2:1的混合物；降失水劑為羥丙基淀粉；潤滑劑為以地溝油或者 廢棄食用油提煉而成的生物油；低碳醇儲層保護劑為乙二醇和丙三醇按體積比2:1的混合 物。
[0027] 對本實施例提供的該天然高分子環保型鉆井液進行如下性能評價實驗。
[0028] 一、環保性能評價實驗
[0029] 依據中華人民共和國天然氣行業標準《SY/T 6787-2010水溶性油田化學劑環 境保護技術要求》，對本實施例提供的天然高分子環保型鉆井液中的單個處理劑開展了 生物毒性及生物降解性評價，其中采用了發光細菌法測試了生物毒性指標EC 5tl, EC5tl數值 >20000mg/L則屬于無毒級別；采用了五日生化學需氧量與化學需氧量的比值BOD 5ZCODc^平 價生物降解性，數值多5%則屬于易生物降解范圍，具體測試結果見表1。
[0030] 表 1 :
[0032] 從表1數據可以看出，本實施例提供的天然高分子環保型鉆井液中單個處理劑都 無生物毒性，都屬于易生物降解范圍，對研宄環保鉆井液提供了基礎條件。
[0033] 參照中華人民共和國天然氣行業標準《SY/T 6787-2010水溶性油田化學劑環境 保護技術要求》，中華人民共和國國家標準《GB31571-2015石油化學工業污染物排放標準》， 中華人民共和國國家標準《GB 8978-1996污水綜合排放標準》，中華人民共和國國家標準 《GB 15618-1995 土壤環境質量標準》評價了本實施例提供的天然高分子環保型鉆井液的化 學毒性、生物降解性、生物毒性，結果見表2。
[0034] 表 2 :
[0035]
[0036] 從表2可以看出，該鉆井液的重金屬含量、揮發酚、硫化物、生物毒性、生物降解性 均滿足國家相關環保標準要求。
[0037] 二、防塌抑制性評價實驗
[0038] 本試驗通過測試鉆井液的頁巖巖肩回收率來表征鉆井液的防塌性抑制性的強弱， 即在本實施例提供的天然高分子環保型鉆井液中加入隴東莊字號井區直羅組巖肩50克， 然后在五軸加熱滾子爐120°C下熱滾16小時，測試鉆井液的頁巖巖肩一次回收率，然后將 收集到的巖肩放入自來水中在五軸加熱滾子爐120°C下熱滾16小時，測試頁巖巖肩二次回 收率，同時與清水的頁巖巖肩一次回收率、二次回收率做對比，結果見表3。
[0039] 表 3 :
[0041] 其中，PV為塑性粘度，YP為動切力。
[0042] 從表3數據可以看出，該鉆井液的頁巖巖肩一次回收率高達96. 5%，該鉆井液的 頁巖巖肩二次回收率達到89. 4%，巖肩經鉆井液充分作用后仍然棱角分明，沒有出現水化、 膨脹、分散的現象，證實了該鉆井液能在鉆肩表面形成致密的吸附膜，該膜一旦形成即使在 清水作用下也保持完好，有效阻止了鉆肩粘土礦物與水的接觸