[发明专利]一种低密度固相容量高、抗高温的页岩水基钻井液

说明书

本发明提供了一种低密度固相容量高且抗高温的页岩水基钻井液，所述页岩水基钻井液由预定体积的水与按照占所述水的质量体积百分比计为2～5％的膨润土、0.1～0.5％的抗高温聚合物降滤失剂、0.4～0.9％的聚阴离子纤维素、2.5～5.5％的磺化酚醛树脂、2.5～4.5％的抗高温磺化降滤失剂、1.5～4.5％的磺化沥青、5.0～9.0％的功能性处理剂、0.1～0.4％的NaOH、0.2～0.7％的CaO、1.2～1.7％的合成酯润滑剂、5.0～9.0％的KCL、以及满足预定密度要求的重晶石构成。本发明的页岩水基钻井液尤其适合于石英含量为20％以上、层理发育且脆性系数为0.1以上的页岩地层。

技术领域

本发明涉及石油工业的油田化学药剂技术领域，具体来讲，涉及一种能够适用于石英含量为20％以上、层理发育且脆性系数为0.1以上的页岩地层的水基钻井液。

背景技术

一般来讲，页岩气是蕴藏于页岩层可供开采的天然气资源，中国的页岩气可采储量较大。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。较常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产页岩气分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。

页岩气赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源资源和化工原料，主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等，用途广泛。页岩气生产过程中一般无需排水，生产周期长，一般为30年～50年，勘探开发成功率高，具有较高的工业经济价值。根据预测，我国的主要盆地和地区资源量约36万亿立方米，经济价值巨大，资源前景广阔。

发明人经研究发现：页岩气勘探中因使用油基钻井液，会表现出环保性能差、钻屑处理费用高等不足；另外，个别使用水基钻井液的页岩气勘探钻井，也存在水基钻井液流变性调控困难、起下钻摩阻大、防塌性能待完善等问不足；此外，不同地区的页岩的诸如地层、地质特征不同也导致对钻井液的要求是不同的。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种适用于石英含量为20％以上、层理发育且脆性系数为0.1以上的页岩地层的水基钻井液。又如，本发明的另一目的在于提供一种适用于石英含量为25～48％、层理发育且脆性系数为0.2以上的页岩地层、而且能容纳较高的低固相含量、抗高温、高润滑性能的页岩用水基钻井液体系。

为了实现上述目的，本发明提供了一种低密度固相容量高且抗高温的页岩水基钻井液，所述页岩水基钻井液由预定体积的水与按照占所述水的质量体积百分比计为2～5％的膨润土、0.1～0.5％的抗高温聚合物降滤失剂、0.4～0.9％的聚阴离子纤维素、2.5～5.5％的磺化酚醛树脂、2.5～4.5％的抗高温磺化降滤失剂、1.5～4.5％的磺化沥青、5.0～9.0％的功能性处理剂、0.1～0.4％的NaOH、0.2～0.7％的CaO、1.2～1.7％的合成酯润滑剂、5.0～9.0％的KCL、以及满足预定密度要求的重晶石构成，所述质量体积百分比的单位为kg/L，所述预定密度在1.80～2.30g/cm³的范围内选择。

在本发明的一个示例性实施例中，所述功能性处理剂可以由按体积配比为1：(1.5～2.5)：(2.5～3.5)的抑制剂、成膜剂和封堵剂构成。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的低密度固相容量高且抗高温的页岩水基钻井液。