防塌钻井液及其制备方法和应用与流程

本发明涉及石油工程钻井液，具体涉及一种防塌钻井液及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着油气勘探开发的不断发展，深部油气资源成为新的开发热点，但随着钻井深度的增加，井底温度高达240℃，井下高温环境将会导致钻井液中的增黏剂、降滤失剂等关键处理剂失效，黏度、切力和高温高压滤失量等性能难以控制，造成井壁坍塌、掉块等井下复杂，影响钻井施工质量及成本。

2、目前钻井施工中为了节约成本，往往需要简化井身结构，同一开次钻揭多套地层，从而导致裸眼段变长。为了保证长裸眼段井壁稳定，不仅要保证钻井液在高温状态下具有较强的沉降稳定性，还要确保钻井液具有充足的抑制性，以防止长裸眼段发生井壁失稳。

3、目前，国外水基钻井液使用温度已超过260℃，国内水基钻井液抗温能力普遍在230℃以下。与国外相比，国内抗高温钻井液技术尚存在一定差距，尤其是在抗高温处理剂研发方面差距较大。

4、现有技术中，cn112175593a公开了一种抗高温钻井液体系，以抗高温改性淀粉fsl180-lv和抗高温抗盐降滤失剂kj-3作为体系的核心处理剂。该体系抗温为180℃，但是没有提及该体系的抑制性能，且该体系抗温性与超高温井依然存在一定差距。

5、cn105001839a公开了一种抗高温高密度钻井液体系，该体系是以redu1和redu200作为抗钙降滤失剂，密度最高达2.30g/cm3，抗温220℃，该体系在高温下具有较强的稳定性和抗温能力，但未提及体系的抑制性。为了解决现有钾胺基聚磺钻井液体系抑制性差和抗温性不足的问题，亟需开展抗高温强抑制防塌钻井液体系研究。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的钾胺基聚磺钻井液体系抑制性差和抗温性不足的问题，提供一种防塌钻井液及其制备方法与应用。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种防塌钻井液，其中，以重量份计，该钻井液包含：水100份、加重剂0.1-300份、凹凸棒土1-5份、ph调节剂0.05-0.15份、增黏剂0.1-0.5份、聚合物降滤失剂0.7-4份、磺化降滤失剂1-4份、防塌剂1-5份、润滑剂0.5-1.5份、随钻暂堵剂0.1-6份、抑制剂3-35份。

3、本发明第二方面提供一种防塌钻井液的制备方法，所述方法包括如下步骤：将凹凸棒土依次与抑制剂、聚合物降滤失剂、防塌剂、磺化降滤失剂、ph调节剂、润滑剂、随钻暂堵剂、增黏剂和加重剂进行混合并搅拌，得到防塌钻井液。

4、本发明第三方面提供一种防塌钻井液在高温钻井防塌方面的应用。

5、通过上述技术方案，本发明提供的防塌钻井液到以下几个方面的技术效果：

6、(1)通过研选得到增黏剂、聚合物降滤失剂、磺化降滤失剂、防塌剂和抑制剂，显著提升了钻井液体系的抗温性和抑制性，其抗温可达250℃。

7、(2)本发明提供的防塌钻井液创造性地使用了自研树枝状聚合物降滤失剂smdp-2，可有效提高该体系的降滤失性，有利于形成薄而致密的泥饼。

8、(3)该体系具有良好的流变性、抗温能力和抑制性，抗钙离子浓度达到14400mg/l，能够满足油田现场施工需求。

9、(4)该体系具有良好的封堵防塌能力，可有效抑制水化膨胀，提高井壁稳定性。

技术特征：

1.一种防塌钻井液，其特征在于，以重量份计，该钻井液包含：水100份、加重剂0.1-300份、凹凸棒土1-5份、ph调节剂0.05-0.15份、增黏剂0.1-0.5份、聚合物降滤失剂0.7-4份、磺化降滤失剂1-4份、防塌剂1-5份、润滑剂0.5-1.5份、随钻暂堵剂0.1-6份、抑制剂3-35份。

2.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于，所述增黏剂选自丙烯酰胺-磺化甲基丙烷共聚物、乙烯基类聚合物和丙烯酰胺共聚物中的一种或几种，优选为乙烯基类聚合物，更优选为乙烯基类聚合物he150。

3.根据权利要求1或2所述的钻井液，其特征在于，所述聚合物降滤失剂选自双烯磺酸类抗高温聚合物降滤失剂pfl-l、树枝状聚合物smdp-2、石油树脂共聚物sgw中的一种或几种，优选为树枝状聚合物smdp-2。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的钻井液，其特征在于，所述磺化降滤失剂选自磺甲基酚醛树脂smp-3和/或褐煤树脂spnh，优选为磺甲基酚醛树脂smp-3。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的钻井液，其特征在于，所述防塌剂选自高酸溶磺化沥青ff-1、磺化沥青hq-10、褐煤类抗温抗盐降失水剂kft-2中的一种或几种，优选为磺化沥青hq-10和/或褐煤类抗温抗盐降失水剂kft-2，更优选为磺化沥青hq-10。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的钻井液，其特征在于，所述抑制剂为氯化钾和聚醚的混合物或氯化钠和聚醚的混合物，其中，氯化钾和聚醚的重量比为5-15:1-5，氯化钠和聚醚的重量比为5-15:1-5；优选抑制剂为氯化钾和聚醚的混合物。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的钻井液，其特征在于，所述加重剂选自重晶石、锰矿粉、钛铁粉和铁矿粉中的一种或几种，优选为重晶石；

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的钻井液，其特征在于，所述钻井液在250℃的表观黏度为28-30mpa·s，塑性黏度为18-19mpa·s，动切力为9-12pa，api滤失量为3.4-3.8ml，hthp滤失量为9.8-10.8ml，高温沉降系数为0.515-0.52。

9.一种防塌钻井液的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将凹凸棒土依次与抑制剂、聚合物降滤失剂、防塌剂、磺化降滤失剂、ph调节剂、润滑剂、随钻暂堵剂、增黏剂和加重剂进行混合并搅拌，得到防塌钻井液。

10.权利要求1-8任意一项所述的防塌钻井液在高温钻井防塌方面的应用。

技术总结本发明涉及钻井液技术领域，公开了一种防塌钻井液及其制备方法和应用，以重量份计，该钻井液包含：水100份、加重剂0.1‑300份、凹凸棒土1‑5份、pH调节剂0.05‑0.15份、增黏剂0.1‑0.5份、聚合物降滤失剂0.7‑4份、磺化降滤失剂1‑4份、防塌剂1‑5份、润滑剂0.5‑1.5份、随钻暂堵剂0.1‑6份、抑制剂3‑35份；本发明的防塌钻井液，抗温能力可达250℃，抗钙离子浓度达到14400mg/L，高温下钻井液具有良好的流变性、滤失性、沉降稳定性和抗钙性，可有效解决现有钾胺基聚磺钻井液体系抗温性差的问题。技术研发人员：徐江,张栋,金军斌,王伟吉,董晓强受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9