CN102234501A - 海洋深水水基恒流变钻井液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海洋深水水基恒流变钻井液，属石油钻井工程化学剂技术领域，其特征在于其组成为粘土、流型控制剂、抑制剂、降滤失剂、润滑剂、PH调节剂、加重剂、海水；其中各组分的重量百分比为：粘土：2-4％；流型控制剂：3-8％；抑制剂：2-5％；降滤失剂：1-3％；润滑剂：2-6％；PH调节剂：0.1-0.6％；加重剂：0-40％；海水：余量。本发明的钻井液解决了常规钻井液在低温粘度增大和在高温粘度降低的问题，使整个钻井液体系的粘度随温度变化的敏感性降低，达到了一种恒流变状态；具有较强的抑制性和润滑性，是一套切实有效的深水低温水基恒流变钻井液体系。
Description
技术领域：
本发明涉及一种海洋深水水基恒流变钻井液，属石油钻井工程化学剂技术领域。
背景技术：
钻井液是指在油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称，其主要作用是携带和悬浮岩屑、稳定井壁和平衡地层压力、冷却和润滑钻具、传递水动力、保护油气层等，是钻井工程技术的重要组成部分。
海洋领域蕴藏着大量未开采的石油，尤其是海洋深水处的石油储量更是惊人，而深水钻井作业是海洋深水油气资源勘探与开发的重要环节。深水往往伴随着高压和低温，在海底泥线处的温度接近0℃。而常规钻井液在低温下所表现出来的流变特性较难控制，由于存在低的破裂压力梯度及脆弱的页岩条件，当钻井液循环经过泥线附近时，其流变性会发生较大变化，具体表现在粘度、切力大幅度增大，还有可能发生快速胶凝作用，从而导致钻井液循环困难和压漏地层。
通过对钻井液体系在4--65℃温度范围的流变性进行测试，在此范围内考察钻井液的流变性，保证其在全温度段的变化较小，尤其是高温和低温处的变化较小，就能够防止钻井液循环困难等问题的出现。但是，在目前现有的水基钻井液中，所有的钻井液体系都表现为在低温处粘度增大，在高温处 粘度降低的特点，因此，现有的水基钻井液体系无法满足海洋深水油气勘探与开发工程的需求。
发明内容：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种海洋深水水基恒流变钻井液，其在低温和高温时的流变性都较为稳定，变化较小，具有粘度随温度变化的敏感性低、抑制性和润滑性较好的特点。
本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。
本发明所提供的一种海洋深水水基恒流变钻井液，其组成为粘土、流型控制剂、抑制剂、降滤失剂、润滑剂、PH调节剂、加重剂、海水；其中各组分的重量百分比为：
粘土：2--4％；
流型控制剂：3--8％；
抑制剂：2--5％；
降滤失剂：1--3％；
润滑剂：2--6％；
PH调节剂：0.1--0.6％；
加重剂：0--40％；
海水：余量。
所述的粘土为常用的膨润土、凹凸棒石、海泡石、皂石等，可单独使用，也可以复配使用；
所述的流型控制剂为一种改性的水溶性聚合物，它由AM、AA、AMPS、MAA、MA、N-N-二甲基丙烯酸酯、苯乙烯醋酸酯等单体通过水溶性引发剂引发，经 两两或多种聚合而成；它具有流型调节、滤失控制和提高润滑性等特点，它除了具有普通聚合物的特点之外，还具有很好的温度适应性，即其粘度随温度变化不敏感，能够在高温和低温下都具有较好的粘度控制效果；可单独使用，也可以复配一定量的黄原胶、魔芋粉、CMC、聚丙烯酰胺、HEC等；
所述的抑制剂为乙酸钾、甲酸钾、氯化钾、氯化钙等，可单独使用，也可以复配使用；
所述的降滤失剂为磺化酚醛树脂、腐植酸多元共聚物、改性淀粉等，可单独使用，也可以复配使用；
所述的润滑剂为聚氧乙烯硬脂酸酯、多元醇、多元醚等，可单独使用，也可以复配使用；
所述的PH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠等，可单独使用，也可复配使用；
所述的加重剂为重晶石或石灰石，可根据钻井液的密度要求来决定加重剂的加量。
本发明所提供的一种海洋深水水基恒流变钻井液采用常规的配制方法配制即可。
本发明与现有的技术相比具有如下有益效果：
1、本发明的钻井液解决了常规钻井液在低温粘度增大和在高温粘度降低的问题，使整个钻井液体系的粘度随温度变化的敏感性降低，达到了一种恒流变状态。
2、本发明的钻井液具有较强的抑制性和润滑性，对于深水浅表层钻进时松软泥页岩的抑制性较好。
3、本发明的钻井液能够解决在深水钻井时低温增粘，造成泵压升高，跑浆严重等问题，是一套切实有效的深水低温水基恒流变钻井液体系。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
本发明所提供的一种海洋深水水基恒流变钻井液，其中各组分的重量百分比为：
膨润土：3％；流型控制剂：6％；抑制剂：4％；降滤失剂：2％；润滑剂：4％；碳酸钠：0.25％；氢氧化钠：0.1％；海水：余量。
实施例2：
本发明所提供的一种海洋深水水基恒流变钻井液，其中各组分的重量百分比为：
膨润土：3％；流型控制剂：4％；抑制剂：3％；降滤失剂：2％；润滑剂：3％；氢氧化钠：0.2％；碳酸氢钠：0.3％；重晶石：20％；海水：余量。
实施例3：
本发明所提供的一种海洋深水水基恒流变钻井液，其中各组分的重量百分比为：
膨润土：2.5％；流型控制剂：5％；抑制剂：3.5％；降滤失剂：2％；润滑剂：3％；碳酸钠：0.3％；氢氧化钠：0.1％；石灰石：15％；海水：余量。
对比例：
和本发明进行实验对比的对比例，其中各组分的重量百分比为：
膨润土：3％；降滤失剂：2％；XC：0.8％；聚合醇：3％；KCL：17％； 碳酸钠：0.15％；氢氧化钠：0.1％；海水：余量。
海洋深水水基恒流变钻井液体系性能表
注：
T：钻井液流变性测试温度，℃
AV：钻井液表观粘度，mPa·s
PV：钻井液塑性粘度，mPa·s
YP：钻井液动切力，Pa
Φ3：六速旋转粘度计3转读数，无量纲
API：钻井液中压失水(0.7MPa，室温，30min)，ml 。
Claims (8)
1.海洋深水水基恒流变钻井液，其特征在于其组成为粘土、流型控制剂、抑制剂、降滤失剂、润滑剂、PH调节剂、加重剂、海水；其中各组分的重量百分比为：
粘土：2--4％；
流型控制剂：3--8％；
抑制剂：2--5％；
降滤失剂：1--3％；
润滑剂：2--6％；
PH调节剂：0.1--0.6％；
加重剂：0--40％；
海水：余量。
2.根据权利要求1所述的海洋深水水基恒流变钻井液，其特征在于所述的粘土为常用的膨润土、凹凸棒石、海泡石、皂石等，可单独使用，也可以复配使用。
3.根据权利要求1所述的海洋深水水基恒流变钻井液，其特征在于所述的流型控制剂为一种改性的水溶性聚合物，它由AM、AA、AMPS、MAA、MA、N-N-二甲基丙烯酸酯、苯乙烯醋酸酯等单体通过水溶性引发剂引发，经两两或多种聚合而成；可单独使用，也可以复配一定量的黄原胶、魔芋粉、CMC、聚丙烯酰胺、HEC。
4.根据权利要求1所述的海洋深水水基恒流变钻井液，其特征在于所述的抑制剂为乙酸钾、甲酸钾、氯化钾、氯化钙等，可单独使用，也可以复配使用。
5.根据权利要求1所述的海洋深水水基恒流变钻井液，其特征在于所述的降滤失剂为磺化酚醛树脂、腐植酸多元共聚物、改性淀粉等，可单独使用，也可以复配使用。
6.根据权利要求1所述的海洋深水水基恒流变钻井液，其特征在于所述的润滑剂为聚氧乙烯硬脂酸酯、多元醇、多元醚等，可单独使用，也可以复配使用。
7.根据权利要求1所述的海洋深水水基恒流变钻井液，其特征在于所述的PH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠等，可单独使用，也可复配使用。
8.根据权利要求1所述的海洋深水水基恒流变钻井液，其特征在于所述的加重剂为重晶石或石灰石，可根据钻井液的密度要求来决定加重剂的加量。
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