一種微乳液成膜封堵鉆井液及制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于油田鉆井技術領域，具體涉及一種微乳液成膜封堵鉆井液及制備方 法。
【背景技術】
[0002] 厄瓜多爾SACHA區塊位于亞馬遜熱帶雨林，地層屬于海相環境沉積，該區塊以定 向井"S"井型為主，產層井段為<i> 215. 9mm井眼，主要鉆遇第三系的TENA、NAP0和H0LLIN 層位，其中油層位于NAP0下部砂巖和H0LLIN頂部砂巖。整個井段地層比較新，沉積時間 短，欠壓實，穩定性差。TENA層為極易水化的泥巖，造漿嚴重；NAP0層以頁巖為主，中部夾雜 著多層灰巖，NAP0下部有多套含油砂巖，該層段頁巖、灰巖和砂巖交替發育，頁巖具有裂縫 發育，松散破碎，容易垮塌，并且產層砂巖孔隙度大，滲透性高，井壁容易堆積較厚泥餅。因 此，在鉆井過程中經常發生井壁垮塌和地層造漿，破壞鉆井液性能，使鉆井液失去有效的防 塌抑制作用；引發井壁坍塌、井徑擴大率比較大、鉆頭泥包、起下鉆遇阻、甚至卡鉆。另外，當 地環保要求苛刻，對環境危害較大鉆井液材料受到限制，譬如磺化材料和鹽類，從而對鉆井 液提出更高的要求。
[0003]根據當地的開發現狀客觀要求，需要研發一種針對厄瓜多爾產層井段地層特點， 具有優異的井壁穩定、高效的儲層保護功能和自主知識產權的鉆井液配方，滿足厄瓜多爾 SACHA區塊產層井段開發需要。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是克服現有鉆井過程中易發生井壁垮塌和地層造漿，破壞鉆井液性 能，使鉆井液失去有效的防塌抑制作用，同時易引發井壁坍塌、井徑擴大率比較大、鉆頭泥 包、起下鉆遇阻、甚至卡鉆的問題。
[0005]為此，本發明提供了一種微乳液成膜封堵鉆井液，包括以下按質量百分比計的組 分：1. 0~2. 0%的隔離膜劑乳液，1. 0~2. 0 %的納米膠乳，5. 0~20%的支撐暫堵劑惰性 顆粒，0. 2~0. 5%的提粘劑，0. 5~1. 0%的降濾失劑，0. 1~0. 3%的堿度控制劑，0. 03~ 〇. 1 %的防腐劑，1. 〇~2. 0%的潤滑劑，剩余量為水。
[0006]本發明微乳液成膜封堵鉆井液還包括質量百分比為0. 5~1. 0%的清潔劑，該清 潔劑為直徑小于5微米的纖維或直徑小于2毫米的果殼。
[0007]上述隔離膜劑乳液為聚乙二醇，平均分子量為570~630。
[0008]上述納米膠乳為聚丙烯酸脂或糖漿中的一種或兩種。
[0009]上述支撐暫堵劑惰性顆粒為粒徑100目~400目的石灰石粉。
[0010] 上述提粘劑為黃原膠或表觀粘度多50mPa.S的聚陰離子纖維素。
[0011] 上述降濾失劑為表觀粘度< 40mPa.s的聚陰離子纖維素或表觀粘度< 40mPa.s的 羧鈉基纖維素或羥乙基纖維素中的一種或兩種。
[0012] 上述堿度控制劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀或強氧化鈣。
[0013]上述防腐劑為甲醛或戊二醛；潤滑劑為油基高效潤滑劑DFL-1。
[0014]另外，本發明還提供了一種微乳液成膜封堵鉆井液的制備方法，包括如下步驟：[0015] 1)在現場配漿罐內裝入計算量的清水。
[0016] 2)向配漿罐內依次加入質量百分比為0.5~1.0%的降濾失劑，0.2~0.5%的提 粘劑，充分攪拌混合均勻。
[0017] 3)向配漿罐內依次加入質量百分比為1. 0~2. 0%的隔離膜劑乳液，1. 0~2. 0% 的納米膠乳，5. 0~20%的支撐暫堵劑惰性顆粒，攪拌混合均勻。
[0018] 4)再向配漿罐內加入質量百分比為0. 03~0. 1%的防腐劑，攪拌使其溶解。
[0019] 5)當鉆具扭矩不斷增大或振動篩上鉆肩返出比較少時，再向配漿罐內加入質量百 分比為0. 5~1. 0%的清潔劑，充分攪拌。
[0020] 6)向配漿罐內加入質量百分比為0. 1~0. 3 %的堿度控制劑，將配漿罐內的pH值 調至8~9. 5。
[0021] 7)在實際使用中，當鉆具扭矩不斷增大時加入1. 0~2. 0%的潤滑劑。
[0022] 本發明的有益效果：
[0023] (1)本發明提供的這種微乳液成膜封堵鉆井液選用隔離膜劑和納米膠乳作為成膜 劑、粒級匹配合理的惰性粒子作為支撐劑，能夠在裸露巖石表面能夠有效形成一層高效的 隔離膜，從而在井壁外圍形成一層保護層，大大阻礙水或鉆井液滲入地層中，有效抑制地層 水水化膨脹，封堵地層層理或微裂縫，防止井壁坍塌，保護油氣層。
[0024] (2)本發明提供的這種微乳液成膜封堵鉆井液性能穩定，密度可調，成膜封堵效率 高，流變性能好，能有效保護儲層，有利于保持井壁穩定。
[0025] (3)本發明提供的這種微乳液成膜封堵鉆井液的制備方法工藝簡單，陳本低，具有 良好的經濟效益和社會效益，值得推廣應用。
【具體實施方式】
[0026] 實施例1:
[0027]為了克服現有鉆井過程中易發生井壁垮塌和地層造漿，破壞鉆井液性能，使鉆井 液失去有效的防塌抑制作用，同時易引發井壁坍塌、井徑擴大率比較大、鉆頭泥包、起下鉆 遇阻、甚至卡鉆的問題，本實施例提供了一種微乳液成膜封堵鉆井液，包括以下按質量百分 比計的組分：1. 0~2. 0%的隔離膜劑乳液，1. 0~2. 0%的納米膠乳，5. 0~20 %的支撐暫 堵劑惰性顆粒，〇. 2~0. 5%的提粘劑，0. 5~1. 0%的降濾失劑，0. 1~0. 3%的堿度控制 劑，0. 03~0. 1 %的防腐劑，1. 0~2. 0%的潤滑劑，剩余量為水。
[0028] 優選的，該微乳液成膜封堵鉆井液還包括質量百分比為0. 5~1. 0%的清潔劑，該 清潔劑為直徑小于5微米的纖維或直徑小于2毫米的果殼。
[0029] 該微乳液成膜封堵鉆井液的制備方法，包括如下步驟：
[0030] 1)在現場配漿罐內裝入計算量的清水。
[0031] 2)向配漿罐內依次加入質量百分比為0.5~1.0%的降濾失劑，0.2~0.5%的提 粘劑，充分攪拌混合均勻。
[0032] 3)向配漿罐內依次加入質量百分比為1. 0~2. 0%的隔離膜劑乳液，1. 0~2. 0% 的納米膠乳，5. 0~20%的支撐暫堵劑惰性顆粒，攪拌混合均勻。
[0033] 4)再向配漿罐內加入質量百分比為0. 03~0. 1 %的防腐劑，攪拌使其溶解。
[0034] 5)當鉆具扭矩不斷增大或振動篩上鉆肩返出比較少時，再向配漿罐內加入質量百 分比為0. 5~1. 0%的清潔劑，充分攪拌。
[0035] 6)向配漿罐內加入質量百分比為0. 1~0. 3 %的堿度控制劑，將配漿罐內的pH值 調至8~9. 5。
[0036] 7)在實際使用中，當鉆具扭矩不斷增大時加入1. 0~2. 0%的潤滑劑。
[0037] 本發明提供的這種微乳液成膜封堵鉆井液選用隔離膜劑和納米膠乳作為成膜劑、 粒級匹配合理的惰性粒子作為支撐劑，能夠在裸露巖石表面能夠有效形成一層高效的隔離 膜，從而在井壁外圍形成一層保護層，大大阻礙水或鉆井液滲入地層中，有效抑制地層水水 化膨脹，封堵地層層理或微裂縫，防止井壁坍塌，保護油氣層。
[0038] 實施例2 :
[0039] 在實施例1的基礎上，所述隔離膜劑乳液為聚乙二醇，平均分子量為570~630 ; 所述納米膠乳為聚丙烯酸脂或糖漿中的一種或兩種；所述支撐暫堵劑惰性顆粒為粒徑100 目~400目的石灰石粉；所述提粘劑為黃原膠或表觀粘度多50mPa.S的聚陰離子纖維素； 所述降濾失劑為表觀粘度< 40mPa.s的聚陰離子纖維素或表觀粘度< 40mPa.s的羧鈉基 纖維素或羥乙基纖維素中的一種或兩種；所述堿度控制劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀或強氧化 鈣；所述防腐劑為甲醛或戊二醛；潤滑劑為油基高效潤滑劑DFL-1 (由西南石油學院成都金 牛鉆井液材料廠購得）。
[0040] 實施例3:
[0041] 本實施例將質量百分比為0. 5 %的低粘（表觀粘度< 40mPa.s)聚陰離子纖維素， 0. 2%的黃原膠，1. 0%的聚乙二醇，1. 0%聚丙烯酸脂，1. 0%的潤滑劑DFL-1，依次加入清水 中，充分攪拌混合，攪拌充分溶解，再依次加入5.0%粒徑為100目~400目的石灰石粉， 0. 03%的戊二醛，最后用氫氧化鈉調節pH值至8,攪拌均勻，充分預水化，配制成鉆井液。
[0042] 對本實施例配制的鉆井液按照API推薦鉆井液測試標準檢驗，測試其基本性能如 表1所示。
[0043]表1 :
[0045] 實施例4 :
[0046] 本實施例將質量百分比為1. 0%的低粘（表觀粘度< 40mPa.s)聚陰離子纖維素， 〇. 5%的黃原膠，2. 0%的聚乙二醇，2. 0%的聚丙烯酸脂，2. 0%的潤滑劑DFL-1，依次加入清 水中，充分攪拌混合，攪拌充分溶解，再依次加入10. 〇%粒徑為100目~400目的石灰石粉， 0. 1 %的戊二醛，最后用氫氧化鈉調節pH值至9. 5,攪拌均勻，充分預水化，配制成鉆井液。
[0047] 對本實施例配制的鉆井液按照API推薦鉆井液測試標準檢驗，測試其基本性能如 表2所示。
[0048]表 2 :
[0050] 對本實施例配制的鉆井液根據配制程序在現場配制，在SACHA443D井的現場試 驗，取得以下效果：
[0051]SACHA443D井是進入厄瓜多爾市場的第一口井，產層井段設計為<i>215. 9mm井眼， 設計井段 9210ft~10661ft。2014年3月 3 日 6:00從 8938ft(垂深 8423ft,井斜24.23 度）開始巾215. 9mm井段施工，先后鉆遇TENA泥巖，NAP0頁巖、灰巖和砂巖（油層），以及 H0LLIN砂巖，于3月6日6:00鉆至10690ft(垂深10116ft，井斜2. 2度）三開完鉆，成功克 服了TENA層泥巖惡性造漿，NAP0層頁巖垮塌，以及砂巖層縮徑。整個井段性能一直保持穩 定：密度為 1. 10 ~1. 25g/cm3,FV為 40 ~65s,APIFL為 4 ~6ml,泥餅為 0? 2 ~0? 3mm，pH 值為8~9,含砂量〈0. 5%，PV為13~25mPa.s，YP為8~20Pa，泥餅摩阻系數小于0. 07,并 且泥餅很薄，動塑比值高，攜砂效果好，起下鉆