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微纳米封堵防塌钻井液及其制备方法和应用

阅读:791发布:2020-05-08

专利汇可以提供微纳米封堵防塌钻井液及其制备方法和应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及 钻井液 领域,公开了一种微纳米封堵防塌钻井液及其制备方法和应用。所述钻井液含有 水 、 膨润土 、降滤失剂、防塌剂、纳米封堵剂和加重剂;所述防塌剂选自改性 沥青 、 碳 酸 钙 粉和纳米 石蜡 乳液中的一种或多种;所述碳酸钙粉为400目碳酸钙粉和1250目碳酸钙粉;所述纳米石蜡乳液的粒径中值D50为6.5μm;所述纳米封堵剂为表面改性纳米碳粉,且所述纳米封堵剂的平均粒径为30-85nm。该钻井液应用于深井超深井 断裂带 碳酸盐岩 破碎 性 地层 钻井中,能够有效提高破碎地层的坍塌压 力 ,高效封堵防塌。,下面是微纳米封堵防塌钻井液及其制备方法和应用专利的具体信息内容。

1.一种微纳米封堵防塌钻井液,其特征在于,所述钻井液含有膨润土、降滤失剂、防塌剂、纳米封堵剂和加重剂;
其中,所述防塌剂选自改性沥青粉和纳米石蜡乳液中的一种或多种;所述碳酸钙粉包括400目碳酸钙粉和1250目碳酸钙粉;所述纳米石蜡乳液的粒径中值D50为6.5μm;
其中,所述纳米封堵剂为表面改性纳米碳粉,且所述纳米封堵剂的平均粒径为30-
85nm。
2.根据权利要求1所述的钻井液,其中,以100重量份的水为基准,所述膨润土为1-10重量份,所述降滤失剂为1-20重量份,所述防塌剂为1-40重量份,所述纳米封堵剂为1-10重量份,所述加重剂为5-80重量份;
优选地,以100重量份的水为基准,所述改性沥青为1-10重量份,所述400目碳酸钙粉为
1-10重量份,所述1250目碳酸钙粉为1-10重量份,所述纳米石蜡乳液为1-10重量份;
优选地,所述400目碳酸钙粉末和所述1250目碳酸钙粉末的重量比为1:(1-3)。
3.根据权利要求1或2所述的钻井液,其中,所述降滤失剂为树脂和/或低粘聚阴离子纤维素;优选地,所述加重剂为重晶石,以及所述加重剂的平均粒径为45-74μm;
优选地,以100重量份的水为基准,所述褐煤树脂为1-10重量份,所述低粘聚阴离子纤维素为1-10重量份。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的钻井液,其中,所述钻井液还含有碳酸钠;
优选地,以100重量份的水为基准,碳酸钠为0.05-0.5重量份;
优选地,所述钻井液的pH值为9-10。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的钻井液,其中,所述纳米封堵剂由以下方法制得:
(1)将纳米碳粉与硝酸进行加热回流反应后再进行冷却、离心分离、洗涤和过滤处理,得到样品S1;
(2)将所述样品S1与浓硝酸和浓硫酸混合进行第一超声后再进行离心分离和洗涤处理,得到样品S2;
(3)在消泡剂的存在下,将所述样品S2溶于分散剂中进行第二超声、水洗、离心分离和干燥处理,得到样品S3;
(4)将所述样品S3进行研磨处理,得到纳米封堵剂。
6.根据权利要求5所述的钻井液,其中,在步骤(1)中,所述硝酸浓度为2.4-2.8mol/L;
优选地,相对于100mL的硝酸,所述纳米碳粉的用量为0.5-2.5克;
优选地,所述加热回流反应的条件包括:加热温度为40-60℃,回流时间为20-80h。
7.根据权利要求5所述的钻井液,其中,在步骤(2)中,浓硫酸和浓硝酸的体积比为(2.5-3.5):1;
优选地,相对于100mL的浓硝酸和浓硫酸的总体积,所述样品S1的用量为0.1-0.5克;
优选地,所述第一超声的时间为4-6h,功率为1000-1500W。
8.根据权利要求5所述的钻井液,其中,在步骤(3)中,所述消泡剂为异戊醇,所述分散剂为含有十二烷基硫酸钠的水溶液;
优选地,所述分散剂的浓度为0.01-0.05重量%;
优选地,相较于100mL的所述分散剂,异戊醇的用量为0.05-3mL,所述样品S2的用量为
0.05-0.4克;
优选地,所述第二超声的时间为1-3h,功率为1500-2000W;
优选地,所述干燥的温度为50-65℃,时间为8-12h;
优选地,在步骤(1)至(3)中,所述离心分离的转速为4000-6000r/min。
9.权利要求1-8中任意一项所述的钻井液的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
(a)对膨润土进行预水化处理;
(b)在搅拌条件下,将步骤(a)得到的水化后的膨润土浆依次与降滤失剂、防塌剂、纳米封堵剂和加重剂混合。
10.一种权利要求1-8中任意一项所述的钻井液在深井超深井断裂带碳酸盐岩破碎地层钻井过程中的应用。

说明书全文

微纳米封堵防塌钻井液及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及钻井液领域,具体涉及一种微纳米封堵防塌钻井液及其制备方法和应用。

背景技术

[0002] 在深井超深井断裂带酸盐岩破碎地层钻井过程中,地层的非平衡性地应被打破,常常会产生应力释放型裂缝。钻井液滤液侵入地层孔缝,会破坏地层岩石粘土矿物之间的有效胶结,导致微纳米孔缝进一步扩展连通,致使井壁坍塌压力降低。在钻进或上提下放的过程中,旋转的钻具难以避免地将会对井壁发生机械碰撞作用,导致井壁坍塌掉,严重者将导致卡钻,影响钻进效率,极大地增加钻井成本。
[0003] 采用混油钻井液或油基钻井液虽然在一定程度上可以避免地层矿物的粘土化,对井下地层岩石也具有优异的适应性,应用于深井超深井断裂带碳酸盐岩破碎地层钻进中时,可最大限度保持井壁稳定。然而,油基钻井液成本高昂,且废弃油基钻井液因其含有油类、重金属和有机物等污染物,已被列为国家危险废弃物,处理难度极大,严重限制了其大规模高效安全应用。
[0004] 采用常规的钻井液封堵剂由于粒径较大,配合膨润土、重晶石及其它钻井液处理剂难以形成粒径分布均匀的高效封堵防塌钻井液,难以形成渗透率趋于零的泥饼,难以提高地层承压能力以及避免钻井过程中的坍塌掉块。
[0005] 另外,纳米材料虽然粒径极小,理论上能够进入纳米孔缝,在端口处架桥封堵,但其分散稳定性较差,极易团聚成块,影响其使用性能。
[0006] 因此,如何避免纳米材料团聚,研发一种微纳米封堵防塌钻井液,具有重要的战略和现实意义。

发明内容

[0007] 本发明的目的是为了克服使用油基钻井液成本高且不环保的缺陷问题,使用常规水基钻井液在钻遇深井超深井断裂带碳酸盐岩破碎性地层时封堵防塌效果不理想的缺陷问题,以及在高温高压环境下,采用常规纳米封堵剂分散稳定性较差,在钻井液中极易团聚的缺陷问题,提供一种微纳米封堵防塌钻井液及其制备方法和应用,该钻井液能够在钻遇深井超深井断裂带碳酸盐岩破碎性地层时具有高效封堵防塌的效果。
[0008] 为了实现上述目的,本发明第一方面提供了一种微纳米封堵防塌钻井液,其中,所述钻井液含有水、膨润土、降滤失剂、防塌剂、纳米封堵剂和加重剂;
[0009] 其中,所述防塌剂选自改性沥青、碳酸粉和纳米石蜡乳液中的一种或多种;所述碳酸钙粉包括400目碳酸钙粉和1250目碳酸钙粉;所述纳米石蜡乳液的粒径中值D50为6.5μm;
[0010] 其中,所述纳米封堵剂为表面改性纳米碳粉,且所述纳米封堵剂的平均粒径为30-85nm。
[0011] 本发明第二方面提供了一种由前述所述的钻井液的制备方法,其中,所述方法包括:
[0012] (a)对膨润土进行预水化处理;
[0013] (b)在搅拌条件下,将步骤(a)得到的水化后的膨润土浆依次与降滤失剂、防塌剂、纳米封堵剂和加重剂混合。
[0014] 本发明第三方面提供了一种前述所述的钻井液在深井超深井断裂带碳酸盐岩破碎性地层钻井过程中的应用。
[0015] 通过上述技术方案,本发明提供的钻井液具有如下优点:
[0016] (1)通过控制各钻井液处理剂组分间的比例,并选用最优加量,可使钻井液内固相颗粒的粒径分布在0.2μm-200μm间形成类梯形分布;在深井超深井高温高压环境滤失作用下可快速形成一层渗透率率极低、薄而坚韧的人工泥饼保护层,快速增强破碎层弱胶结层理的胶结强度和封堵自发育的微纳米孔缝;提高破碎层井壁地层的强度,有效防止过平衡压力钻进时因钻井液滤液大量侵入而导致的水力尖劈以及剥落效应的影响;有效阻止因破碎地层高渗透性和强非均质性孔缝发育导致液柱应力分布不均时钻具对井壁的碰撞作用影响。
[0017] (2)纳米封堵剂(表面改性纳米碳粉)平均粒径为30-85nm,为表面亲水性固相颗粒,水溶液中分散稳定性良好;属于刚性封堵剂类,强度和承压能力较高,且无生物毒性,为环保型钻井液处理剂。
[0018] (3)钻井液在90℃高温下的动塑比介于0.35-0.50之间,流核尺寸增大,从尖峰型层流转变为平板型层流,可实现环空返速较低状态下的有效携岩;有效避免了钻井液处于紊流状态时对井壁的冲蚀,可持续保持井筒清洁和井壁稳定。

具体实施方式

[0019] 在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0020] 本发明第一方面提供了一种微纳米封堵防塌钻井液,其中,所述钻井液含有水、膨润土、降滤失剂、防塌剂、纳米封堵剂和加重剂;
[0021] 其中,所述防塌剂选自改性沥青、碳酸钙粉和纳米石蜡乳液中的一种或多种;所述碳酸钙粉包括400目碳酸钙粉和1250目碳酸钙粉;所述纳米石蜡乳液的粒径中值为6.5μm;
[0022] 其中,所述纳米封堵剂为表面改性纳米碳粉,且所述纳米封堵剂的平均粒径为30-85nm。
[0023] 根据本发明,优选地,所述纳米封堵剂的平均粒径为35.3-75.2nm。另外,需要说明的是,此处的平均粒径为一区间,主要指不同实验条件下制备的改性表面改性纳米碳粉的粒径中值D50不同,故为一区间值。
[0024] 根据本发明,以100重量份的水为基准,所述膨润土为1-10重量份,所述降滤失剂为1-20重量份,所述防塌剂为1-40重量份,所述纳米封堵剂为1-10重量份,所述加重剂为5-80重量份。
[0025] 优选情况下,以100重量份的水为基准,所述膨润土为2-7重量份,所述降滤失剂为5-13重量份,所述防塌剂为8-28重量份,所述纳米封堵剂为1.5-4.5重量份,所述加重剂为
5-60重量份。
[0026] 更优选情况下,以100重量份的水为基准,所述膨润土为3-5重量份,所述降滤失剂为7-11重量份,所述防塌剂为15-20重量份,所述纳米封堵剂为2-3重量份,所述加重剂为10-32重量份。
[0027] 在本发明中,通过严格控制处理剂(水、膨润土、防塌剂、纳米封堵剂和加重剂)的组分和组分含量,使得各处理剂之间得以通过刚性颗粒和弹性颗粒合理搭配、不同粒径之间合理级配,使得所制备的微纳米封堵防塌钻井液能够对深井超深井断裂带碳酸盐岩破碎地层发育孔缝实现致密封堵,遏止钻进时井壁发生大规模掉块垮塌埋钻等复杂事故,应用效果良好。
[0028] 根据本发明,所述加重剂为重晶石,其中,所述重晶石的主要成分为硫酸钡。在本发明中,所述重晶石可以通过商购获得,为白色粉末状,密度为4.5g/cm3,硫酸钡含量≥98%,摩氏硬度为3.5,粒径分布于45-74μm间。
[0029] 根据本发明,所述防塌剂为改性沥青、碳酸钙粉和纳米石蜡乳液中的一种或多种。
[0030] 在本发明中,所述碳酸钙粉为400目碳酸钙粉和1250目碳酸钙粉,优选地,400目碳酸钙粉末和1250目碳酸钙粉末的重量比为1:(1-3),更优选为1:1。另外,在本发明中,需要说明的是,400目等于37.5μm,1250目等于12.0μm。
[0031] 在本发明中,以100重量份的水为基准,所述改性沥青为1-10重量份,所述400目碳酸钙粉为1-10重量份,所述1250目碳酸钙粉为1-10重量份,所述纳米石蜡乳液为1-10重量份;优选情况下,以100重量份的水为基准,所述改性沥青为2-7重量份,所述400目碳酸钙粉为2-7重量份,所述1250目碳酸钙粉为2-7重量份,所述纳米石蜡乳液为2-7重量份;更优选情况下,以100重量份的水为基准,所述改性沥青为2.5-3.5重量份,所述400目碳酸钙粉为4.5-5.5重量份,所述1250目碳酸钙粉为4.5-5.5重量份,所述纳米石蜡乳液为3.5-5.5重量份。
[0032] 其中所述改性沥青可以通过商购获得,例如,可以购自天津市诚利化工有限责任公司,型号为FT342,其为黑色固体沥青粉末,软化点为130℃,延度为30cm,针入度为1.0mm,闪点为300℃。所述改性沥青是天然沥青的改性产物,具有良好的封堵、填充泥饼微孔隙和降滤失效果,在软化点温度以上能变成油膜吸附在井壁和钻具上,提高泥浆的润滑性,兼具封堵、降滤失、润滑和保护井壁的作用,并且具有良好的抗温抗盐能力。
[0033] 其中,所述碳酸钙粉是用机械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩和贝壳制得。
[0034] 其中,所述400目碳酸钙粉通过商购获得,其为白色粉末状,碳酸钙含量≥98.5%,目数为400目,比重为2.7。其中,所述1250目碳酸钙粉可以通过商购获得,其为白色粉末状,碳酸钙含量≥98.5%,目数为1250目,比重为2.7。
[0035] 其中,所述纳米石蜡乳液是以石蜡和复合表面活性剂为主要原材料,采用微乳化技术制得,平均粒径为0.1-20μm,更优选粒径中值D50为6.5μm,流动性好,在水中易分散,加入纳米乳液的钻井液在油层的钻进中,通过在近井壁处形成渗透率极低的石蜡屏蔽带,从而有效阻止钻井、完井液中的固相颗粒和滤液进入地层深部,从而避免钻井液对油气流通道的永久性堵塞,起到了良好的油气层保护作用,同时由于暂堵剂是石蜡,易于返排,不会对油层造成伤害。在本发明中,纳米石蜡乳液通过商购获得,其为透明或半透明发蓝光乳液,pH为6-9,储存稳定性大于6个月,分散性良好,与任意比例水稀释不分层,不破乳。
[0036] 在本发明中,需要说明的是,所谓的粒径中值(D50)是指一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径,其物理意义为粒径大于该值的颗粒占比50%,小于该值的颗粒也占比50%,也称为中位径、中值粒径或平均粒度。总之,粒径中值为一确定值,并非一个区间范围。
[0037] 根据本发明,所述降滤失剂选自树脂和/或低粘聚阴离子纤维素;以100重量份的水为基准,所述褐煤树脂为1-10重量份,所述低粘聚阴离子纤维素为1-10重量份;优选地,以100重量份的水为基准,所述褐煤树脂为2-7重量份,所述低粘聚阴离子纤维素为2-7重量份;更优选地,所述褐煤树脂为3-5重量份,所述低粘聚阴离子纤维素为4-6重量份。
[0038] 其中,所述褐煤树脂主要是由硝基腐植酸和磺甲基树脂共聚而得的多元共聚型钻井液降滤失剂。在本发明中,褐煤树脂为黑褐色粉末,pH为9.0-10.2,淡水浆的表观粘度≤15mPa.s,室温中压滤失量≤10ml,高温高压滤失量≤30ml,氯化钠污染浆的表观粘度≤40mPa.s,室温中压滤失量≤15ml,高温高压滤失量≤40ml。在本发明中,所述降滤失剂能在井壁形成薄而韧的泥饼,起到良好的润滑效果和保持较好的流变性,可在地层温度较高的深井中使用,抗温可达200℃。在本发明中,所述褐煤树脂可以通过商购获得,例如,可以购自任丘市腾辉化工有限公司,牌号为SPNH。
[0039] 其中,所述低粘聚阴离子纤维素(简称PAC-LV),所述低粘聚阴离子纤维素是由天然纤维素经化学改性而制得的水溶性纤维素醚类衍生物。在本发明中,所述低粘聚阴离子纤维素可以通过商购获得,例如,可以购自文安县中德化工有限公司,其为粉末状,密度为0.35g/cm3,淀粉或淀粉衍生物含量为0%,干燥减量≤10%,表观粘度≤40%,API滤失量≤
16ml。
[0040] 根据本发明,所述纳米封堵剂的制备方法包括:
[0041] (1)将纳米碳粉与硝酸进行加热回流反应后再进行冷却、离心分离、洗涤和过滤处理,得到样品S1;
[0042] (2)将所述样品S1与浓硝酸和浓硫酸混合进行第一超声后再进行离心分离和洗涤处理,得到样品S2;
[0043] (3)在消泡剂的存在下,将所述样品S2溶于分散剂中进行第二超声、水洗、离心分离和干燥处理,得到样品S3;
[0044] (4)将所述样品S3进行研磨处理,得到纳米封堵剂。
[0045] 根据本发明,所述纳米封堵剂为表面改性纳米碳粉,黑色球形粉末状颗粒,平均粒径为30-85nm,优选为35.3-75.2nm,表面亲水型材料;在本发明中,采用该纳米封堵剂,其属于刚性封堵剂,能够在水溶液中分散稳定,能够具有较大的承压能力,且无生物毒性,环保性好。
[0046] 根据本发明,在步骤(1)中,所述硝酸浓度为2.4-2.8mol/L,优选情况下,相对于100mL的硝酸,所述纳米碳粉的用量为0.5-2.5克。所述加热回流反应的条件包括:加热温度为40-60℃,回流时间为20-28h。另外,所述离心分离的转速为4000-6000r/min,离心分离次数为3-5次。
[0047] 根据本发明,所述纳米碳粉的平均粒径为20-100nm;在本发明中,所述纳米碳粉可以通过商购获得,例如,可以购自宁波金雷纳米材料科技有限公司,所述纳米碳粉为黑色极细碳粉,颗粒形貌为球形,密度为2.3g/cm3,体积密度为0.21g/cm3,平均粒径为50nm,比表面积为68m2/g,纯度为99.99%。
[0048] 根据本发明,在步骤(2)中,硫酸和浓硝酸的体积比为(2.5-3.5):1,相较于100mL的浓硝酸和浓硫酸的总体积,所述样品S1的用量为0.1-0.5克;所述第一超声的时间为4-6h,功率为1000-1500W;所述离心分离的转速为4000-6000r/min,离心分离次数为3-5次。
[0049] 根据本发明,在步骤(3)中,所述消泡剂为异戊醇,所述分散剂为含有十二烷基硫酸钠的水溶液;优选地,所述分散剂的浓度为0.01-0.05重量%;
[0050] 优选地,相较于100mL的所述分散剂,异戊醇的用量为0.05-3mL,所述样品S2的用量为0.05-0.4克。
[0051] 优选地,所述第二超声的时间为1-3h,功率为1500-2000W。
[0052] 优选地,所述干燥的温度为50-65℃,时间为8-12h。
[0053] 优选地,所述离心分离的转速为4000-6000r/min,次数为3-5次。
[0054] 根据本发明,所述研磨处理的条件为在常温常压条件下置于80mm陶瓷研磨碗中研磨。
[0055] 本发明第二方面提供了一种前述所述的钻井液的制备方法,其中,所述方法包括:
[0056] (a)对膨润土进行预水化处理;
[0057] (b)在搅拌条件下,将步骤(a)得到的水化后的膨润土浆依次降滤失剂、防塌剂、纳米封堵剂和加重剂混合。
[0058] 根据本发明,在步骤(a)中,所述膨润土为钙膨润土,将膨润土预水化的方法是取100重量份水,加入5重量份膨润土,在温度为45-55℃条件下搅拌20min,再加入0.05-0.5重量份,优选为0.15-0.25重量份碳酸钠,在搅拌速率为450-550r/min的条件下搅拌30min,密闭静置24h,通过离子交换和沉淀作用使钙膨润土转换成钠膨润土,有效提高造浆率,即采用碳酸钠进行预水化处理。
[0059] 根据本发明,在步骤(b)中,所述搅拌条件包括:在搅拌速率为750-850r/min的搅拌状态下搅拌,其中,依次加入所述降滤失剂、所述防塌剂、所述纳米封堵剂和所述加重剂进行混合,混合的时间为10-20min。
[0060] 本发明第三方面提供了一种前述所述的钻井液在深井超深井断裂带碳酸盐岩破碎性地层钻井过程中的应用。
[0061] 在本发明中,所述深井超深井指的是深井和超深井。其中,所述深井指的是井深在4500-6000米的直井;所述超深井指的是井深在6000-9000米的直井;另外,在本发明中,需要特别说明的是,当井深为6000米时,指的是深井。
[0062] 在本发明中,所述深井超深井具有的特点包括:裸眼井段长,要钻穿多套地层压力系统;井壁稳定性条件复杂;井温梯度和压力梯度高;深部地层岩石可钻性差;钻机负荷大。
[0063] 通过上述技术方案,使用硝酸、浓硝酸、浓硫酸和十二烷基硫酸钠对纳米碳粉进行表面化学改性,使纳米碳粉由表面疏水型转为表面亲水型,能够抑制颗粒之间团聚的同时极大地改善其在水溶液中的分散稳定性。在此基础上,采用表面改性纳米碳粉和防塌剂协同作用,配合膨润土和加重剂,使钻井液粒径在微纳米级别分布充分且均匀。刚性颗粒和弹性颗粒分布均匀,不同粒径间级配合理,充分实现多元协同封堵。在钻井过程中形成渗透率趋于零的致密、坚韧且极薄的泥饼,阻止钻井液滤液进入井壁孔缝产生应力释放裂缝,防止钻井过程中井壁坍塌掉块导致卡钻,高效封堵防塌。
[0064] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述,在以下实施例和对比例中:
[0065] 电子天平,精度0.0001g,购自上海天平仪器厂;
[0066] 该膨润土购自新疆中非夏子街膨润土有限责任公司新疆夏子街膨润土;
[0067] 所述碳酸钙粉购自上高县光明非金属矿粉加工厂型号为400目和1250目;
[0068] 所述纳米石蜡乳液购自抚顺文爱新科技有限公司;
[0069] 所述十二烷基硫酸钠购自无市亚太联合化工有限公司,分析纯;
[0070] 所述碳酸钠、氢化钠、浓硝酸、浓硫酸和异戊醇均购自成都市科龙化学试剂厂;
[0071] 所述重晶石购自灵寿县点石矿产品加工厂,型号为D50硫酸钡。
[0072] 制备例1
[0073] 本制备例在于说明本发明的纳米封堵剂(表面改性纳米碳粉)的制备方法。
[0074] 取0.5重量份纳米碳粉,加入到100体积重量份浓度为2.4mol/L的硝酸中,加热至40℃回流20h,冷却至室温后,以4000r/min的转速进行3次离心分离,用去离子水多次冲洗至中性后用微孔过滤膜过滤,得样品A1;
[0075] 取0.1重量份样品A1,依次加入总体积为100mL的浓硝酸和浓硫酸,其中浓硫酸和浓硝酸的体积比为2.5:1,混合均匀后在1000W功率下超声4h,以4000r/min的转速进行3次离心分离,用去离子水多次冲洗至中性后,得到样品A2;
[0076] 将该样品A2充分溶于0.01wt%的十二烷基硫酸钠水溶液中,加入0.05mL异戊醇,混合均匀后在1500W功率下超声2h,用去离子水进行多次冲洗,并以4000r/min的转速进行3次离心分离后,置于50℃下的真空干燥箱中干燥8h,收集样品并充分研磨,即可得纳米封堵剂(表面改性改性碳粉)。
[0077] 结果得到纳米封堵剂即改性纳米碳粉为黑色球形粉末状颗粒,平均粒径为35.3nm,属于刚性材料,水溶液中分散稳定性良好。
[0078] 制备例2
[0079] 本制备例在于说明本发明的纳米封堵剂的制备方法。
[0080] 取1.5重量份纳米碳粉,加入到100体积重量份浓度为2.6mol/L的硝酸中,加热至50℃回流24h,冷却至室温后,以5000r/min的转速进行4次离心分离,用去离子水多次冲洗至中性后用微孔过滤膜过滤,得样品B1。
[0081] 取0.3重量份样品B1,依次加入总体积为100mL的浓硝酸和浓硫酸,其中浓硫酸和浓硝酸的体积比为3:1,混合均匀后在1250W功率下超声5h,以5000r/min的转速进行4次离心分离,用去离子水多次冲洗至中性后,得到样品B2;
[0082] 将该样品B2充分溶于0.03wt%的十二烷基硫酸钠水溶液中,加入0.10mL异戊醇,混合均匀后在1750W功率下超声3h,用去离子水进行多次冲洗,并以5000r/min的转速进行4次离心分离后,置于55℃下的真空干燥箱中干燥10h,收集样品并充分研磨,即可得纳米封堵剂改性碳粉。
[0083] 结果得到纳米封堵剂即改性纳米碳粉为黑色球形粉末状颗粒,平均粒径为53.4nm,属于刚性材料,水溶液中分散稳定性良好。
[0084] 制备例3
[0085] 本制备例在于说明本发明的纳米封堵剂的制备方法。
[0086] 取2.5重量份纳米碳粉,加入到100体积重量份浓度为2.8mol/L的硝酸中,加热至60℃回流28h,冷却至室温后,以6000r/min的转速进行5次离心分离,用去离子水多次冲洗至中性后用微孔过滤膜过滤,得样品C1;
[0087] 取0.5重量份样品C1,依次加入总体积为100mL的浓硝酸和浓硫酸,其中浓硫酸和浓硝酸的体积比为3.5:1,混合均匀后在1500W功率下超声6h,以6000r/min的转速进行5次离心分离,用去离子水多次冲洗至中性后,得到样品C2;
[0088] 将该样品C2充分溶于0.05wt%的十二烷基硫酸钠水溶液中,加入0.15mL异戊醇,混合均匀后在2000W功率下超声4h,用去离子水进行多次冲洗,并以6000r/min的转速进行5次离心分离后,置于65℃下的真空干燥箱中干燥12h,收集样品并充分研磨,即可得纳米封堵剂改性碳粉。
[0089] 结果得到纳米封堵剂即改性纳米碳粉为黑色球形粉末状颗粒,平均粒径为75.2nm,属于刚性材料,水溶液中分散稳定性良好。
[0090] 实施例1
[0091] 本实施例在于说明本发明的钻井液及其制备方法。
[0092] (1)量取100重量份水,将其升温至50℃,在500r/min搅拌状态下,加入3重量份膨润土,搅拌20min,再加入0.15重量份碳酸钠,搅拌30min,密闭静置24h,对膨润土进行预水化处理。
[0093] (2)预水化完成后,将膨润土浆置于800r/min的搅拌状态下搅拌20min,加入3重量份降滤失剂褐煤树脂SPNH,搅拌10min,加入降滤失剂低粘聚阴离子纤维素4重量份搅拌10min,加入2.5重量份防塌剂改性沥青FT342,搅拌15min,加入防塌剂400目碳酸钙粉4.5重量份搅拌15min,加入防塌剂1250目碳酸钙粉4.5重量份搅拌15min,加入粒径中值D50为6.5μm的纳米石蜡乳液3.5重量份搅拌20min,加入制备例2中所制的纳米封堵剂(表面改性纳米碳粉)2.0重量份搅拌20min,加入加重剂重晶石20重量份搅拌20min,充分搅拌后,加入适量烧调节钻井液pH至10,即得到微纳米封堵防塌钻井液。
[0094] 其中,所述微纳米封堵防塌钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度实验数据如表1所示,微孔缝封堵实验数据如表2所示。
[0095] 实施例2
[0096] 本实施例在于说明本发明的钻井液及其制备方法。
[0097] (1)量取100重量份水,将其升温至50℃,在500r/min搅拌状态下,加入4重量份膨润土,搅拌20min,再加入0.2重量份碳酸钠,搅拌30min,密闭静置24h,对膨润土进行预水化处理。
[0098] (2)预水化完成后,将膨润土浆置于800r/min的搅拌状态下搅拌20min,加入4重量份降滤失剂褐煤树脂SPNH,搅拌10min,加入降滤失剂低粘聚阴离子纤维素5重量份搅拌10min,加入3.0重量份防塌剂改性沥青FT342,搅拌15min,加入防塌剂400目碳酸钙粉5.0重量份搅拌15min,加入防塌剂1250目碳酸钙粉5.0重量份搅拌15min,加入加入粒径中值D50为6.5μm的纳米石蜡乳液4.5重量份搅拌20min,加入制备例2中所制的纳米封堵剂(表面改性纳米碳粉)2.5重量份搅拌20min,加入加重剂重晶石16重量份搅拌20min,充分搅拌后,加入适量烧碱调节钻井液pH至10,即得到微纳米封堵防塌钻井液。
[0099] 其中,所述微纳米封堵防塌钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度实验数据如表1所示,微孔缝封堵实验数据如表2所示。
[0100] 实施例3
[0101] 本实施例在于说明本发明的钻井液及其制备方法。
[0102] (1)量取100重量份水,将其升温至50℃,在500r/min搅拌状态下,加入5重量份膨润土,搅拌20min,再加入0.25重量份碳酸钠,搅拌30min,密闭静置24h,对膨润土进行预水化处理。
[0103] (2)预水化完成后,将膨润土浆置于800r/min的搅拌状态下搅拌20min,加入5重量份降滤失剂褐煤树脂SPNH,搅拌10min,加入降滤失剂低粘聚阴离子纤维素6重量份搅拌10min,加入3.5重量份防塌剂改性沥青FT342,搅拌15min,加入防塌剂400目碳酸钙粉5.5重量份搅拌15min,加入防塌剂1250目碳酸钙粉5.5重量份搅拌15min,加入加入粒径中值D50为6.5μm的纳米石蜡乳液5.5重量份搅拌20min,加入制备例2中所制的纳米封堵剂(表面改性纳米碳粉)3.0重量份搅拌20min,加入加重剂重晶石12重量份搅拌20min,充分搅拌后,加入适量烧碱调节钻井液pH至10,即得到微纳米封堵防塌钻井液。
[0104] 其中,所述微纳米封堵防塌钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度实验数据如表1所示,微孔缝封堵实验数据如表2所示。
[0105] 实施例4
[0106] 本实施例在于说明本发明的钻井液及其制备方法。
[0107] (1)量取100重量份水,将其升温至45℃,在450r/min搅拌状态下,加入3重量份膨润土,搅拌20min,再加入0.15重量份碳酸钠,搅拌30min,密闭静置24h,对膨润土进行预水化处理。
[0108] (2)预水化完成后,将膨润土浆置于750r/min的搅拌状态下搅拌20min,加入2.0重量份降滤失剂褐煤树脂SPNH,搅拌10min,加入降滤失剂低粘聚阴离子纤维素3.0重量份搅拌10min,加入1.5重量份防塌剂改性沥青FT342,搅拌15min,加入防塌剂400目碳酸钙粉4.0重量份搅拌15min,加入防塌剂1250目碳酸钙粉4.0重量份搅拌15min,加入粒径中值D50为6.5μm的纳米石蜡乳液2.5重量份搅拌20min,加入制备例2中所制的纳米封堵剂(表面改性纳米碳粉)1.5重量份搅拌20min,加入加重剂重晶石24重量份搅拌20min,充分搅拌后,加入适量烧碱调节钻井液pH至10,即得到微纳米封堵防塌钻井液。
[0109] 其中,所述微纳米封堵防塌钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度实验数据如表1所示,微孔缝封堵实验数据如表2所示。
[0110] 实施例5
[0111] 本实施例在于说明本发明的钻井液及其制备方法。
[0112] (1)量取100重量份水,将其升温至55℃,在550r/min搅拌状态下,加入5重量份膨润土,搅拌20min,再加入0.25重量份碳酸钠,搅拌30min,密闭静置24h,对膨润土进行预水化处理。
[0113] (2)预水化完成后,将膨润土浆置于850r/min的搅拌状态下搅拌20min,加入6.0重量份降滤失剂褐煤树脂SPNH,搅拌10min,加入降滤失剂低粘聚阴离子纤维素7.0重量份搅拌10min,加入4.5重量份防塌剂改性沥青FT342,搅拌15min,加入防塌剂400目碳酸钙粉6.0重量份搅拌15min,加入防塌剂1250目碳酸钙粉6.0重量份搅拌15min,加入粒径中值D50为6.5μm的纳米石蜡乳液6.5重量份搅拌20min,加入制备例2中所制的纳米封堵剂(表面改性纳米碳粉)3.5重量份搅拌20min,加入加重剂重晶石10重量份搅拌20min,充分搅拌后,加入适量烧碱调节钻井液pH至10,即得到微纳米封堵防塌钻井液。
[0114] 其中,所述微纳米封堵防塌钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度实验数据如表1所示,微孔缝封堵实验数据如表2所示。
[0115] 实施例6
[0116] 按照与实施例1中相同的方法制备钻井液,不同之处在于:将实施例1中的纳米封堵剂,即,将制备例2制备的纳米封堵剂替换成制备例1中所制备的纳米封堵剂。
[0117] 其中,所述钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度的测试结果如表1所示,微孔缝封堵的测试结果如表2所示。
[0118] 实施例7
[0119] 按照与实施例2相同的方法制备钻井液,不同之处在于:将实施例2的纳米封堵剂,即,将制备例2制备的纳米封堵剂替换成制备例1中所制备的纳米封堵剂。
[0120] 其中,所述钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度的测试结果如表1所示,微孔缝封堵的测试结果如表2所示。
[0121] 实施例8
[0122] 按照与实施例3相同的方法制备钻井液,不同之处在于:将实施例3的纳米封堵剂,即,将制备例2制备的纳米封堵剂替换成制备例1中所制备的纳米封堵剂纳米碳粉。
[0123] 其中,所述钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度的测试结果如表1所示,微孔缝封堵的测试结果如表2所示。
[0124] 实施例9
[0125] 按照与实施例4相同的方法制备钻井液,不同之处在于:将实施例4的纳米封堵剂,即,将制备例2制备的纳米封堵剂替换成制备例1中所制备的纳米封堵剂。
[0126] 其中,所述钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度的测试结果如表1所示,微孔缝封堵的测试结果如表2所示。
[0127] 实施例10
[0128] 按照与实施例5相同的方法制备钻井液,不同之处在于:将实施例5的纳米封堵剂,即,将制备例2制备的纳米封堵剂替换成制备例1中所制备的纳米封堵剂。
[0129] 其中,所述钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度的测试结果如表1所示,微孔缝封堵的测试结果如表2所示。
[0130] 实施例11
[0131] 按照与实施例1相同的方法制备钻井液,不同之处在于:将实施例1的纳米封堵剂,即,将制备例2制备的纳米封堵剂替换成制备例3中所制备的纳米封堵剂。
[0132] 其中,所述钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度的测试结果如表1所示,微孔缝封堵的测试结果如表2所示。
[0133] 实施例12
[0134] 按照与实施例2相同的方法制备钻井液,不同之处在于:将实施例2的纳米封堵剂,即制备例2制备的纳米封堵剂替换成制备例3中所制备的纳米封堵剂。
[0135] 其中,所述钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度的测试结果如表1所示,微孔缝封堵的测试结果如表2所示。
[0136] 实施例13
[0137] 按照与实施例3相同的方法制备钻井液,不同之处在于:将实施例3的纳米封堵剂,即,将制备例2制备的纳米封堵剂替换成制备例3中所制备的纳米封堵剂。
[0138] 其中,所述钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度的测试结果如表1所示,微孔缝封堵的测试结果如表2所示。
[0139] 实施例14
[0140] 按照与实施例4相同的方法制备钻井液,不同之处在于:将实施例4的纳米封堵剂,即,将制备例2制备的纳米封堵剂替换成制备例3中所制备的纳米封堵剂。
[0141] 其中,所述钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度的测试结果如表1所示,微孔缝封堵的测试结果如表2所示。
[0142] 实施例15
[0143] 按照与实施例5相同的方法制备钻井液,不同之处在于:将实施例5的纳米封堵剂,即,将制备例2制备的纳米封堵剂替换成制备例3中所制备的纳米封堵剂。
[0144] 其中,所述钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度的测试结果如表1所示,微孔缝封堵的测试结果如表2所示。
[0145] 对比例1
[0146] 按照与实施例2相同的方法制备钻井液,不同之处在于:将实施例2中的降滤失剂褐煤树脂和低粘聚阴离子纤维素的用量均修改为0重量份,加重剂重晶石的用量修改为24重量份。
[0147] 其中,所述钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度的测试结果如表1所示,微孔缝封堵的测试结果如表2所示。
[0148] 对比例2
[0149] 按照与实施例2相同的方法制备钻井液,不同之处在于:将实施例2中的防塌剂碳酸钙粉和纳米石蜡乳液的用量均修改为0重量份,加重剂重晶石的用量修改为24重量份。
[0150] 其中,所述钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度的测试结果如表1所示,微孔缝封堵的测试结果如表2所示。
[0151] 对比例3
[0152] 按照与实施例2相同的方法制备钻井液,不同之处在于:将实施例1中的表面改性纳米碳粉的用量修改为0重量份,加重剂重晶石的用量修改为20重量份。
[0153] 其中,所述钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度的测试结果如表1所示,微孔缝封堵的测试结果如表2所示。
[0154] 对比例4
[0155] 按照与实施例2相同的方法制备钻井液,不同之处在于:将实施例1中的纳米封堵剂表面改性纳米碳粉的用量修改为20重量份,加重剂重晶石的用量修改为10重量份。
[0156] 其中,所述钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度的测试结果如表1所示,微孔缝封堵的测试结果如表2所示。
[0157] 对比例5
[0158] 按照与实施例2相同的方法制备钻井液,不同之处在于:将实施例2中的防塌剂改性沥青FT342、400目碳酸钙粉、1250目碳酸钙粉和纳米石蜡乳液的用量均改为0重量份,纳米封堵剂表面改性纳米碳粉的用量修改为0重量份,加重剂重晶石的用量修改为26重量份。
[0159] 其中,所述钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度的测试结果如表1所示,微孔缝封堵的测试结果如表2所示。
[0160] 对比例6
[0161] 按照与实施例2相同的方法制备钻井液,不同之处在于:将实施例2中的降滤失剂褐煤树脂和低粘聚阴离子纤维素用量均修改为0重量份,防塌剂改性沥青FT342、400目碳酸钙粉、1250目碳酸钙粉和纳米石蜡乳液的用量均修改为0重量份,纳米封堵剂表面改性纳米碳粉的用量修改为0重量份,加重剂重晶石的用量修改为32重量份。
[0162] 其中,所述钻井液的密度、高温高压(HTHP)滤失量及泥饼厚度的测试结果如表1所示,微孔缝封堵的测试结果如表2所示。
[0163] 测试例1
[0164] 分别取适量实施例1-15和对比例1-6中制备的钻井液,使用钻井液用液体密度计分别测量其密度;使用高温高压滤失仪分别测试其在3.5MPa压差和30min下的高温高压滤失量,并使用尺测量对应泥饼的厚度。密度、高温高压滤失量和泥饼厚度的实验测试结果见表1。
[0165] 表1
[0166] 编号 密度(g/cm3) 高温高压滤失量(ml) 泥饼厚度(mm)实施例1 1.24 8.8 2.4
实施例2 1.21 8.0 2.2
实施例3 1.18 8.5 2.4
实施例4 1.27 10.3 3.2
实施例5 1.15 9.8 3.0
实施例6 1.24 9.2 2.8
实施例7 1.21 9.0 2.6
实施例8 1.18 9.6 2.8
实施例9 1.27 11.0 3.6
实施例10 1.15 10.5 3.4
实施例11 1.24 10.0 3.0
实施例12 1.21 9.8 2.8
实施例13 1.18 10.9 3.5
实施例14 1.27 11.8 4.0
实施例15 1.15 11.0 3.7
对比例1 1.28 27.8 12.4
对比例2 1.28 17.8 7.2
对比例3 1.24 16.5 6.2
对比例4 1.30 18.4 8.1
对比例5 1.25 22.6 10.7
对比例6 1.30 24.6 11.5
[0167] 由表1实验测试结果可知:
[0168] (1)通过控制加重剂重晶石的用量,使实施例1-15和对比例1-7中分别制备的钻井液的密度基本一致,处于1.18-1.30g/cm3,最大限度避免因钻井液密度不一致导致的钻井液性能差异,实验测试结果具有科学性和可靠性。
[0169] (2)实施例1-15制备的钻井液高温高压滤失量介于8.0-11.8mL,泥饼厚度介于2.2-4.0mm,滤失造壁性能优异,说明在钻遇碳酸盐岩易碎地层时,钻井液粒径在微纳米级别分布充分且均匀,在井筒循环渗滤作用下形成渗透率趋于零的致密、坚韧且极薄的泥饼,阻止钻井液滤液大量进入井壁孔缝导致微裂缝层理扩展延伸,防止钻井过程中井壁坍塌掉块导致卡钻,高效封堵防塌。
[0170] (3)相较于实施例1-15制备的钻井液性能,对比例1-3制备的钻井液高温高压滤失量均超过16.5ml,最大达27.8ml,泥饼厚度均超过6.2mm,最大达12.4mm,说明对于该钻井液滤失造壁性能影响而言,降滤失剂>防塌剂>纳米封堵剂,同时说明若欲构建良好滤失性能的微纳米封堵防塌钻井液体系,处理剂降滤失剂、防塌剂和纳米封堵剂缺一不可,也说明在合适的组分和含量范围内配制的钻井液性能良好。
[0171] (4)相较于实施例1-15制备的钻井液性能,对比例4制备的钻井液高温高压滤失量为18.4ml,泥饼厚度为8.1mm,相较于实施例1-15中最高值,高温高压滤失量增加了6.6mL,泥饼厚度增加了4.1mm,说明对于该微纳米封堵防塌钻井液滤失造壁性能影响而言,过高的纳米封堵剂用量产生了一定的负面影响,同时说明在合适的组分和含量范围内配制的钻井液性能良好。
[0172] (5)相较于实施例1-15制备的钻井液性能,对比例5-6制备的钻井液高温高压滤失量均超过22.6ml,最大达24.6ml,泥饼厚度均超过10.7mm,最大达11.5mm,说明对于该钻井液滤失造壁性能影响而言,膨润土、降滤失剂、防塌剂和纳米封堵剂之间按照合理的粒径级配、刚性材料和弹性材料搭配在井底高温高压环境下可实现多元协同封堵,产生渗透率趋近于零的泥饼,有效阻隔滤液对井壁破碎地层发育孔缝的侵入,同时说明在合适的组分和含量范围内配制的钻井液具有优异的滤失造壁性。
[0173] 综上所述,本发明的一种适用于深井超深井断裂带碳酸盐岩破碎地层钻井用微纳米封堵防塌钻井液通过刚性材料和弹性材料按照合理的粒径级配在井内高温作用下充分实现多元协同封堵,配合最优用量,钻井液粒径在微纳米级别分布充分且均匀,在井筒钻井液循环渗滤作用下可形成渗透率趋近于零的致密、坚韧且极薄的泥饼,阻止钻井液滤液大量进入井壁孔缝导致微裂缝层理扩展延伸,防止钻井过程中井壁坍塌掉块导致卡钻等钻井事故,高效封堵防塌。
[0174] 测试例2
[0175] 分别取适量实施例1-15和对比例1-7中制备的钻井液备用,使用可视砂床滤失仪,取250cm3的300目石英砂和100cm3的800目石英砂混合搅拌均匀,将其缓缓加入透明筒状的钻井液杯中模拟碳酸盐岩非均质孔缝型易碎地层,再分别缓缓加入500cm3制备的备用钻井液,关闭杯盖,接通氮气气源调节气压至0.69MPa,确认无误后,打开放气,压力传递至钻井液杯中,借此模拟钻井液在井筒循环过程中地层高压作用下的渗滤作用,同时观察透明杯体中钻井液的渗滤过程并记录7.5min和30min时钻井液的侵入深度。实验测试结果如表2所示。
[0176] 表2
[0177]
[0178]
[0179] 根据表2数据可知:
[0180] (1)实施例1-3制备的钻井液在模拟地层中7.5min时的侵入深度介于2.9-3.2cm,30min时的侵入深度介于4.5-4.8cm,实施例4-15制备的钻井液在模拟地层中7.5min时的侵入深度介于3.2-5.1cm,30min时的侵入深度介于4.7-6.8cm,说明在优选的处理剂用量范围内,在钻头打开地层的瞬间,钻井液固相颗粒可在井周微孔缝端口架桥支撑封堵,提高破碎地层的坍塌压力,防止液柱压力激动和钻具碰撞导致渗漏和弱胶结层理间的剥落侵蚀,封堵性能良好,同时也说明在组分及含量最优限定范围内配制的高效封堵防塌钻井液封堵防塌性能最好。
[0181] (2)相较于实施例1-15制备的钻井液性能,对比例1-3制备的钻井液7.5min侵入深度均超过6.8cm,最大达8.2cm,30min侵入深度均超过8.3cm,最大达9.6cm,说明对于该钻井液封堵防塌性能影响而言,防塌剂>纳米封堵剂>降滤失剂,对比例1-3中7.5min最小侵入深度相较于实施例1-15中7.5min最大侵入深度增加3.6cm,30min最小侵入深度相较于实施例1-15中30min最大侵入深度增加1.5cm,说明对于该微纳米封堵防塌钻井液而言,钻井液中的固相颗粒(降滤失剂、防塌剂和纳米封堵剂)对井周微孔缝端口架桥支撑封堵和提高破碎地层坍塌压力均起明显作用,同时说明在合适的组分和含量限定范围内配制的钻井液封堵防塌性能较好。
[0182] (3)相较于实施例1-15制备的钻井液性能,对比例4制备的钻井液7.5min侵入深度为8.4cm,30min侵入深度为10.2cm,相较于实施例1-15中7.5min最大侵入深度增加3.3cm,30min最小侵入深度相较于实施例1-15中30min最大侵入深度增加3.4cm,说明对于该钻井液封堵防塌性能影响而言,纳米封堵剂用量过高将导致分散不均,不利于形成均匀适当的粒径分布,对微米级固相颗粒间的填充支撑产生负面影响,同时说明在合适的组分和含量限定范围内配制的钻井液封堵防塌性能较好。
[0183] (4)相较于实施例1-15制备的钻井液性能,对比例5-6制备的钻井液7.5min侵入深度均超过7.9cm,最大达8.8cm,30min侵入深度均超过8.9cm,最大达10.4cm,说明对于该钻井液封堵防塌性能影响而言,膨润土、降滤失剂、防塌剂和纳米封堵剂固相颗粒间依照合理的粒径级配、刚性和弹性颗粒协同架桥填充充分实现屏蔽暂堵,有效降低钻井液或滤液侵入深度,增强发育孔缝层理间粘结力,遏制水力尖劈,同时说明在合适的组分和含量限定范围内配制的钻井液封堵防塌性能较好。
[0184] 综上所述,本发明的一种适用于深井超深井断裂带碳酸盐岩破碎地层钻井用微纳米封堵防塌钻井液依照合理的粒径级配、刚性和弹性颗粒协同架桥填充,使钻井液固相颗粒在钻头打开地层的瞬间,在井周微孔缝层理发育端口处架桥支撑封堵,提高破碎地层的坍塌压力,防止液柱压力激动和钻具碰撞导致渗漏和弱胶结层理间的剥落侵蚀,阻止钻井液滤液大量进入井壁孔缝导致微裂缝层理扩展延伸,封堵性能良好,有效防止钻井过程中井壁坍塌掉块导致卡钻等钻井事故,高效封堵防塌。
[0185] 以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
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