[发明专利]一种低密度水基钻井液及其制备方法

说明书

本发明提供一种安全钻穿长裸眼辉绿岩地层的低密度水基钻井液体系，包含以重量份计的以下组分：水100重量份、配浆土0.5～5.0重量份、纯碱0.003～0.25重量份、降滤失剂0.2～8.0重量份、磺化材料1.0～10.0重量份、润滑剂0.1～2.0重量份、防塌剂1.0～6.0重量份、随钻封堵剂1.0～6.0重量份、pH调节剂0.01～0.4重量份和加重剂40～80重量份，还可包括无机盐0.1～10.0重量份。该钻井液具有良好的流变性以及携岩能力，通过提高体系的随钻封堵及防塌性能，不仅能够安全钻穿辉绿岩地层，而且能满足辉绿岩掉块及时返出地面，能有效避免卡钻，保证安全钻进，缩短建井周期。

技术领域

本发明涉及油田钻井液技术领域，具体涉及一种适用于长裸眼辉绿岩地层钻进的低密度水基钻井液体系及其制备方法。

背景技术

随着石油勘探领域的不断扩大，深井、超深井是今后钻探的重点，所钻遇的地层条件也日益复杂。其中辉绿岩是深部复杂井段经常钻遇的侵入体类型之一，具有埋藏深、密度高、硬度大以及地层温度高的特点。水基钻井液由于具有良好的性价比，是目前应用最广泛的钻井液体系。在长裸眼井段钻遇辉绿岩地层时，为平衡辉绿岩地层的坍塌压力通常采用水基钻井液密度范围在1.75～1.85g/cm³。钻井液密度高不仅容易压漏地层、体系的流变性不易调节，而且因为配制时需要加入大量的加重材料造成钻井成本上升和固相含量升高。此外，体系中高固相含量也不利于提高钻井速度，给安全、经济和快速钻进带来很大压力。

为安全钻穿辉绿岩地层、将钻屑及时携带出地面并降低辉绿岩地层钻进时的卡钻风险，通常的做法是采用密度高于1.75g/cm³的高密度水基钻井液钻进，即通过提高水基钻井液密度平衡刚钻穿的辉绿岩地应力，减少辉绿岩的掉块数量，降低卡钻风险。目前已见多篇高密度钻井液室内研制的相关文献和专利。例如王富华(石油学报，2010，31(2):306-310)开展了好密度水基钻井液高温高压流变性研究，建立并预测了水基钻井液粘度与温度、压力关系模型。专利CN103361038公开了一种高温高密度淡水钻井液，强调了耐高温、抗污染能力。上述文献中研发的水基钻井液均为高密度体系。对长裸眼井段而言，高密度钻进容易压漏上部地层，存在较大的漏失和卡钻风险。

发明内容

为克服钻进长裸眼地层时存在的上述问题，保证辉绿岩钻屑及掉块及时携至地面，降低长裸眼地层漏失风险以及因掉块造成的卡钻风险，确保井下安全，本发明提供了一种应用效果好、密度范围在1.35～1.64g/cm³的低密度水基钻井液。该体系具有良好的流变性、润滑性、随钻封堵以及防塌性能，满足辉绿岩掉块及时返出地面，保证辉绿岩地层的安全钻进。

本申请目的之一是提供一种安全钻穿长裸眼辉绿岩井段的低密度水基钻井液。

所述的辉绿岩钻进用低密度水基钻井液是由包括以下组分的原料制备的，各组分以重量份计为：

所述低密度水基钻井液pH值在8～11，体系密度范围1.35～1.64g/cm³。

所述低密度钻井液中，包含水、配浆土、降滤失剂、磺化材料、润滑剂、防塌剂、封堵剂、pH调节剂、加重剂等主要组分。其中，所述降滤失剂具有降滤失、调整流型、护壁和稳定胶体体系的作用；所述磺化材料具有降滤失、防塌效果；所述润滑剂具有降低摩阻作用，所述防塌剂和随钻封堵剂用于保持井壁稳定；所述pH调节剂调整低密度钻井液pH值，有助于配浆土、磺化材料效果的发挥；所述加重剂用于调整钻井液密度，保持地层应力平衡、防止地层坍塌的作用。

所述的配浆土可选自钠基膨润土、钙基膨润土以及钙基钠化膨润土中的至少一种。