[发明专利]一种抗高温无粘土的水基钻井液

说明书

本发明涉及石油钻井工程技术领域，尤其涉及一种抗高温无粘土的水基钻井液，该种水基钻井液具有优良的热稳定性、抑制性以及抗污染性能，还具有良好的环境适应性，可以满足含有泥页岩地层的钻进要求，尤其适合非常规地层以及长水平段水平井的钻进需求；同时与油基钻井液相比，成本显著降低。一种抗高温无粘土的水基钻井液，包括按重量份数配置的如下组分：水100份；pH调节剂0.01‑0.5份；抗高温聚合物5‑8份；降滤失剂3‑8份；流型调节剂0.5‑3份；页岩抑制剂4‑10份；加重剂0‑770份。

技术领域

本发明涉及石油钻井工程技术领域，尤其涉及一种抗高温无粘土的水基钻井液。

背景技术

通常来说，水基钻井液会使用廉价的粘土基增粘剂（如膨润土）来提高钻井液的粘度、悬浮性、滤失性。但是膨润土主要通过水化作用来提高淡水钻井液的粘度，这种情况下，矿化度的提高将会使粘土去水化、膨胀性降低、絮凝等，从而导致粘度迅速降低和滤失量急剧升高。虽然粘土基钻井液通过某种方法处理可以克服上述困难，但是在高温条件下，粘土将会发生不可逆的絮凝和胶凝，抗高温高性能钻井液体系具有很好的悬浮稳定性和高温稳定性，这种特性具有很强的抗絮凝作用。尽管该体系的热稳定性很好，但是如果体系中胶体含量增加也会导致机械钻速降低。因此，为了使机械钻速最优，需要尽量降低固相体积含量。大多数的水基钻井液由于使用了生物聚合物增粘剂（如黄原胶、改性淀粉或纤维素产品）来提高钻井液粘度和降低滤失量，只能抗温150℃。生物聚合物的固相悬浮能力很强，但温度提高到一定程度，生物聚合物将在多糖主链的缩醛键处发生水解。这种热不稳定生物聚合物的降解途径还包括氧化降解和裂解。生物聚合物的热降解将导致粘度、滤失控制能力和悬浮能力的大幅度降低。

发明内容

本发明提供了一种抗高温无粘土的水基钻井液，该种水基钻井液具有优良的热稳定性、抑制性以及抗污染性能，还具有良好的环境适应性，可以满足含有泥页岩地层的钻进要求，尤其适合非常规地层以及长水平段水平井的钻进需求；同时与油基钻井液相比，成本显著降低。因此，具有良好的推广应用前景。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种抗高温无粘土的水基钻井液，包括按重量份数配置的如下组分：

水100份；

pH调节剂0.01-0.5份；

抗高温聚合物5-8份；

降滤失剂3-8份；

流型调节剂0.5-3份；

页岩抑制剂4-10份；

加重剂0-770份。

较为优选的，所述pH调节剂是氢氧化钾（KOH）、氢氧化钠（NaOH）、碳酸钠(Na₂CO₃)任意一种或任意几种的组合。

较为优选的，所述抗高温聚合物是2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸（AMPS）或N-乙烯基吡咯烷酮与聚丙烯酸酯的聚合物。

较为优选的，所述降滤失剂是磺化褐煤、磺化腐殖酸、树脂类降滤失剂、磺酸盐聚合物抑制降滤失剂、改性沥青类降滤失剂中的任意两种或几种的组合。

较为优选的，所述流型调节剂是磺甲基单宁、磺化栲胶、硅氟稀释剂、单宁类稀释剂中的任意两种的组合。

较为优选的，所述页岩抑制剂是氯化钾、甲酸钾、乙酸钾中的任意一种或者任意两种的任意比例混合。

较为优选的，所述加重剂是重晶石、石灰石、赤铁矿中的任意一种或任意两种的任意比例混合。

本发明提供了一种抗高温无粘土的水基钻井液，与现有钻井液相比，该水基钻井液具有如下优点：