[发明专利]一种冻土层或严寒地区钻探用耐超低温钙基低固相钻井液

说明书

技术领域

 本发明涉及冻土层地区或冬季严寒地区钻探用钻井液及其配制方法。

背景技术

在新疆、青海、西藏、黑龙江等地钻探施工时，常会遇到冻土层和冬季严寒超低温环境。在这类低温环境中钻探施工时，由于钻孔内温度和环境温度达到甚至超过-30℃（超低温），经常发生钻井液结冰，导致钻井液无法循环，钻具被冻在孔内而无法继续施工。越冬后冻土层融化时，钻井液也可能发生由于失去胶结物丧失护壁能力而导致的地层失稳。所以急需研究一种适合于超低温条件下使用的钻井液。目前，大部分低温钻井液使用以烃类物质为基础加有各种添加剂的液体(TC21型航空燃料、柴油机燃料等)、乙醇水溶液、乙二醇水溶液等无固相钻井液，这类钻井液不仅对环境有一定污染，并且成本较高。另外，无固相钻井液对地层适应性相对较差，在使用上具有一定的局限性。所以，本发明提出了一种适用于超低温环境的低固相钻井液，该钻井液在低温环境下具有良好的流变性、悬浮携带能力，还具有很好的护壁作用，对复杂地层具有较好的适应性，为我国超低温冻土层和冬季严寒地区勘探施工提供技术支撑。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于冻土层和冬季严寒地区钻探用耐超低温钙基低固相钻井液，其特征在于，由如下重量份数的组分组成：

水                         100份；

氯化钙                   10~30份； 

多功能复合剂              1~10份；

降粘剂                  0.5~2.0份；

降滤失剂                0.1~1.0份；

润滑剂                     1~5份；

消泡剂                     1~3份。

优选地，上述的钻井液由如下重量份数的组分组成：

水                         100份； 

氯化钙                   25~30份； 

多功能复合剂               3~5份；

降粘剂                  0.5~2.0份；

降滤失剂                0.1~1.0份；

润滑剂                     3~5份；

消泡剂                     2~5份。

优选地，所述降粘剂为磺化单宁和两性离子聚合物降粘剂XY27中的一种或其混合物，降滤失剂为磺化酚醛树脂和水解聚丙烯腈钾盐中的一种或其混合物。

本发明提供的耐超低温钙基低固相钻井液制备方法是按重量份取氯化钙、多功能复合剂、降粘剂、降滤失剂、润滑剂和消泡剂依次加入水中，充分搅拌均匀即可。

本发明有益效果是：提供一种适用于冻土层和冬季严寒地区钻探用耐超低温钙基低固相钻井液，该钻井液在超低温条件下，具有良好的流变性、护壁性，悬浮能力强，有利于携带岩屑，对复杂地层具有较强的适应性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利的限定。

本发明提供的耐超低温钙基低固相钻井液制备方法是：按重量份取氯化钙 10~30份、多功能复合剂1~10份、降粘剂0.5~2.0份、降滤失剂0.1~1.0份、润滑剂1~5份和消泡剂1~3份加入到100份水中，充分搅拌均匀即可。

其中，氯化钙，用于降低钻井液凝固点。可选用任何市售常用的氯化钙，如：金汇太亚（北京）化学试剂有限公司生产的氯化钙、天津市鑫大宇化工有限公司生产的氯化钙。

多功能复合剂，用于配制低固相钻井液。多功能复合剂是一种将酰胺基（—CONH₂）和羧钠基（—COONa）基团引入钠膨润土中制备得到的复合型钻井液材料。可选用任何市售常用的多功能复合剂，例如：北京市诚通钻井材料厂生产的多功能复合剂。

降粘剂，用于降低钻井液粘度。可选用任何市售常用的磺化单宁和两性离子聚合物降粘剂XY27中的一种或其混合物。具体地，如：河南省铭泰化工有限公司生产的磺化单宁、郑州市意隆化工有限公司生产的磺化单宁、任丘市佳孚化工有限公司生产的两性离子聚合物降粘剂XY27、濮阳市洪旗化工有限公司生产的两性离子聚合物降粘剂XY27。