CN102516956A - 一种钾镁盐矿钻井液的制备方法 - Google Patents

一种钾镁盐矿钻井液的制备方法 Download PDF

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马海州
山发寿
曾金波
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Abstract

本发明涉及一种钾镁盐矿钻井液的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)按下述重量比称取原料：水50～70％、氯化镁20～30％、氯化钾0.1～4％、氯化钠0.1～3％、膨润土4～15％和羧甲基纤维素0～1％；(2)在搅拌槽中加入水，然后再加入氯化镁，搅拌使氯化镁完全溶解；(3)在所述搅拌槽中依次加入氯化钾、氯化钠，并搅拌使其溶解；(4)在所述搅拌槽加入膨润土和羧甲基纤维素搅拌均匀后即得。本发明工艺简单，成本低，可有效防止井壁的溶蚀，与现有技术相比可有效提高盐矿芯采取率，对于钾石盐层，特别是光卤石矿层的取芯率提高效果明显。

Description

一种钾镁盐矿钻井液的制备方法
技术领域
本发明涉及盐矿勘探技术领域，尤其涉及一种钾镁盐矿钻井液的制备方法。
背景技术
钻井液技术是盐矿层钻探成败的关键技术，氯化钾、氯化钠钻探护孔在国内也有不少成功的先例，但光卤石(钾镁盐矿)钻探护孔尚无经验可循。传统的盐矿钻井液为饱和的盐水溶液，这种钻井液可以防止淡水对盐矿层井壁和岩芯的溶解，但在钻进光卤石(钾、镁的氯化物)层时，无论采用饱和的盐水溶液或饱和钾盐溶液都不能有效阻止钻井液对光卤石矿层井壁和岩芯的溶解，经常是采不到岩芯，或岩芯被溶解，达不到取芯要求。
在老挝光卤石勘探过程中，也有用柴油作为钻井液的，其对矿层井壁保护和盐矿芯保护具有非常好的效果，但是由于钻井液密度太小，孔内沉砂(岩屑、岩粉)不能及时排除，在矿层厚度大时容易发生埋钻事故，另外一方面经济成本高；所以该方法没有从根本上解决光卤石矿的钻井液问题。
根据NaCl-KCl-MgCl2-H2O四元体系相图分析，25℃时光卤石析出点E点的溶液组成为KCl为3.35％、NaCl为1.80％、MgCl2为25.85％，不难发现传统的钻井液光卤石被溶解的原因是氯化镁不饱和，传统的钻井液中没有加入足够的氯化镁，所以光卤石被溶解；另外传统的盐矿钻井液-饱和的盐水溶液由于没有粘度，常常岩屑和岩粉不能及时带出钻孔，经常会发生埋钻事故。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有效提高盐矿芯采取率的钾镁盐矿钻井液的制备方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种钾镁盐矿钻井液的制备方法，包括以下步骤：
(1)按下述重量比称取原料：水50～70％、氯化镁20～30％、氯化钾0.1～4％、氯化钠0.1～3％、膨润土4～15％和羧甲基纤维素0～1％；
(2)在搅拌槽中加入水，然后再加入氯化镁，搅拌使氯化镁完全溶解；
(3)在所述搅拌槽中依次加入氯化钾、氯化钠，并搅拌使其溶解；
(4)在所述搅拌槽加入膨润土和羧甲基纤维素搅拌均匀后即得。
所述步骤(1)中的氯化镁是指水氯镁石、无水氯化镁、卤片、28～38°Bé的含氯化镁的水溶液中的任意一种。
所述步骤(1)中的膨润土是指钻井泥浆用膨润土。
所述步骤(1)中的羧甲基纤维素是指羧甲基纤维素钠或羧甲基纤维素钠盐。
所述步骤(1)中的氯化钾是指钾石盐、光卤石、氯化钾含量95％以上的钾肥中的任意一种。
所述步骤(1)中的氯化钠是指岩盐或工业用石盐。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、由于本发明由光卤石的饱和溶液组成，因此，可有效防止盐矿井壁的溶蚀，与现有技术相比可有效提高盐矿芯采取率，对于钾石盐层，特别是光卤石矿层的取芯率提高效果明显，钾盐矿采芯率可达到95％以上。
2、本发明配方简单，成本低、实用性强。
3、本发明主要原材料可因地制宜充分利用当地材料，工艺简单、使用方便。
具体实施方式
实施例1 一种钾镁盐矿钻井液的制备方法，包括以下步骤：
(1)按下述重量比(kg/kg)称取原料：水70％、氯化镁20％、氯化钾3％、氯化钠2％、膨润土4％和羧甲基纤维素1％。
其中：氯化镁采用水氯镁石(1000kg水氯镁石含水540kg、氯化镁450kg、氯化钾5kg、氯化钠5kg)；氯化钾是指氯化钾含量95％以上的钾肥；氯化钠是指岩盐；膨润土是指钻井泥浆用膨润土；羧甲基纤维素是指羧甲基纤维素钠。
(2)在搅拌槽中加入水，然后再加入氯化镁，搅拌使氯化镁完全溶解。
(3)在搅拌槽中依次加入氯化钾、氯化钠，并搅拌使其溶解。
(4)在搅拌槽加入膨润土和羧甲基纤维素搅拌均匀后即得。
实施例2 一种钾镁盐矿钻井液的制备方法，包括以下步骤：
(1)按下述重量比称取原料：水68％、氯化镁20％、氯化钾1.55％、氯化钠1.11％、膨润土9％和羧甲基纤维素0.34％。
其中：氯化镁采用水氯镁石(1000kg水氯镁石含水540kg、氯化镁450kg、氯化钾5kg、氯化钠5kg)；氯化钾是指氯化钾含量95％以上的钾肥；氯化钠是指岩盐；膨润土是指钻井泥浆用膨润土；羧甲基纤维素是指羧甲基纤维素钠盐。
(2)在搅拌槽中加入水，然后再加入氯化镁，搅拌使氯化镁完全溶解。
(3)在搅拌槽中依次加入氯化钾、氯化钠，并搅拌使其溶解。
(4)在搅拌槽加入膨润土和羧甲基纤维素搅拌均匀后即得。
实施例3 一种钾镁盐矿钻井液的制备方法，包括以下步骤：
(1)按下述重量比称取原料：水50％、氯化镁30％、氯化钾3％、氯化钠2％、膨润土15％。
其中：氯化镁是指无水氯化镁；氯化钾是指氯化钾含量95％以上的钾肥；氯化钠是指工业用石盐；膨润土是指钻井泥浆用膨润土。
(2)在搅拌槽中加入水，然后再加入氯化镁，搅拌使氯化镁完全溶解。
(3)在搅拌槽中依次加入氯化钾、氯化钠，并搅拌使其溶解。
(4)在搅拌槽加入膨润土搅拌均匀后即得。
实施例4 一种钾镁盐矿钻井液的制备方法，包括以下步骤：
(1)按下述重量比称取原料：水60％、氯化镁20％、氯化钾3％、氯化钠2％、膨润土14.5％和羧甲基纤维素0.5％。
其中：卤片是指含氯化镁72.5％的二水氯化镁(MgCl2·2H2O)(655kg卤片含氯化镁475kg、含水180kg)；氯化钾是指含氯化钾95％的钾肥；氯化钠是指岩盐；膨润土是指钻井泥浆用膨润土；羧甲基纤维素是指羧甲基纤维素钠。
(2)在搅拌槽中加入水，然后加入卤片，搅拌使氯化镁完全溶解。
(3)在搅拌槽中依次加入氯化钾、氯化钠，并搅拌使其溶解。
(4)在搅拌槽加入膨润土和羧甲基纤维素搅拌均匀后即得。
实施例5 一种钾镁盐矿钻井液的制备方法，包括以下步骤：
(1)按下述重量称取原料：水66％、氯化镁22.8％、氯化钾4％、氯化钠3％、膨润土4％和羧甲基纤维素0.2％。
其中：氯化镁是指钾肥生产过程中产生的28°Bé的含氯化镁的水溶液(含水1660kg、含氯化镁580kg)；氯化钾是指含氯化钾95％的钾肥；氯化钠是指岩盐；膨润土是指钻井泥浆用膨润土；羧甲基纤维素是指羧甲基纤维素钠盐。
(2)在搅拌槽中加入氯化镁水溶液。
(3)在搅拌槽中依次加入氯化钾、氯化钠，并搅拌使其溶解。
(4)在搅拌槽加入膨润土和羧甲基纤维素搅拌均匀后即得。
实施例6 一种钾镁盐矿钻井液的制备方法，包括以下步骤：
(1)按下述重量比称取原料：水68％、氯化镁23％、氯化钾2.5％、氯化钠1.5％、膨润土4.8％和羧甲基纤维素0.2％。
其中：氯化镁是指钾肥生产过程中产生的33°Bé的含氯化镁的水溶液(含水893.5kg、含氯化镁456.5kg)；氯化钾是指钾石盐；氯化钠是指岩盐；膨润土是指钻井泥浆用膨润土；羧甲基纤维素是指羧甲基纤维素钠。
(2)在搅拌槽中加入水，然后再加入氯化镁水溶液，搅拌均匀。
(3)再在搅拌槽中依次加入氯化钾、氯化钠，并搅拌使其溶解。
(4)最后在搅拌槽加入膨润土和羧甲基纤维素搅拌均匀后即得。
实施例7 一种钾镁盐矿钻井液的制备方法，包括以下步骤：
(1)按下述重量比称取原料：水70％、氯化镁23％、氯化钾0.1％、氯化钠0.1％、膨润土6％和羧甲基纤维素0.8％。
其中：氯化镁是指钾肥生产过程中产生的38°Bé的含氯化镁的水溶液(含水616kg、含氯化镁431kg)；氯化钾是指钾石盐；氯化钠是指岩盐；膨润土是指钻井泥浆用膨润土；羧甲基纤维素是指羧甲基纤维素钠。
(2)在搅拌槽中加入水，然后加入氯化镁水溶液，搅拌均匀。
(3)再在搅拌槽中依次加入氯化钾、氯化钠，并搅拌使其溶解。
(4)最后在搅拌槽加入膨润土和羧甲基纤维素搅拌均匀后即得。
实施例8 一种钾镁盐矿钻井液的制备方法，包括以下步骤：
(1)首先在搅拌槽中加入1540kg水，然后取破碎的光卤石矿4000kg，放入搅拌槽，搅拌使其溶解，得到溶解液。
(2)然后将步骤(1)所得的溶解液导入另一搅拌槽。
(3)再在放有溶解液的搅拌槽中加入200kg膨润土和5kg羧甲基纤维素，搅拌均匀后即得。
其中：光卤石含氯化钾20％光卤石矿(4000kg光卤石矿含氯化钾800kg、氯化镁1006kg、氯化钠1049kg；4000kg光卤石矿加1540kg水溶解后，搅拌槽底部将有氯化钾669.5kg和氯化钠979kg固体沉淀1648.5kg，其中溶液量为3891.5kg，其含量KCl为3.35％、NaCl为1.80％、MgCl2为25.85％，水为69％；上述溶解液中加入200kg膨润土和5kg羧甲基纤维素后，其组成含量为：水65.5％、氯化镁24.6％、氯化钾3.2％、氯化钠1.7％、膨润土4.9％和羧甲基纤维素0.1％)；膨润土是指钻井泥浆用膨润土；羧甲基纤维素是指羧甲基纤维素钠。

Claims (6)

1.一种钾镁盐矿钻井液的制备方法，包括以下步骤：
(1)按下述重量比称取原料：水50～70％、氯化镁20～30％、氯化钾0.1～4％、氯化钠0.1～3％、膨润土4～15％和羧甲基纤维素0～1％；
(2)在搅拌槽中加入水，然后再加入氯化镁，搅拌使氯化镁完全溶解；
(3)在所述搅拌槽中依次加入氯化钾、氯化钠，并搅拌使其溶解；
(4)在所述搅拌槽加入膨润土和羧甲基纤维素搅拌均匀后即得。
2.如权利要求1所述的一种钾镁盐矿钻井液的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的氯化镁是指水氯镁石、无水氯化镁、卤片、28～38°Bé的含氯化镁的水溶液中的任意一种。
3.如权利要求1所述的一种钾镁盐矿钻井液的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的膨润土是指钻井泥浆用膨润土。
4.如权利要求1所述的一种钾镁盐矿钻井液的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的羧甲基纤维素是指羧甲基纤维素钠或羧甲基纤维素钠盐。
5.如权利要求1所述的一种钾镁盐矿钻井液的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的氯化钾是指钾石盐、光卤石、氯化钾含量95％以上的钾肥中的任意一种。
6.如权利要求1所述的一种钾镁盐矿钻井液的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的氯化钠是指岩盐或工业用石盐。
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