[发明专利]一种聚胺钻井液

说明书

技术领域

本发明属于石油化工钻井技术领域，提供一种用于高造浆、高水敏地层和失稳地层钻探工程用的聚胺钻井液。

背景技术

页岩抑制剂在油气井钻探中扮演着非常重要的角色，尤其是在高造浆、高水敏地层和失稳地层的油井钻探中，由于页岩水化(表面吸附和渗透吸附)问题严重，导致页岩剥落、井眼扩大、形成砂桥或下钻不到底、卡钻、清洁井眼困难等一系列问题。

国内传统的页岩抑制剂主要有KCl、磺化沥青、腐殖酸钾盐和各种季铵盐。近年来出现了一些新型的抑制剂，如：阳离子类抑制剂、两性离子类抑制剂、MMH正电胶类抑制剂和聚合醇类抑制剂。但是这些抑制剂对于高造浆、高水敏地层抑制能力不够，在新疆地区和川西地区，井壁稳定性问题依然是困扰这些地区深井勘探开发的瓶颈问题，因井壁严重失稳、垮塌掉块等导致井下复杂，进一步诱发了井内事故。

含胺优质水基钻井液是近年来提出的符合现代钻井要求的高性能水基钻井液。该钻井液含有一种胺类抑制剂，并通常包括聚合物包被剂、降滤失剂、增黏剂、润滑剂等环境友好型的处理剂，它在提供类似油基钻井液优良性能的同时，又兼有水基钻井液综合成本低、保护环境的优点。

M-I公司近几年推出的“ULTRADRIL”钻井液，其实质就是加入了一种新型的胺基低分子量聚合物。

目前国内对新型结构的聚胺类页岩抑制剂研究开发刚起步，仅处于初步的研究报道阶段，长江大学、中国石油勘探开发研究院、中国石油集团钻井工程技术研究院的一些专家学者分别报道了“ULTRADRIL”钻井液体系及其性能，大港、冀东及湛江等油田也对“ULTRADRIL”钻井液进行了现场应用实验研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种对水敏性泥页岩具有极强的抑制作用，适用于高水敏的、粘土含量较高的油藏油气钻探工程用的聚胺钻井液。

本发明的目的通过以下技术方案来实现的：该聚氨钻井液是一种聚氨类钻井液体系，主要含0.1～5%页岩抑制剂，0.1%～5%降滤失剂，0.1～5%包被剂，0.1～5%润滑剂，0～5%增粘剂，0～5%封堵剂，1～10%配浆土，各组分以质量百分比计。

一般地，所述各组分具有以下特征：

1）所述的页岩抑制剂为聚胺类物质，该聚胺具有以下三种结构通式中的一种：

                                                              (1)

其中R₁、R₂是可独立选择的包含支链或者直链脂肪族C₂~C₄基团;m:0~23；n: 0~23；m+n:2~23; 

                             (2)

 其中R是氢包含支链或者直链脂肪族C₁~C₁₀基团，R¹、R²、R³是可独立选择的氢、包含支链或者直链脂肪族C₁~C₁₀基团、包含1～15个环氧乙烷或者环氧丙烷链节的羟烷基基团；

           (3)                                                                      

聚胺数均分子量：100～1000，其中R₁、R₂和R₃是可独立选择的包含支链或者直链脂肪族C₂~C₄基团;m:0~23；n: 0~23；m+n:2~23;R₄和R₅是相同或不同的并且是氢或具有1至6个碳原子并且可能含有硫、氧、磷元素的有机基团。

2）降滤失剂为羧甲基纤维素（CMC）系列、聚丙烯酸(PAC)系列、磺化酚醛树脂（SMP）系列、水解聚丙烯腈盐（HPAN）系列、丙烯酸盐(SK)系列中的一种或者几种的混合物，加量为钻井液体系质量的0.1～5%。

3）包被剂为聚丙烯酰胺系列或两性离子聚合物（FA）系列产品，加量为钻井液体系质量的0.1～5%。

4）润滑剂为非离子表面活性剂，加量为钻井液体系质量的0.1～5%。

5）增粘剂为XC生物聚合物——黄原胶系列，加量为钻井液体系质量的0～5%。

6）封堵剂为改性沥青系列产品，加量为钻井液体系质量的0～5%。