一種保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液及其配制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液及其配制方法。該保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液含有以下重量份的原料：水100；分散劑4-12；甲酸鹽5-15；抗高溫抗鹽復(fù)合磺酸鹽共聚物2-5；抗高溫提切劑0.1-0.5；復(fù)合封堵劑5-12；礦粉加重劑120-300；并且，該超微高密度鉆完井工作液的密度為1.7-2.3g/cm3。本發(fā)明還提供了上述超微高密度鉆完井工作液的配制方法。本發(fā)明提供的超微高密度鉆完井工作液適用于鉆探深井超深井高壓氣藏儲層，在1.8-2.3g/cm3的密度條件下，抗溫能力能夠達到180℃；同時，在完井階段，具有長時間靜止抗高溫懸浮穩(wěn)定能力，滿足深井超深井試油完井作業(yè)，是一種性能良好的抗高溫、抗高壓、抗高礦化度的鉆完井工作液。
【專利說明】一種保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液及 其配制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種石油開采用鉆完井工作液，尤其涉及一種保護超深致密砂巖氣藏 的超微高密度鉆完井工作液及其配制方法，屬于石油勘探開發(fā)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 在鉆井、完井、試油等油井作業(yè)過程中，致密砂巖氣藏屬于特低滲油氣藏，固相、濾 液進入發(fā)生作用，極易引起儲層有效滲透率降低，損害儲層，保護致密砂巖氣藏的高密度超 微鉆完井工作液是其核心技術(shù)之一。
[0003] 目前保護致密砂巖氣藏鉆完井工作液技術(shù)普遍采用的高密度飽和鹽水磺化體系、 油基鉆井液體系、有機鹽鉆井液體系，由于采用重晶石和鐵礦粉加重后固相含量高，高溫高 壓濾失量控制困難，在鉆探油氣藏目的層時，污染嚴重，導(dǎo)致致密砂巖氣藏有效滲透率降 低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種保護超深致密砂巖氣藏的超微 高密度鉆完井工作液及其配制方法。本發(fā)明通過往超微礦粉基液中添加一些抗高溫處理 齊IJ，從而得到一種具有優(yōu)良的流變性、較強的抗溫和良好的超深致密氣藏的儲層保護功能 的鉆完井工作液。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井 工作液，含有以下重量份的原料： 水100 ;分散劑4-12 ;甲酸鹽5-15 ;抗高溫抗鹽復(fù)合磺酸鹽共聚物2-5 ;抗高溫提切劑 0. 1-0. 5 ;復(fù)合封堵劑5-12 ;礦粉加重劑120-300 ;并且，該超微高密度鉆完井工作液的密度 為 1. 7-2. 3g/cm3。
[0006] 本發(fā)明提供的保護超深高壓氣藏的超微高密度鉆完井工作液是一種高密度水基 超微體系。
[0007] 在本發(fā)明提供的保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液中，優(yōu)選地， 所述分散劑為聚丙烯酸鈉鹽、苯乙烯馬萊酸酐共聚物、馬萊酸酐醋酸乙烯酯共聚物、聚丙烯 酰胺鹽或者聚羧酸鹽，且這些分散劑的分子量為2000-10000,抗溫能力達180°C。
[0008] 在本發(fā)明提供的保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液中，優(yōu)選地， 所述甲酸鹽為工業(yè)用甲酸鉀和甲酸鈉，且該甲酸鉀或甲酸鈉的純度為97%以上。
[0009] 在本發(fā)明提供的保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液中，優(yōu)選地， 所述抗高溫抗鹽復(fù)合磺酸鹽共聚物為三元共聚物降濾失劑、磺酸鹽共聚物降濾失劑、腈硅 聚合物降濾失劑或其混合物，該三元共聚物降濾失劑抗溫能力達到180°C，抗鹽、抗鈣至飽 和；該磺酸鹽共聚物降濾失劑抗溫能力達200°C，抗鹽、抗鈣至飽和；該腈硅聚合物降濾失 劑抗溫能力達240°C，抗鹽至飽和。
[0010] 在本發(fā)明提供的保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液中，優(yōu)選地， 所述抗高溫提切劑為生物聚合物黃原膠，該提切劑抗溫達160°C。
[0011] 在本發(fā)明提供的保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液中，優(yōu)選地， 所述復(fù)合封堵劑包括2-4重量份的超細碳酸鈣，該超細碳酸鈣的粒徑為800目；3-4重量份 的磺化浙青，該磺化浙青的軟化點為160°C _180°C ;0. 1-0. 5重量份的微硅，該微硅粒徑D5Q 為0. 1-0. 5微米。通過上述三種材料復(fù)配成的復(fù)合封堵劑，在不添加其它封堵材料的情況 下，該超微高密度鉆完井工作液可以獲得良好的封堵降濾失效果。
[0012] 在本發(fā)明提供的保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液中，優(yōu)選地， 所述礦粉加重劑為普通API重晶石、鐵礦粉或錳礦，其中API重晶石的密度為4. 20-4. 30g/ cm3以上，純度在98wt%以上；超微鐵礦粉的密度為4. 50-4. 70g/cm3以上，純度在98wt %以 上；錳礦的密度為4. 7 0-4. 90g/cm3以上，純度在98wt %以上。
[0013] 本發(fā)明利用抗高溫分散劑對超微礦粉粉體表面進行改性，使微?？臻g位阻效應(yīng)明 顯提高，大幅度地改善和提高了超微粒子的懸浮穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，在井下高溫條件下，由 于布朗運動和靜電斥力的雙重作用，克服了微粒聚結(jié)趨勢，形成分散性良好的膠體微粒體 系，熱力學(xué)穩(wěn)定性和動力學(xué)穩(wěn)定性進一步增加，配制的超微高密度鉆完井工作液相比常規(guī) 水基鉆井液能在井壁更快速形成致密濾餅，保護致密砂巖儲層，流變性能、高溫高壓動態(tài)濾 失量、濾失造壁性和潤滑性有大幅度改善。
[0014] 本發(fā)明還提供了上述超微高密度鉆完井工作液的配制方法，其包括以下步驟： 按所需密度將1〇〇重量份的水、120-300重量份的礦粉加重劑及4-12重量份的分散劑 混合進入球磨機研磨，研磨至礦粉顆粒粒徑分布D5(l達到1-3微米，D9(l達到4-8微米，將研 磨好的混合液作為配制超微高密度鉆完井工作液基漿； 于8000-12000轉(zhuǎn)/分的高速攪拌狀態(tài)下，在上述配制的超微高密度鉆完井工作液基漿 中依次加入5-15重量份甲酸鹽、2-5重量份抗高溫抗鹽復(fù)合磺酸鹽共聚物、0. 1-0. 5重量份 抗高溫提切劑、5-12重量份復(fù)合封堵劑后得到所述超微高密度鉆完井工作液。
[0015] 本發(fā)明提供的鉆完井工作液是一種能夠在超深致密砂巖目的層中使用的高密度 鉆完井液，與高密度飽和鹽磺化水基鉆井液相比，具有與油基鉆井液相當(dāng)?shù)臐櫥?，較高的 熱穩(wěn)定性，能夠保持更合適的流變性，能夠克服常規(guī)水基飽和鹽水高密度磺化鉆井液對儲 層的傷害，有利于儲層的保護。本發(fā)明提供的超微高密度鉆完井工作液適用于鉆進致密砂 巖目的層，抗溫能力能夠達到180°c，抗鹽至飽和，并且，具有優(yōu)良的長時間高溫懸浮穩(wěn)定 性，鉆井液與完井液之間轉(zhuǎn)化、改造便捷，是一種性能良好的抗高溫儲層保護鉆完井工作 液。

【具體實施方式】
[0016] 為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對本發(fā)明的技 術(shù)方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。
[0017] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明。
[0018] 實例 1 本實施例提供了一種密度為1. 85g/cm3超微高密度鉆完井工作液，其是通過以下步驟 制備的： 在燒杯中放入300重量份的自來水，加入455重量份的API重晶石粉和12重量份的分 散劑，三者充分攪拌后倒入研磨機中研磨至混合液粒徑分布D50約1-3微米、D90約4-8微 米。
[0019] 按順序往上述基漿中加入21重量份甲酸鉀、6重量份腈硅降濾失劑、4重量份三 元共聚物降濾失劑(兩種降濾失劑混合使用效果會更好，有協(xié)同增效作用）、〇. 3重量份黃原 膠、16重量份磺化浙青、0. 8重量份微硅、12重量份超細CaC03，在12000轉(zhuǎn)/分的攪拌速度 下高攪30分鐘，即得到該超微高密度鉆完井工作液。
[0020] 實例 2 本實施例提供了一種密度為2. Og/cm3的超微高密度鉆完井工作液，其是通過以下步驟 制備的： 在燒杯中放入300重量份自來水，加入600重量份API重晶石粉和17. 5重量份分散劑， 三者充分攪拌后倒入研磨機中研磨至混合液粒徑分布D50約1-3微米、D90約4-8微米。
[0021] 按順序往上述基漿中加入21重量份甲酸鉀、4. 5重量份腈硅降濾失劑、4重量份三 元共聚物降濾失劑(兩種降濾失劑混合使用效果會更好，有協(xié)同增效作用）、16重量份磺化 浙青、2. 0重量份微硅、12重量份超細CaC03，在12000轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下高攪30分鐘，即 得到該超微高密度鉆完井工作液。
[0022] 實例 3 本實施例提供了一種密度為2. 3g/cm3的超微高密度鉆完井工作液，其是通過以下步驟 制備的： 在燒杯中放入300重量份自來水，加入860重量份API重晶石粉和26重量份分散劑， 三者充分攪拌后倒入研磨機中研磨至混合液粒徑分布D50約1-3微米、D90約4-8微米。
[0023] 按順序往上述基漿中加入21重量份甲酸鉀、6重量份腈硅降濾失劑、4重量份三元 共聚物降濾失劑(兩種降濾失劑混合使用效果會更好，有協(xié)同增效作用）、12重量份磺化浙 青、1. 2重量份微硅、12重量份超細CaC03，在12000轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下高攪30分鐘，即得 到該超微高密度鉆完井工作液。
[0024] 實例1-3中列明的各處理劑來源見表1。
[0025] 表1各種添加材料來源

【權(quán)利要求】
1. 一種保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液，其特征在于，含有以下重 量份的原料： 水100 ;分散劑4-12 ;甲酸鹽5-15 ;抗高溫抗鹽復(fù)合磺酸鹽共聚物2-5 ;抗高溫提切劑 0. 1-0. 5 ;復(fù)合封堵劑5-12 ;礦粉加重劑120-300 ;并且，該超微高密度鉆完井工作液的密度 為 1. 7-2. 3g/cm3。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液，其特征 在于，所述分散劑為聚丙烯酸鈉鹽、苯乙烯馬萊酸酐共聚物、馬萊酸酐醋酸乙烯酯共聚物、 聚丙烯酰胺鹽或聚羧酸鹽，且這些分散劑的分子量為2000-10000,抗溫能力達到180°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液，其特征 在于，所述甲酸鹽為工業(yè)用甲酸鉀或甲酸鈉，該甲酸鉀或甲酸鈉的純度為97 wt %以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液，其特征 在于，所述抗高溫抗鹽復(fù)合磺酸鹽共聚物為三元共聚物降濾失劑、磺酸鹽共聚物降濾失劑、 腈硅聚合物降濾失劑或其混合物，該三元共聚物降濾失劑抗溫能力達到180°C，抗鹽、抗鈣 至飽和；該磺酸鹽共聚物降濾失劑抗溫能力達200°C，抗鹽、抗鈣至飽和；該腈硅聚合物降 濾失劑抗溫能力達240°C，抗鹽至飽和。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液，其特征 在于，所述抗高溫提切劑為生物聚合物黃原膠，該生物聚合物黃原膠抗溫達160°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液，其特征 在于，所述復(fù)合封堵劑包括2-4重量份的超細碳酸鈣、3-4重量份的磺化浙青和0. 1-0. 5重 量份的微硅；該超細碳酸鈣的粒度為800目，該磺化浙青的軟化點為160°C _180°C，該微硅 的D5Q為0. 1-0. 5微米。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液，其特征 在于，所述礦粉加重劑為API重晶石、鐵礦粉或錳礦。
8. 權(quán)利要求1-7任一項所述的保護超深致密砂巖氣藏的超微高密度鉆完井工作液的 配制方法，其特征在于，包括以下步驟： 按所需密度將1〇〇重量份的水、120-300重量份的礦粉加重劑及4-12重量份的分散劑 混合進入球磨機研磨，研磨至礦粉顆粒粒徑分布D5(l達到1-3微米，D9(l達到4-8微米，將研 磨好的混合液作為配制超微高密度鉆完井工作液基漿； 于8000-12000轉(zhuǎn)/分的高速攪拌狀態(tài)下，在上述配制的超微高密度鉆完井工作液基漿 中依次加入5-15重量份甲酸鹽、2-5重量份抗高溫抗鹽復(fù)合磺酸鹽共聚物、0. 1-0. 5重量份 抗高溫提切劑、5-12重量份復(fù)合封堵劑后得到所述超微高密度鉆完井工作液。
【文檔編號】C09K8/12GK104194745SQ201410409327
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】袁尚賢, 葉彬 申請人:巴州大德石油科技有限公司