[发明专利]碳酸盐钻井液

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井用钻井液技术领域，是一种碳酸盐钻井液。

背景技术

钻井液是一种在钻井过程中具有携带清除钻屑、冷却润滑钻头、平衡地层压力、保护井壁稳定及保护油层不受伤害等多种作用的工作流体，其性能直接影响到钻井效率、井下安全和成本控制，是钻井工程技术的重要组成部分。

盐膏层是岩盐（碱金属和碱土金属氯化物）地层和膏盐（硫酸盐）地层的统称。在盐膏层中，还含有大量其他矿物，如常见的石英、长石、碳酸岩盐及各种粘土矿物。盐膏层是钻井过程中经常钻遇的地层，由其引起的井下复杂情况或由它诱发的其他各种井下恶性事故，对钻井工程危害性极大，一直是国内外钻井界特别关注的问题。但由于其原因复杂，制约因素多，使之成为国内外钻井、完井工程至今未能完全解决的重大技术难题。我国的钻井泥浆工作者对盐膏钻井液技术开展了大量的研究工作，取得了较大的进展，形成了对付盐膏层的钻井液体系配方，比较好地防止和解决了盐膏层钻井液难题。现有的对付盐膏层钻井液技术有欠饱和盐水钻井液，饱和盐水钻井液，油基钻井液。在对付盐膏层的同时，伴随有CO₃^2-、HCO₃^-污染，使得钻井液流型难以控制，甚至诱发其他井下复杂事故。现有的思路是在钻井液中加入CaO或钙盐，使其生成CaCO₃沉淀而除去。这样看来好象是解决了CO₃^2-、HCO₃^-污染问题。但是，在钻遇大段含CO₃^2-、HCO₃^-地层或可溶性的碳酸盐、碳酸氢盐时，常规思路引入Ca^2-来消除CO₃^2-、HCO₃^-污染，然而在可溶性的碳酸盐、碳酸氢盐地层存在着溶解平衡的问题，CO₃^2-、HCO₃^-在钻井液中减少就会使地层的可溶性碳酸盐、碳酸氢盐不断溶解，这样处理，会造成井壁垮塌，从而带来一系列井下复杂问题。因此，现有的处理技术已经不能满足现场钻碳酸盐、碳酸盐岩的钻井液技术需求。例如准噶尔盆地西部隆起乌夏断裂带的风城1井、风南5井都钻遇大段（200至800m不等）碳酸氢钠岩盐，现场钻井液采用了聚磺-钾钙基钻井液和有机盐-钾钙基钻井液，不断的处理造成钻井液成本升高，测试钻井液中CO₃^2-、HCO₃^-总含量浓度在60000至100000ppm，使得钻井液具有很高的粘切，没有从根本上解决CO₃^2-、HCO₃^-污染问题。

发明内容

本发明提供了一种碳酸盐钻井液，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有钻井液在钻遇大段含CO₃^2-、HCO₃^-地层或可溶性的碳酸盐、碳酸氢盐时造成井壁垮塌而引发一系列井下安全隐患的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种碳酸盐钻井液按重量百分数含有可溶性碳酸氢盐8%至20%、抑制剂0.5%至10%、封堵剂0.1%至5%、膨润土0.5%至5%、降滤失剂0.2%至6%、包被剂0.1%至0.5%、加重剂0.5%至70%、余量的水。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述碳酸盐钻井液按重量百分数还含有流型调节剂0.1%至1.5%或/和润滑剂0.1%至2%。

上述可溶性碳酸氢盐为碳酸氢钠或碳酸氢钾。

上述抑制剂为钾钙复合抑制剂、氯化钾、硅酸钾、甲酸钾、有机盐、胺基聚合物和季铵盐阳离子中的一种或一种以上组合物。

上述封堵剂为阳离子改性沥青、磺化沥青、天然沥青粉、阳离子乳化沥青、胶体沥青、胶乳和乳化石蜡中的一种或一种以上组合物。

上述降滤失剂为羧甲基淀粉、水解聚丙烯晴铵盐、磺化酚醛树脂、腐植酸多元共聚物、聚阴离子纤维素和羧甲基纤维素中的一种或一种以上组合物。

上述包被剂为两性离子聚合物或阳离子聚合物；流型调节剂为特种稀释剂TX或两性离子聚合物降粘剂XY-27或聚合物降粘剂SK-3；润滑剂为液体润滑剂；加重剂为重晶石或铁矿粉。