[发明专利]一种有机胺强抑制防塌钻井液体系及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井液，特别涉及一种具有强抑制性适合于长庆油田气井水平井斜井段石盒子和石千峰组泥页岩段井壁稳定的有机胺强抑制防塌钻井液体系及其制备方法。

背景技术

天然气水平井钻遇石千峰组和石盒子组(简称“双石层”)时，双石层泥页岩属于蒙脱石类，与水发生吸水膨胀，导致井眼缩径，起下钻遇阻或钻进时扭矩偏大，严重时井壁发生坍塌，甚至因坍塌引起掉钻具等井下事故。处理类似井下事故将会浪费大量的钻进时间，同时开发成本也急剧上升，更为严重时有可能使井报废。

因为“双石层”大都处在大斜度的关键井段，下部的岩石对其上部岩石的支撑作用相对较小或者没有；钻速相对较慢，延长了钻井液对岩石的浸泡时间。这些因素都加剧了它们的跨塌，致使井壁失稳，严重影响地质资料的录取、钻井速度、质量及成本。甚至有时会因井壁不稳定而无法钻达目的层的井下严重事故，延误勘探与开发的速度，影响经济效益。可见，抑制泥页岩吸水膨胀，阻止泥页岩坍塌，是减小斜井段井下事故、提高机械钻速的主要措施和先决条件。

因此，要解决水平井大斜度井段“双石层”的井壁垮塌问题，必须将力学平衡和化学抑制二者结合加以研究。稳定井壁，国内外基本都是从力学平衡和化学抑制两个方面采取措施。提高钻井液的化学抑制性，主要依靠选取适当的化学抑制剂，阻止泥页岩吸水膨胀。一般都习惯于利用一种阳离子，中和粘土表面的负电荷，压缩泥页岩的双电层。力学方面主要依靠找到适当的安全密度范围，在井壁不漏的前提下，尽量提高钻井液的密度，平衡地层压力。

在长庆油田气井水平井钻井过程中会钻遇多个相对不稳定的泥页岩层位，由于泥页岩容易吸水膨胀引起井壁失稳造成井下复杂，使得井壁失稳问题一直是制约正常快速钻井、钻井提速的一个难题，甚至影响到油田的开发速度和效益。

因而，针对上述问题在现有技术中也提出过具有强抑制性的钻井液体系，例如中国专利号“200810232642.9”公开的一种强抑制性双钾离子-聚合物钻井液，其申请日为2008年12月15，公开日为2009年05月13。其虽然具有良好的抑制性，但在实际应用中却存在如下不足：一、存在体系矿化度高而影响电测和其他处理剂的使用效果，致使成本提高；二、泥页岩二次回收率较一次回收率降低幅度大，主抑制剂的加量大，致使现场维护劳动强度高，而且相应的成本也较高；三、体系氯离子含量高，对钻具具有腐蚀作用；四、体系对环境不友好。

发明内容

本发明的目的在于克服现有强抑制性双钾离子聚合物钻井液体系存在的上述问题，提供一种能有效稳定“双石组”泥页岩的有机胺强抑制防塌钻井液体系及基制备方法，本发明通过有机胺抑制剂和有机盐抑制剂的协同结合，形成有机胺强抑制防塌钻井液体系，同时再从力学平衡角度适当提高钻井液的密度，稳定“双石组”泥页岩井壁，并通过调节钻井液的流变性，形成具有强抑制性的有机胺强抑制防塌钻井液体系。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种有机胺强抑制防塌钻井液体系，其特征在于，包括如下重量百分比的组份：

余量为水。

所述的有机胺抑制剂G319-FTJ为胺基羟基聚醚。

所述有机抑制剂为聚丙烯酸钾K-PAM。

所述的提粘切剂为黄原胶和羟丙基瓜胶按体积比1∶1的混合物。

所述的防腐剂为甲醛或戊二醛。

所述的消泡剂为有机硅消泡剂。

一种有机胺强抑制防塌钻井液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

①、通过水的密度与体积相互转化关系，在现场配浆罐内装入一定重量的清水，根据水的重量计算好各种材料的用量。

②、根据计算用量，将有机抑制剂KPAM、提粘切剂ASV-2、低粘聚阴离子纤维素、高粘聚阴离子纤维素以上述加料比例混合均匀，测量并记录混合均匀之后的密度。

③、通过密度与体积之间的转化关系式，根据配方比例，计算有机胺抑制剂G319-FTJ的用量，然后根据其用量将G319-FTJ加入到溶液中并搅拌使其充分溶解；

④、视需要，加入重晶石调节密度到所需值，视需要加入防腐剂甲醛或/和消泡剂。

⑤、用烧碱NaOH将PH调节至9-10。

采用本发明的优点在于：