一种利用压裂返排液配制强抑制性钻井液的方法及水基钻井液与流程

本方案涉及油气田开发中废弃物资源化利用，具体涉及一种利用压裂返排液配制强抑制性钻井液的方法。

背景技术：

1、压裂返排液是油气田压裂作业后返排出的一种含有固相的液体，其主要成分包括瓜胶、防腐剂、破胶剂、石油类及其它各种化学添加剂。这类液体具有“三高”(高cod值、高稳定性、高粘度)特征，如果不经过处理而直接外排，将会对环境造成严重的危害。在油气田开发中，压裂已成为低渗油气田开发的主导技术，而压裂作业结束后产生的压裂返排液处理一直是油气行业面临的重要难题。压裂返排液处理难度大，处理成本高，其中含有大量的有害固体悬浮物、难降解有机物、石油类等污染物，具有黏度、浊度、有机污染物(以cod为检测指标)含量高且稳定性强的特点。

2、如果通过特定的配方和工艺，将压裂返排液转化为可用于钻井作业的钻井液，不但可以实现对压裂返排液的高效处理和资源化利用，还可以利用返排液中的粘土护胶剂(如kcl、铵盐等)的强抑制性配制出强抑制性水基钻井液。强抑制性钻井液是一种以水作连续相的钻井液，其具有良好的抑制性和稳定性，能够有效防止井壁坍塌和地层污染。通过将压裂返排液转化为强抑制性钻井液，不仅可以解决压裂返排液的处理问题，还可以降低钻井成本，提高钻井效率。这种技术具有广阔的应用前景和重要的环保意义。

3、用清水和膨润土配制钻井液时，膨润土颗粒水化膨胀分散为更小的粘土片，粒径由几百个微米降低至几个微米。分散后的粘土片在水中形成具有网络结构的稳定基础钻井液。但是由于压裂液在配置的时候加入了大量的kcl等作为粘土护胶剂，返排液中kcl的浓度高达5％以上。由于kcl的强抑制性导致返排液直接用膨润土配制基础钻井液时膨润土颗粒不能膨胀分散为更小颗粒，不能在水中形成具有网络结构的稳定基浆，即无法直接配制水基钻井液。此外，如果直接将高浓度盐水加入清水配制的基础钻井液中则会因为强电解质对粘土片扩散双电层的压缩，导致网络结构坍塌，产生絮凝作用，也不能配制出所需要的水基钻井液。

技术实现思路

1、为此，需要提供一种新型的用压裂返排液配置强一致性钻井液的方法，能够利用废弃资源，节省开支，提升产物的有效利用率。

2、为实现上述目的，发明人提供了一种利用压裂返排液配制强抑制性钻井液的方法，包括以下步骤：

3、第一步，在容器中加入清水，边搅拌边加入占清水质量5％-10％的膨润土，继续搅拌3h-10h，所述清水为弱碱性水，所述膨润土为市售油田钻井液用合格产品；

4、第二步，边搅拌边向上述容器中加入碳酸钠，边加边测ph，调节ph为8.5-10，继续搅拌5-6.5h；

5、第三步，边搅拌边向上述容器中的上述混合液中加入占总质量0.5％-1.6％的护胶剂，搅拌均匀，继续搅拌6h-9h；

6、第四步，边搅拌边向上述容器中匀速加入第三步配制出的胶液体积1.5倍-3倍的压裂返排液，控制加入速度为每小时占第三步配制出胶液体积的20％-50％，压裂返排液全部加入后继续搅拌2h-6h；所述压裂返排液为强抑制性返排液。

7、本申请的一实施例中，所述清水为含有钙离子、镁离子及钾离子的弱碱性水。

8、本申请的一实施例中，钙镁离子总含量不大于1000mg/l、钾离子含量不大于100mg/l。

9、本申请的一实施例中，所述护胶剂为工业级的聚乙烯醇1788。

10、本申请的一实施例中，所述护胶剂为聚乙烯吡咯烷酮。

11、本申请的一实施例中，所述护胶剂为工业级水解度为50％分子量为1500万的部分水解聚丙烯酰胺及其组合物。

12、本申请的一实施例中，第四步中控制匀速加入第三步配制出的胶液体积3倍的压裂返排液，加入速度为每小时占第三步配制出胶液体积的50％；

13、或，控制匀速加入第三步配制出的胶液体积1.5倍的压裂返排液，加入速度为每小时占第三步配制出胶液体积的20％。

14、本申请的一实施例中，所述压裂返排液为油气田裂液生产作业所用瓜胶基压裂液施工完成后的返排液或油气田裂液生产作业所用聚合物基压裂液施工完成后的返排液或油气田裂液生产作业所用粘弹性表面活性剂压裂液施工完成后的返排液。

15、本申请的一实施例中，所述压裂返排液为含有kcl的压裂返排液。

16、一种水基钻井液，所述水基钻井液为依照权利要求1-9其中一项所述方法制备获得的。

17、本发明的有益结果为：由于本发明首先用清水配置了浓度较高的膨润土浆，粘土已经分散为更小的片层结构，加入了护胶剂，对膨润土形成的胶体有保护和稳定作用，且对钾离子有一定的屏蔽作用，针对富含钾离子的压裂返排液能够调配使得钻井液保持稳定，膨润土不沉降以利用返排液中的kcl提高钻井液的抑制性，粘土膨胀率降低30-50％，同时实现了废弃物的资源化利用。

技术特征：

1.一种利用压裂返排液配制强抑制性钻井液的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的利用压裂返排液配制强抑制性钻井液的方法，其特征在于，所述清水为含有钙离子、镁离子及钾离子的弱碱性水。

3.根据权利要求2所述的利用压裂返排液配制强抑制性钻井液的方法，其特征在于，钙镁离子总含量不大于1000mg/l、钾离子含量不大于100mg/l。

4.根据权利要求1所述的利用压裂返排液配制强抑制性钻井液的方法，其特征在于，所述护胶剂为工业级的聚乙烯醇1788。

5.根据权利要求1所述的利用压裂返排液配制强抑制性钻井液的方法，其特征在于，所述护胶剂为聚乙烯吡咯烷酮。

6.根据权利要求1所述的利用压裂返排液配制强抑制性钻井液的方法，其特征在于，所述护胶剂为工业级水解度为50％分子量为1500万的部分水解聚丙烯酰胺及其组合物。

7.根据权利要求1所述的利用压裂返排液配制强抑制性钻井液的方法，其特征在于，第四步中控制匀速加入第三步配制出的胶液体积3倍的压裂返排液，加入速度为每小时占第三步配制出胶液体积的50％；

8.根据权利要求1所述的利用压裂返排液配制强抑制性钻井液的方法，其特征在于，所述压裂返排液为油气田裂液生产作业所用瓜胶基压裂液施工完成后的返排液或油气田裂液生产作业所用聚合物基压裂液施工完成后的返排液或油气田裂液生产作业所用粘弹性表面活性剂压裂液施工完成后的返排液。

9.根据权利要求1所述的利用压裂返排液配制强抑制性钻井液的方法，其特征在于，所述压裂返排液为含有kcl的压裂返排液。

10.一种水基钻井液，其特征在于，所述水基钻井液为依照权利要求1-9其中一项所述方法制备获得的。

技术总结一种利用压裂返排液配制强抑制性钻井液的方法及水基钻井液，其中方法包括以下步骤：第一步，在容器中加入清水，边搅拌边加入占清水质量5％‑10％的膨润土，继续搅拌3h‑10h，所述清水为弱碱性水，所述膨润土为市售油田钻井液用合格产品；第二步，边搅拌边向上述容器中加入碳酸钠，边加边测pH，调节pH为8.5‑10，继续搅拌5‑6.5h；第三步，边搅拌边向上述容器中的上述混合液中加入占总质量0.5％‑1.6％的护胶剂，搅拌均匀，继续搅拌6h‑9h；第四步，边搅拌边向上述容器中匀速加入第三步配制出的胶液体积1.5倍‑3倍的压裂返排液，继续搅拌2h‑6h。本发明对膨润土形成的胶体有保护和稳定作用，提高钻井液的抑制性，实现了废弃物的资源化利用。技术研发人员：张云月,田涛,郭文祥,宋欣欣,惠春,康少伟,汤颖受保护的技术使用者：陕西煤田地质油气钻采有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6