一种适用于页岩油井眼稳定的环保型钻井液体系的制作方法

本发明属于石油、天然气勘探开发过程中的钻井液领域，具体涉及一种适用于页岩油井眼稳定的环保型钻井液体系。

背景技术：

1、页岩油气是指赋存于泥页岩中，以吸附及游离状态存在的非常规油气，是重要的非常规油气资源之一，具有广阔的开发前景。在我国大庆油田古龙地区、渤海湾盆地、四川盆地、新疆吉木萨尔等地区均发现有大量页岩油气资源，开发好这类储层对石油工业的持续稳定发展具有十分重要的意义。

2、页岩油气地层岩石以泥页岩为主，普遍具有黏土含量高、层理和微裂缝发育等特点，钻井开发过程中极易发生垮塌掉块，井眼极不稳定，导致钻井过程中页岩脱落掉块、井垮、井塌等复杂情况频繁发生，影响了页岩油气的效益开发。为满足页岩油气地层的安全钻井，解决井壁失稳等问题，钻井液需要具有较强的抑制黏土水化分散和封堵微裂隙的能力。

3、目前页岩油钻井普遍采用油基钻井液和高性能氯化钾钻井液。油基钻井液以油作为连续相，从根本上避免了水对岩石强度的影响，但其成本极高，不利于页岩油气资源经济开发，同时油基钻井液对环境有不利影响，且后续处理的难度和成本也较大。高性能氯化钾钻井液体系成本相对较低、环保效果较好，但其抑制性能不足，往往不能完全满足页岩油钻井需求。

技术实现思路

1、针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种页岩油钻井液体系，该钻井液体系成本较低、抑制性较高且环保效果较好，在页岩油钻井过程中使用该钻井液体系可有效提高井眼稳定性。

2、本发明所述的钻井液体系，按质量份数配比，包括如下成分：

3、清水100份，膨润土1～3份，有机盐6～8份，kcl 5～7份，nacl 5～6份，胺基抑制剂0.5～0.8份，聚阴离子纤维素(pac-lv)0.5～1份，水解聚丙烯腈铵盐(nh4-hpan)1～1.5份，改性淀粉2～3份，磺化酚醛树脂(smp)1～2份，超细碳酸钙2～3份，乳化石蜡2～3份，聚合醇2～3份，纳微米封堵剂2～3份，黄原胶xc 0.2～0.3份，润滑剂3～7份。

4、更为具体的，所述有机盐为甲酸钠、甲酸钾，优选的，采用甲酸钾。

5、所述胺基抑制剂为有机胺抑制剂wan-1、有机胺抑制剂rs-712、有机胺抑制剂bz-an1、有机胺抑制剂yz-1，优选的，采用有机胺抑制剂yz-1。

6、所述纳微米封堵剂为纳微米二氧化硅、纳微米乳胶封堵剂、纳微米级氧化石墨、柔性聚酯，优选的，采用纳微米二氧化硅。

7、所述润滑剂为柴油、白油、沥青、石墨粉，优选的，采用石墨粉。

8、所述改性淀粉为羧甲基淀粉。

9、所述超细碳酸钙粒度为800目～3000目，优选的，采用粒度为1250目和3000目两种以1：1的比例进行复配。

10、所述聚合醇为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙三醇、乙二醇/丙二醇共聚物、聚醚型多元醇，浊点需低于60℃，优选的，采用聚醚型多元醇，浊点低于60℃。

11、本发明所述的钻井液体系的制备方法为：先加入清水和膨润土，使膨润土充分在水中溶解形成膨润土浆后，加入pac-lv和改性淀粉保护水化效果，然后加入剩余组分处理剂，常温搅拌，转数8000-11000转/分，每种组分加料间隔5分钟，搅拌5分钟，完成配制时间共计150分钟。

12、本发明所述的钻井液体系中，有机盐、nacl、kcl和胺基抑制剂具有协同作用，有机盐、nacl、kcl的分子量小，可以进入粘土结构中氧原子围成的空间中，而合成的胺基抑制剂虽然能吸附包裹在粘土表面，但其分子量较大，无法进入粘土硅氧四面体这样的基本构造单元中，四者复配使用能够取长补短，协同提高抑制性。

13、本发明所述的钻井液体系中，超细碳酸钙、乳化石蜡、聚合醇和纳微米封堵剂的比例会影响钻井液体系的封堵效果。该四种成分比例不同，体系中不同封堵颗粒大小占比不同，形成的泥饼质量不同，从而影响封堵效果。本发明钻井液体系中采用超细碳酸钙2～3份，乳化石蜡2～3份，聚合醇2～3份，纳微米封堵剂2～3份，在该比例范围内，均可实现优异的封堵效果。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明钻井液体系利用有机盐、kcl、nacl和胺基抑制剂的协同作用，使体系具有强抑制性，可有效降低黏土水化分散能力，降低水化垮塌掉块，减少钻井过程中复杂事故的发生。本发明合理设计了钻井液体系中超细碳酸钙、乳化石蜡、聚合醇和纳微米封堵剂的比例，实现从微米到纳米多级复配，形成致密泥饼，可有效提高体系的封堵性能，降低钻井过程中的水相侵入地层岩石层理或微裂隙，维持井眼稳定。本发明钻井液体系中未添加钻井液用柴油或白油作为处理剂，成本更低，环保性能更好。

技术特征：

1.一种适用于页岩油井眼稳定的环保型钻井液体系，其特征在于，主要由下述组分组成：清水100份，膨润土1～3份，有机盐6～8份，kcl 5～7份，nacl 5～6份，胺基抑制剂0.5～0.8份，pac-lv 0.5～1份，nh4-hpan 1～1.5份，改性淀粉2～3份，smp 1～2份，超细碳酸钙2～3份，乳化石蜡2～3份，聚合醇2～3份，纳微米封堵剂2～3份，黄原胶xc 0.2～0.3份，润滑剂3～7份。

2.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征在于，所述有机盐为甲酸钠、甲酸钾。

3.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征在于，所述有机盐为甲酸钠。

4.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征在于，所述胺基抑制剂为有机胺抑制剂wan-1、有机胺抑制剂rs-712、有机胺抑制剂bz-an1、有机胺抑制剂yz-1。

5.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征在于，所述胺基抑制剂为有机胺抑制剂yz-1。

6.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征在于，所述纳微米封堵剂为纳微米二氧化硅、纳微米乳胶封堵剂、纳微米级氧化石墨、柔性聚酯。

7.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征在于，所述纳微米封堵剂为纳微米二氧化硅。

8.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征在于，所述润滑剂为柴油、白油、沥青、石墨粉。

9.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征在于，所述润滑剂为石墨粉。

10.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征在于，所述改性淀粉为羧甲基淀粉。

11.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征在于，所述超细碳酸钙粒度为800～3000目。

12.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征在于，所述超细碳酸钙粒度为采用粒度为1250目和3000目两种以1：1的比例进行复配。

13.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征在于，所述聚合醇为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丙三醇、乙二醇/丙二醇共聚物、聚醚型多元醇，浊点低于60℃。

14.根据权利要求1所述的钻井液体系，其特征在于，所述聚合醇为聚醚型多元醇，浊点低于60℃。

15.根据权利要求1所述的钻井液体系的制备方法，其特征在于，先加入清水和膨润土，使膨润土充分在清水中溶解形成膨润土浆后，加入pac-lv和改性淀粉保护水化效果，然后加入剩余组分的处理剂，常温搅拌，转数8000-11000转/分，每种组分加料间隔5分钟，搅拌5分钟，完成配制时间共计150分钟。

技术总结一种适用于页岩油井眼稳定的环保型钻井液体系，属于石油、天然气勘探开发过程中的钻井液领域。该钻井液体系由下述组分组成：清水、膨润土、有机盐、KCl、NaCl、胺基抑制剂、聚阴离子纤维素、水解聚丙烯腈铵盐、改性淀粉、磺化酚醛树脂、超细碳酸钙、乳化石蜡、聚合醇、纳微米封堵剂、黄原胶及润滑剂。本发明钻井液体系具有强抑制性和强封堵性，可有效降低黏土水化分散能力，同时降低钻井过程中的水相侵入地层岩石层理或微裂隙，从而能够维持井眼稳定，减少钻井过程中复杂事故的发生。本发明钻井液体系中未添加钻井液用柴油或白油作为处理剂，成本更低，环保性能更好。技术研发人员：郭定雄,刘明涛,王俊英,杜昌雷,杜新军,李庆明,郭翔,董畅,宋学义,王斐,周明强,王奇,杨杨受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2