一種適合于頁巖氣開發的水基鉆井液的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及石油鉆井工程領域所用的一種鉆井液，特別設及一種適合于頁巖氣開 發鉆井的水基鉆井液。
【背景技術】
[0002] 頁巖氣的勘探開發已經在中國逐步興起，形成了一定的勘探開發規模，進入了快 速發展的階段。目前通用的鉆井液為油基鉆井液，油基鉆井液具有優異的頁巖穩定性能和 潤滑性能，并且耐污染能力強，可循環使用，已成為頁巖氣開發必不可少的一項關鍵技術。 但是，油基鉆井液高成本、環境保護問題的缺點也特別突出，因此，必須結合頁巖氣開發地 質特點研究一套適合于頁巖氣鉆井的水基鉆井液體系就顯得尤為重要。
[0003] 國內主要通過使用強制性水基鉆井液體系W保持頁巖地層的井壁穩定性，同時也 開展了類油基鉆井液、仿油基鉆井液、穩定頁巖的水基鉆井液等一系列水基鉆井液的研究 工作。
[0004] 中國發明專利"一種穩定頁巖的水基鉆井液"（【申請號】201410020098. 7)，提供了 一種穩定頁巖的水基鉆井液，該鉆井液由鋼基膨潤上、頁巖抑制劑、增粘劑、流型調節劑、降 濾失劑、抗高溫處理劑、架橋劑、堵漏劑W及防塌劑混合而成。 W05]中國發明專利"一種用于頁巖油氣藏勘探開發的鉆井液"（【申請號】 201310540113. 6)提供一種用于頁巖油氣藏勘探開發的鉆井液，其在水的基礎上按照重量 百分比含有：膨潤±4~6%、娃酸鐘2~5%、包被抑制劑0. 2~0. 5%、流型調節劑0. 2~ 1. 5 %、降濾失劑4~6 %、頁巖防塌劑2~3 %、封堵劑2~3 %、濾餅表面改性劑0. 5~ 1 %、潤滑劑2~4 %、PH值調節劑0. 4~0. 6 %。該鉆井液針對頁巖油氣藏地層具有封堵 性好、抑制性強、潤滑性好、高溫性能穩定特點，適合頁巖油氣藏的勘探開發。
[0006] 中國發明專利"一種鉆進頁巖用低密度水基鉆井液"（【申請號】201310540113. 6) 設及一種鉆進頁巖用低密度水基鉆井液。它克服使用水基鉆井液井壁失穩問題。其技術方 案是制備該鉆井液所用原料的組分及含量：鉆井液用膨潤± 30-50 ;碳酸鋼1. 5-2. 5 ;氨氧 化鋼5-10 ;提切劑SZT15-20 ;兩性離子聚合物包被劑FA3672-5 ;降濾失劑CG810S-T10-15 ; 鉆井液流變性調節劑JHRM0. 2-1 ;高光碳酸巧C-L50140-60 ;潤滑劑R-1610-30 ;乳化石蠟 25-35 ;鉆井液用固體聚合醇JHGC40-60 ;自來水1000。先加入自來水、鉆井液用膨潤±、純 堿預水化24小時，在SOOOr/min攬拌下加入提切劑SZT之后在50化/min攬拌條件下依次 加入上述處理劑，調節體系抑至8. 5,最后加入重晶石。本鉆井液體系抑制性好、封堵性強， 用于頁巖層長水平段的鉆進。
[0007] 中國發明專利"一種頁巖氣水平井強化井壁的水基鉆井液及其應用"（【申請號】 201510144600.訝設及一種頁巖氣水平井強化井壁的水基鉆井液及其應用，該水基鉆井液 包含W下重量份的組分：水，100份；粘±，0~5份；微納米顆粒封堵劑，0. 5~3份；化學封 堵劑，0.5~3份；增粘劑，0.1~2份；降濾失劑，1~5份；包被抑制劑，0.05~2份；聚胺 抑制劑，0. 1~3份；潤滑劑，1~5份；堿度調節劑，0. 1~1份，無機鹽2~25份，加重劑， ο~200份。該發明中的頁巖氣水平井強化井壁的水基鉆井液中所述微納米顆粒封堵劑與 化學封堵劑具有協同強化井壁作用效果，既可W有效封堵頁巖微孔縫阻緩壓力傳遞，還可 W顯著改善泥頁巖膜效率，有助于發揮化學活度平衡防塌作用。
[0008] 上述水基鉆井液體系中均存在一定的缺點和不足：①僅從抑制劑角度考慮頁巖的 井壁穩定問題，沒有針對性；②水基鉆井液體系的高溫高壓濾失量均較高，無法達到與油基 鉆井液同等的水平，無法滿足頁巖氣開發鉆井對井壁問的要求；③水基鉆井液體系的潤滑 系數均較高，無法達到與油基鉆井液同等的水平，有待提高。

【發明內容】

[0009] 本發明的目的在于克服上述技術的不足，提供一種適合于頁巖氣開發的水基鉆井 液，解決頁巖氣勘探與開發對鉆井液的特殊要求，該體系具有極低的濾失量，能夠有效的封 堵頁巖的微裂縫和微孔隙，提高井壁穩定性能；并且潤滑性能良好，極好的解決頁巖氣水平 井所帶來的摩阻與扭矩的問題；并且具有優異的流變性能，是一套適合于頁巖氣開發鉆井 的水基鉆井液體系。
[0010] 一種適合于頁巖氣開發的水基鉆井液，其特征在于，在水的基礎上按體積百分比 組成為：
[0011] 100 % 的水； 陽〇1引 2-6 %的潤滑劑；
[0013] 1-5 %的抑制劑；
[0014] 1-5%的封堵防塌劑；
[0015] 1-5 %的頁巖封堵劑；
[0016] 1-5 %的納米封堵劑；
[0017] 1-3 %的降濾失劑；
[0018] 1-3 %的添加劑；
[0019] 0-0. 4% 的提切劑；
[0020] 0. 1-0. 6%的抑調節劑；
[0021] 0-300 % 的加重劑。
[0022] 進一步地，所述的潤滑劑為橫化妥爾油、橫化植物油、聚氧丙締脂肪酸醋、烷基苯 橫酸酷胺中的至少一種。
[0023] 進一步地，所述所述的抑制劑為聚胺、聚酸胺、聚乙締亞胺、聚季錠鹽、胺基聚醇中 的至少一種。
[0024] 進一步地，所述的封堵防塌劑為橫化漸青、氧化漸青、天然漸青、乳化漸青中的至 少一種。
[0025] 進一步地，所述的頁巖封堵劑為腐殖酸與漸青的縮合物，所述腐殖酸質量的有效 含量大于或等于70% ;漸青為能夠全部溶于柴油，質量比為70:30 ;再進一步加入質量分數 為3-10%氨氧化鐘和質量分數為2-8%亞硫酸鋼在180°C下密閉反應2-5小時即得到頁巖 封堵劑。
[00%] 進一步地，所述的納米封堵劑按下述按質量百分比為：10-20%甲基丙締酸甲醋、 10-20%丙締酸下醋、5-15%苯乙締、5-15%下二締、30-70 %去離子水加入到密閉反應蓋， 加入0. 5-1. 2%的乳化劑，再加入0. 2-0. 5%的引發劑，控制反應時間3-6小時，反應結束后 自然冷卻即得到納米封堵劑。
[0027] 進一步地，所述的降濾失劑為簇甲基淀粉、橫化淀粉、徑丙基淀粉、陽離子淀粉、橫 化褐煤、橫化褐煤樹脂、橫化酪醒樹脂、低黏聚陰離子纖維素、低黏簇甲基纖維素中的至少 一種。
[0028] 進一步地，所述的添加劑為納米氣相二氧化娃、白炭黑、凹凸棒±、海泡石、娃酸 侶、娃酸鋼、侶酸鋼中的至少一種。
[0029] 進一步地，所述的提切劑為黃原膠、瓜爾豆膠、田菁膠、香豆膠、徑乙基纖維素、高 黏聚陰離子纖維素中的至少一種。
[0030] 進一步地，所述的抑值調節劑為氨氧化鐘、氨氧化鋼、碳酸鋼、碳酸鐘飽和溶液中 的至少一種。
[0031] 進一步地，所述的加重劑為重晶石、石灰石、鐵礦粉中的至少一種。
[0032] 本發明具有如下有益效果：
[003引（1)本發明采用納米乳液作為納米封堵劑，納米乳液具有溫壓成膜的特點，在井底 能夠迅速成膜，阻止鉆井液中的自由水繼續滲透到頁巖中，從而提高頁巖穩定性；
[0034] (2)本發明所采用的添加劑即能夠達到納米封堵的目的，又能夠穩定流變性，提高 鉆井液的懸浮穩定性，并且還能夠進一步降低濾失量；
[0035] (3)本發明所采用的頁巖封堵劑和封堵防塌劑均能夠在提高鉆井液封堵能力的同 時，其顆粒進入頁巖裂縫內達到"鑲嵌"與"膠結"的作用，進一步穩定井壁；
[0036] (4)本發明所提供的水基鉆井液具有穩定的流變性能，極強的封堵抑制性能W及 極佳的潤滑性能，高溫高壓濾失量可W達到2mLW下，能夠滿足頁巖氣長水平段鉆井的需 求。。
【具體實施方式】
[0037] 下面將結合本發明實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描 述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本 領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明 保護的范圍。 陽03引實施例1 :
[0039] 由W