一種稠油瀝青層鉆進用鉆井液及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種稠油瀝青層鉆進用鉆井液及其制備方法。所述鉆井液的原料配比按以下重量份計算：水100份，膨潤土1～5份，氫氧化鈉0.2～0.5份，純堿0.2～0.5份，氯化鈉12～15份，低粘派克0.5～0.8份，褐煤樹脂3～5份，酚醛樹脂3～5份，多孔吸附介質1～3份，黃原膠0.1～0.3份，水包油型乳化劑0.2～0.8份，柴油0.2～0.8份，余量為調節鉆井液密度的加重劑。本發明能夠有效、可靠地保證稠油瀝青層的順利鉆進，并能夠在鉆進的同時將部分稠油瀝青帶出井筒、并分離出鉆井液體系，進而極大的提高了稠油瀝青層的鉆進效率，配漿成本低、可靠性高、經濟性好、實用性強、性價比高。
【專利說明】
一種稠油瀝青層鉆進用鉆井液及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及鉆井液，具體是一種稠油瀝青層鉆進用鉆井液，以及該鉆井液的制備 方法。
【背景技術】
[0002] 由于地層環境復雜，在油氣井的鉆進過程中，經常會鉆遇稠油瀝青層。目前，對于 稠油瀝青層鉆進所用的鉆井液均為油基鉆井液，油基鉆井液所具有的良好潤滑性能夠使瀝 青層的瀝青溶解進入油基鉆井液的體系內，其對油基鉆井液的影響很小。然而，油基鉆井液 的配漿成本很高，這使得油氣井的鉆進成本大幅增高；而且，在油氣井的鉆進過程中，遇到 的井漏現象(在鉆進中遇到井漏是較普遍現象)會導致油氣井鉆進的成本進一步大幅增高； 此外，油基鉆井液對環境的友好性差，不夠環保。
[0003] 水基鉆井液相較油基鉆井液而言，其配漿簡單、配漿成本低、環保性好。若采用水 基鉆井液對油氣井的桐油浙青層進彳丁鉆進時，浙青本身所具有的尚粘桐性和尚膠質性使其 表面呈親油性，進而無法與水基鉆井液相溶，也就無法使水基鉆井液發揮其相應的功能、作 用；同時，在高溫下流動性能良好的軟瀝青對溫度非常敏感，當井下高溫高壓狀態下的稠油 瀝青混合物由于壓力失衡而侵入水基鉆井液時，由于其表面性質的改變會部分侵入水基鉆 井液的體系，引起水基鉆井液中的親油相增加，內摩擦力加劇，水基鉆井液混合侵入的稠油 瀝青循環至地面時，由于地面溫度的下降，對溫度非常敏感的高粘稠性瀝青會引起水基鉆 井液的結構加強、粘切劇增、流動性能變差，進而增加整個水基鉆井液體系的流動阻力，隨 著侵入水基鉆井液稠油瀝青的含量增加，水基鉆井液的密度會下降，逐步喪失流動性，對水 基鉆井液的體系造成不可逆反的破壞。因而，現有的水基鉆井液無法適應、匹配于油氣井鉆 遇的稠油瀝青層。
【發明內容】
[0004] 本發明的發明目的在于:針對上述稠油瀝青層的特殊性以及上述現有鉆井液的不 足，提供一種配漿成本低、環保性好、能夠使瀝青可靠溶入的稠油瀝青層鉆進用鉆井液，以 及該鉆井液的制備方法。
[0005] 本發明所采用的技術方案是，一種稠油瀝青層鉆進用鉆井液，所述鉆井液的原料 配比按以下重量份計算： 水 1()()份， 膨潤土 1~5份， 氫氧化鈉 0.2~0.5份， 純堿 0. 2~0. 5份， 氯化鈉 12~15份， 低粘派克 0.5~0.8份，
[0006] 褐煤樹脂 3~5份， 酚醛樹脂 3~5份， 多孔吸附介質 1~3.份， 黃原膠 0, 1~0.3份， 水包油型乳化劑 0. 2~0. 8份， 柴油 0.2~0.8份，
[0007]余量為調節鉆井液密度的加重劑。
[0008]所述鉆井液的密度至少為1 · 2g/cm3〇
[0009] 所述加重劑為重晶石。
[0010] 上述稠油瀝青層鉆進用鉆井液的制備方法，包括下列步驟：
[0011] 步驟1.將氫氧化鈉和純堿加入水中，進行攪拌混合;加入膨潤土，進行攪拌混合； 靜置；
[0012]步驟2.攪拌靜置液，在攪拌狀態下，加入酚醛樹脂，攪拌混合;接著在攪拌狀態下， 加入褐煤樹脂，攪拌混合;加入低粘派克，接著在攪拌狀態下加入黃原膠，攪拌至少1小時；
[0013] 步驟3.在步驟2的混合液中加入水包油型乳化劑，攪拌混合;加入柴油，攪拌至少5 小時；
[0014] 步驟4.在步驟3的混合液中加入氯化鈉，攪拌至少1小時；
[0015] 步驟5.在攪拌狀態下，在步驟4的混合液中加入多孔吸附介質，攪拌至少1小時；
[0016] 步驟6.在步驟5的混合液中加入加重劑進行濃度調節，得鉆井所需鉆井液。
[0017] 步驟1中，膨潤土加入后的攪拌混合為高速攪拌，攪拌時間至少為20分鐘。
[0018]步驟1中，膨潤土加入攪拌混合后的靜置時間至少為16小時。
[0019] 本發明的有益效果是:上述鉆井液為水基鉆井液，其具有配漿成本低和環保性好 的特點，同時，它兼具油基鉆井液的高潤滑性能，能夠使瀝青有效、可靠地溶入，它具有如下 三點具體的功能特性：
[0020] 1.利用欠飽和鹽水體系提高整個鉆井液體系的抗稠油瀝青的污染能力;并且以氯 化鈉的加入來提高鉆井液體系的液相密度，減少加重劑-重晶石的加入量，進而提高整個鉆 井液體系的固相容納空間；
[0021] 2.利用多孔吸附介質對稠油瀝青形成部分吸附，有利于后序瀝青從鉆井液體系中 的分離操作，進而達到降低稠油瀝青污染的目的；
[0022] 3.通過水包油型乳化劑及柴油的加入，進一步改善侵入鉆井液體系的稠油瀝青的 表面性質，部分降低了內摩擦力，減緩了稠油瀝青侵入對鉆井液性能的影響；
[0023] 綜上所述，本發明專門針對稠油瀝青層的特殊性而開發，其能夠有效、可靠地保證 稠油瀝青層的順利鉆進，并能夠在鉆進的同時將部分稠油瀝青帶出井筒、并分離出鉆井液 體系，進而極大的提高了稠油瀝青層的鉆進效率，可靠性高、經濟性好、實用性強、性價比 尚。
【具體實施方式】
[0024] 本發明為油氣井稠油瀝青層鉆進作業用的鉆井液，現以列表的形式結合多個實施 例對本發明的內容作進一步說明，本發明各實施例的原料配比見表1所示。
[0025] 表1本發明四個優選實施例的原料配比數據表(單位:重量份）
[0027] 在上表各實施例中，加重劑為重晶石，其加入目的是調節整個鉆井液體系的密度， 因而，應根據要求的鉆井液密度適量加入，具體加入量和常規鉆井液的加入無異。
[0028] 上表中的水包油型乳化劑為Emulsf ier。
[0029] 上述各實施例的鉆井液的制備方法，包括下列步驟：
[0030] 步驟1.將氫氧化鈉和純堿加入水中，加入完畢后，進行攪拌混合，攪拌時間至少為 5分鐘（例如5分鐘、8分鐘或10分鐘等）；加入膨潤土，加入完畢后，進行高速狀態的攪拌混 合，攪拌時間為20分鐘（例如20分鐘、25分鐘或30分鐘等）；靜置，靜置時間至少為16小時（例 如16小時、18小時或20小時等）；
[0031 ]步驟2.靜置完畢后，攪拌靜置液，在攪拌狀態下，緩慢加入酚醛樹脂，攪拌混合，攪 拌時間至少為5分鐘（例如5分鐘、8分鐘或10分鐘等）；接著在攪拌狀態下，緩慢加入褐煤樹 月旨，攪拌混合，攪拌時間至少為5分鐘（例如5分鐘、8分鐘或10分鐘等）；加入低粘派克，接著 在攪拌狀態下緩慢加入黃原膠，攪拌至少1小時(例如1小時、1.2小時或1.5小時等）；
[0032] 步驟3.在步驟2的混合液中加入水包油型乳化劑，攪拌混合，攪拌時間至少為5分 鐘（例如5分鐘、8分鐘或10分鐘等）；加入柴油，攪拌至少5小時（例如5小時、6小時或7小時 等)；
[0033] 步驟4.在步驟3的混合液中加入氯化鈉，攪拌至少1小時（例如1小時、1.2小時或 1.5小時等）；
[0034] 步驟5.在攪拌狀態下，在步驟4的混合液中加入多孔吸附介質，攪拌至少1小時(例 如1小時、1.2小時或1.5小時等）；
[0035] 步驟6.在步驟5的混合液中加入加重劑進行濃度調節，得鉆井所需鉆井液。
[0036] 本發明配制所得鉆井液進行了多次室內試驗，以分析地層稠油瀝青對鉆井液性能 影響，具體試驗情況說明如下：
[0037]將所配制鉆井液的密度加重至1.40g/cm3,在鉆井液中分別加入不同量的稠油軟 瀝青(實驗樣品為振動篩返出的稠油軟瀝青），經老化后加熱至75°C，然后測定所加瀝青對 鉆井液性能的影響，所測得數據見表2所示。
[0038]表2稠油瀝青對本發明所配制鉆井液的污染實驗測定數據
[0040] 通過表2的實驗數據可以清楚表明：在本發明所配制的鉆井液中加入不同含量的 地層稠油瀝青后，鉆井液體系起初的性能變化很大，粘切增加顯著，失水量略有降低；隨著 稠油瀝青加入量的增加，鉆井液體系密度的變化不大；當鉆井液體系中的稠油瀝青含量達 3 %時，依然能夠保持較好的鉆井液性能。
[0041] 以上各實施例僅用以說明本發明，而非對其限制；盡管參照上述各實施例對本發 明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:本發明依然可以對上述各實施例 中的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換，而這些修改或者替換，并 不使相應技術方案的本質脫離本發明的精神和范圍。
【主權項】
1. 一種稠油瀝青層鉆進用鉆井液，其特征在于，所述鉆井液的原料配比按以下重量份 計算： 水 100份， 膨潤土 1~5份， 氫氧化鈉 0.2~0.5份， 純堿 0.2~0.5份， 氯化鈉 12~15份， 低粘派克 0.5~0.8份， 褐煤樹脂 3~5份， 酚醛樹脂 3~5份， 多孔吸附介質 1~3份， 黃原膠 0.1~0.3份， 水包油型乳化劑 0.2~0.8份， 柴油 0.2~0.8份， 余量為調節鉆井液密度的加重劑。2. 根據權利要求1所述稠油瀝青層鉆進用鉆井液，其特征在于，所述鉆井液的密度至少 為1·2g/cm3〇3. 根據權利要求1所述稠油瀝青層鉆進用鉆井液，其特征在于，所述加重劑為重晶石。4. 一種權利要求1所述稠油瀝青層鉆進用鉆井液的制備方法，包括下列步驟： 步驟1.將氫氧化鈉和純堿加入水中，進行攪拌混合；加入膨潤土，進行攪拌混合;靜 置； 步驟2.攪拌靜置液，在攪拌狀態下，加入酚醛樹脂，攪拌混合;接著在攪拌狀態下，加 入褐煤樹脂，攪拌混合;加入低粘派克，接著在攪拌狀態下加入黃原膠，攪拌至少1小時； 步驟3.在步驟2的混合液中加入水包油型乳化劑，攪拌混合;加入柴油，攪拌至少5小 時； 步驟4.在步驟3的混合液中加入氯化鈉，攪拌至少1小時； 步驟5.在攪拌狀態下，在步驟4的混合液中加入多孔吸附介質，攪拌至少1小時； 步驟6.在步驟5的混合液中加入加重劑進行濃度調節，得鉆井所需鉆井液。5. 根據權利要求4所述稠油瀝青層鉆進用鉆井液的制備方法，其特征在于，步驟1中，膨 潤土加入后的攪拌混合為高速攪拌，攪拌時間至少為20分鐘。6. 根據權利要求4或5所述稠油瀝青層鉆進用鉆井液的制備方法，其特征在于，步驟1 中，膨潤土加入攪拌混合后的靜置時間至少為16小時。
【文檔編號】C09K8/28GK106047317SQ201610498850
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】羅朝東, 王權陽, 樊志剛, 李堯, 王大勇, 周成華, 徐開模, 曾藝, 陳建軍
【申請人】中石化石油工程技術服務有限公司, 中石化西南石油工程有限公司鉆井工程研究院