一種適用于致密砂巖儲層的鉆井液的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于石油鉆井工程的鉆井液，特別涉及一種低滲致密砂巖儲層的 鉆井液，屬于石油開采技術領域。
【背景技術】
[0002] 低滲透致密砂巖中的油氣資源在我國油氣資源中的比例不斷擴大，分布廣泛，但 送里油氣資源的開采難度大，開發好送類油氣藏對我國石油工業的持續穩定發展具有十分 重要的意義。
[0003] 致密砂巖儲層一般具有高水敏性、高應力敏感性、高毛細管壓力、高含水飽和度和 低孔、低滲、裂縫的特點。在油氣井鉆探過程中，低滲透致密儲層的損害普遍存在，有時甚至 相當嚴重，從而極大地制約了致密砂巖油氣勘探開發技術水平的提高，安全、快速、有效地 實現致密儲層的鉆探任重而道遠。致密儲層的鉆探作業中，鉆完井液是首先接觸儲層的入 井流體，是儲層保護工作的第一環也是最重要一環，因此，鉆完井液質量的好壞與能否成功 勘探、高效開發低滲致密儲層息息相關。
[0004] 傳統的水基鉆井液體系，經常使用膨潤±配漿，并用重晶石粉等固相顆粒作為密 度調節劑來調節鉆井液體系的密度，因此，送類鉆井液體系通常具有較高的固相含量，然而 鉆井液中的固相顆粒尤其是高分散的粘±顆粒很容易侵入儲層，對儲層造成傷害，使儲層 的滲透率大大降低，從而使油氣產量急劇下降。
[0005]因此，針對致密儲層提供一種可W保護儲層、且具有抗溫能力的鉆井液是本領域 亟待解決的問題。
【發明內容】
[0006] 為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種適用于致密砂巖儲層的鉆井液， 該鉆井液具有較好的防塌、防卡能力，可W滿足保護儲層的要求，且抗高溫能力強，可W確 保鉆井施工作業安全快速的進行。
[0007] 為了達到上述目的，本發明提供了一種適用于致密砂巖儲層的鉆井液，W質量百 分比計，該鉆井液的組成包括；0.5%-2%的膨潤±(優選符合國標68/^5005-2010鉆井級 膨潤±標準的膨潤± )，0. 5% -2. 5%的包被抑制劑，0. 5% -1 %的流型調節劑，3 % -4%的 降濾失劑，0. 4% -0. 8%的防水鎖劑，4% -10%的暫堵劑，40% -50%的生物聚醇鹽化RID)， 0% -50%的加重劑，余量為水，該鉆井液的密度為1. 16g/cm3-l. 55g/cm3。
[0008] 根據本發明的具體實施方案，上述適用于致密砂巖儲層的鉆井液通過添加加重劑 來調節其密度。
[0009] 本發明提供的適用于致密砂巖儲層的鉆井液，優選地，W所述生物聚醇鹽的 總質量為IOOwt%計，所采用的生物聚醇鹽的組成包括；2. 7% -15. 1 %的山梨糖醇、 5. 8% -8. 7% 的甘油、2. 4% -3. 7% 的己二醇、0.5% -1.7% 的丙二醇、3. 6% -5. 5% 的 了二醇、11. 2 % -27. 5%的聚合醇JLX、6.0 % -6. 5%的甲酸鋼、5. 9% -7. 2%的己酸鋼、 20. 0% -23. 4 % 的乳酸鋼和 18. 5% -24.I% 的水。
[0010] 根據本發明的具體實施方案，優選地，W生物聚醇鹽的總質量為lOOwt%計，本發 明的生物聚醇鹽可W包括W下具體組成；2. 7%的山梨糖醇、5. 8%的甘油、2. 4%的己二醇、 0.5%的丙二醇、5. 5%的了二醇、27. 5%的聚合醇JLX、6. 5%的甲酸鋼、7. 2%的己酸鋼、 23. 4%的乳酸鋼和18. 5 %的水。
[0011] 本發明提供的適用于致密砂巖儲層的鉆井液，所述生物聚醇鹽是由淀粉生化法生 產的，優選地，所述生物聚醇鹽是經過W下步驟制得的：
[0012] 首先將淀粉經過淀粉酶水解，然后在催化劑（媒鉛合金粉）的作用下進行加氨反 應，最后進行加氨裂解的步驟。
[0013] 本發明提供的適用于致密砂巖儲層的鉆井液，優選地，采用的生物聚醇鹽的主要 成分是二元醇的有機鹽、多元醇的有機鹽或聚多元醇的有機鹽和乳酸鋼或聚乳酸鋼，送種 成分組成使生物聚醇鹽具有濁點效應，不但能有效阻止粘±吸收水分和外來顆粒侵入油氣 層，降低因孔喉堵塞而導致的油氣層損害，而且在返排壓力的作用下可W順利返排出來，從 而有利于油氣層滲透率的恢復。生物聚醇鹽的抑制作用還具有一定的長效性，能夠防止因 地層流體段塞對地層孔隙的沖刷而影響抑制性能的情況發生。
[0014] 本發明提供的適用于致密砂巖儲層的鉆井液，優選地，采用的包被抑制劑為高分 子量抗鹽單體強包被抑制劑，更優選地，采用的包被抑制劑為包被抑制劑INDlO(由北京培 康佳業技術發展有限公司生產）；其中，包被抑制劑INDlO是由己帰基單體、含礙酸基的己 帰基單體共聚而成的分子量為100萬-500萬的聚合物。在上述包被抑制劑中，為了進一 步提高所述適用于致密砂巖儲層的鉆井液的抑制性可W加入聚胺聚合物，將包被抑制劑 INDlO與聚胺聚合物復配后作為包被抑制劑。
[0015] 根據本發明的具體實施方案，上述包被抑制劑INDlO復配聚胺聚合物形成包被抑 制劑，具體的復配過程按照常規復配操作即可。
[0016] 本發明提供的適用于致密砂巖儲層的鉆井液，優選地，采用的流型調節劑包括黃 原膠XC和/或增粘劑80A51 ;具體是將黃原膠XC單獨作為流型調節劑使用或將黃原膠XC 與增粘劑80A51復配后作為流型調節劑使用，二者經過復配之后使用時，具體復配過程按 照常規復配操作進行即可；流型調節劑的作用是提高所述鉆井液的懸浮、攜巖能力。
[0017] 本發明提供的適用于致密砂巖儲層的鉆井液，優選地，采用的降濾失劑包括質量 比為1:2:2的Re化1 (由北京培康佳業技術發展有限公司生產）、礙化酪醒樹脂SMP-II和無 英光防塌降濾失劑KH-931，上述H種物質復配組合后作為降濾失劑使用，具體的復配過程 按照常規復配操作進行即可。
[001引根據本發明的具體實施方案，WRe化1、礙化酪醒樹脂SMP-II和無英光防塌降濾 失劑KH-931復配組合作為降濾失劑使用，能夠保證所述鉆井液有盡量低的濾失量，從而減 少水敏、水鎖的損害，達到保護儲層的目的。其中，Re化1是含礙酸基的己帰基單體、己帰基 單體與纖維素等接枝共聚而成的分子量為50萬-200萬的聚合物；礙化酪醒樹脂SMP-II 是在苯環單元上引入礙酸基，并且苯環間又W碳原子相連形成的；無英光防塌降濾失劑 KH-931是通過在天然改性材料上接枝帰丙基單體聚合物形成的。
[0019] 本發明提供的適用于致密砂巖儲層的鉆井液，優選地，采用的防水鎖劑包括鉆井 液用防水鎖劑HAR-D(由湖北漢科新技術股份有限公司生產，符合Q/JHK211-2009標準），其 中，HAR-D為降低表界面能力比較好的聚合物。
[0020] 本發明提供的適用于致密砂巖儲層的鉆井液，優選地，采用的暫堵劑包括架橋粒 子、填充粒子和可變形粒子；
[0021] 其中，所述架橋粒子和填充粒子均為碳酸巧顆粒，架橋粒子起支撐骨架的作用，填 充粒子起到填充大孔隙的作用；作為架橋粒子和填充粒子的碳酸巧顆粒的粒徑范圍和復配 比例是根據地層孔喉大小計算出來，沒有固定的比例。具體原理和方法的參考文獻是（東 北石油大學的碩±研究生畢業論文"龍西地區儲層損害機理及保護措施研究"，解宇寧， 2012年），例如，某一地層可W用200目和1000目兩種碳酸巧顆粒復配，也可W用100目、 500目和2000目H種碳酸巧顆粒復配，但是復配比例不同，因為每種目數顆粒的粒徑是連 續分布的。
[0022] 所述可變形粒子包括具有軟化點的無英光白漸青NFA-25 (由北京培康佳業技術 發展有限公司生產）和聚合醇JLX;
[0023] 所述架橋粒子和填充粒子總的添加量為所述適用于致密砂巖儲層的鉆井液總質 量的3% -4%，所述可變形粒子的添加量為所述適用于致密砂巖儲層的鉆井液總質量的 3% -4%。
[0024] 根據本發明的具體實施方案，選用具有代表性的巖樣進行實驗，測出儲層的孔喉 大小及分布，然后根據ID充填原則確定暫堵劑中碳酸巧的復配比例，為了有效地封堵儲層 中各種大小不同的孔喉W及暫堵顆粒之間形成的孔隙，要求加入的暫堵劑顆粒具有連續粒 徑序列分布。
[0025] 上述的ID充填原則即當暫堵劑顆粒在其粒徑累積分布曲線上的最大值與儲層的 最大孔喉直徑或最大裂縫寬度相等時，可取得最完全的暫堵效果。在"累計體積％ -孔喉直 徑的平方根"坐標圖上，將最大孔喉點與原點之間的連線作為基線，若復配的暫堵劑顆粒粒 徑的累積分布曲線重合于基線，則顆粒的堆積效率最高，儲層保護效果最好。
[0026] 本發明提供的適用于致密砂巖儲層的鉆井液，優選地，采用的加重劑包括石灰石、 重晶石或菱鐵礦。
[0027] 本發明提供的適用于致密砂巖儲層的鉆井液采用常規的制備方法即可制得。
[0028] 本發明通過采用具有一定粘度的生物聚醇鹽作為所述鉆井液的主處理劑，因為生 物聚醇鹽具有一定的粘度，減少了膨潤±的含量W降低固相間的相互傷害。而且，生物聚醇 鹽的密度可W達到1.38g/cm3,在相同密度情況下，減少了常規加重劑的添加量，減少了固 相對儲層的傷害。另外，生物聚醇鹽可W降低所述鉆井液的濾液活度，阻止水分子向泥頁巖 滲透，從而起到了穩定井眼的作用。
[0029] 上述生物聚醇鹽有較強的抗溫能力，在15(TC下高溫熱滾冷卻后的密度不變、而且 電阻率可滿足測井要求，粘度有一定的降低但后期基本穩定，高溫后仍具有較好的潤滑性。
[0030]W下通過做巖屑二次回收率實驗對生物聚醇鹽的抑制性進行評價。
[0031] 實驗用的巖屑取自迂河油田雙南區塊沙H段的鉆屑，經風干、過篩、稱重后浸 泡而成，處理劑溶液分別選用水、鉆井液用包被劑（PAC141)、泥頁巖抑制劑聚離多元醇 (SYP-I)、Na2Si〇3、聚丙帰醜胺鐘鹽（KPAM)、腐殖酸鐘（KHm)和生物聚醇鹽，實驗結果見表1。
[0032] 表1生物聚醇鹽的抑制性評價實驗結果
[0033]
[0034] 通過表I可知，質量百分比為3%的生物聚醇鹽具有較高的巖屑回收率，特別是二 次回收率較高，甚至與常用的泥頁巖抑制劑聚離多元醇（SYP-I)和腐殖酸鐘（KHm)相當，表 明其具有良好的抑制頁巖膨脹作用。濃度為3wt%的KHm、3wt%的SYP-I和3wt%的生物聚 醇鹽中巖屑相對完整，幾乎沒有變化。可見，生物聚醇鹽在泥頁巖上的吸附非常牢固，具有 強吸附、強抑制的特點，有利于鉆井過程中井壁的穩定。
[0035] 本發明提供的適用于致密砂巖儲層的鉆井液中采用的各種型號的鉆井液用處理 劑有些是行業通用的代號有些是廠家的代號，例如=HAR-D是湖北漢科生產的防水鎖劑的 型號，無英光白漸青NFA-25、鉆井液用降濾失劑Re化1、鉆井液用強包被抑制劑INDlO是由 北京培康佳業技術發展有限公司生產，XC、80A51、SMP-II、KH-931、JLX、PAC141、SYP-1、 KPAM、KHm、PAM、HPAN、KFT、PA-I、SF-I、SF-4、NH-I等型號的處理劑都是常用的鉆井液用的 具有相同或不同性能的處理劑，不同生產廠家生產的上述型號的處理劑均可實現本發明