专利名称：一种智能储层钻井完井液体系及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种智能储层钻井完井液体系及其制备方法，应用于石油工业的油气 田钻井领域。
背景技术：
随着钻井技术的不断进步，深井及海上钻井逐步成为增储上产的重要战略接替 带，这类井的开发过程中，钻井成本非常高，需要显著提高储层保护效果，才能确保投资具 有实际价值。储层保护技术一直都是国内外十分关注的热点问题，储层损害在整个油气井 的生产建设过程中具有累积叠加效应。钻井完井液作为打开储层的第一种工作流体，其性 能好坏对储层保护具有十分重要的作用。屏蔽暂堵技术是常用的一种储层保护钻井完井液 技术，碳酸钙作为一种常用暂堵剂加入到钻井完井液中，通过合理设计其粒度分布及加量， 使其与地层孔喉尺寸相匹配，有效提高钻井完井液形成泥饼的致密性，增加封堵性，避免钻 井完井液中的固相及液相侵入储层。在完井后通过射孔或酸化使其解堵，达到保护储层的 目的。但是该技术存在以下几方面问题1)加入碳酸钙后，如果不采取解堵措施，其渗透率 恢复值及初始流动压力需要进一步提高。2)利用碳酸钙暂堵技术一般需要酸化或射孔解堵 才能保证良好的储层保护效果；3)在某些完井方式比如说筛管完井中，以及泥饼无法进行 有效解除的井中，该作业方式的储层保护效果不好。如何在不影响正常钻井作业的情况下，在钻井过程中提高钻井完井液的封堵性， 避免井中固相和液相侵入储层，引发储层伤害，而在开发过程中，能够确保油气顺利通过， 显著提高储层保护效果一直都是石油工作者积极探索的。本发明设计了一种智能储层钻井完井液，该类钻井完井液能够在钻井过程中，通 过形成具有一定疏水性的致密泥饼，有效阻止水基钻井完井液中的固相及液相侵入储层， 减少或避免了钻井完井液对储层的影响；而在开发过程中，加入的改性碳酸钙，由于其表面 具有良好的亲油疏水性，在其参与形成的泥饼中建立了良好的亲有机质通道，该通道可为 油气提供良好稳定的油流通道。这种改性碳酸钙与常规钻井完井液处理剂具有良好的配伍 性，参与形成的井壁泥饼中具有“单向阀”功能，在钻井过程中，阻止井筒内的钻井完井液滤 液及固相侵入储层，而在开发过程中，其可以为油气打开通道。从而达到有效降低初始流动 压力，避免泥饼去除工作所花费的时间及费用，显著提高储层保护效果，以获得良好的经济 及社会价值。
发明内容
本发明提供了一种智能储层钻井完井液体系，特征在于由如下组分构成0. 5-1. Owt % 的包被剂 BBJ-3 ；1. 0-2. 0wt%±曾粘齐[J VSF-2 ；1. 5-2. 5wt%抗温降滤失剂 KWJLS-I ；2. 0-3. Owt % 高温防塌剂 FTJ-3 ；
3. 0 5. Owt % 储层保护剂 CCBHJ-2 ；2. 0 4. Owt %新型改性碳酸钙XXBHJ-2 ；余量为水；其中各组分的质量百分比的基准为水。其中，包被剂BBJ-3 丙烯酸盐类大分子，外观白色粉末；水分7% ；pH值7. (Γ9. 0 ； 细度(筛孔0.9mm筛余)，彡9% ；水溶液mPa · s 彡30%。增粘剂VSF-2 纤维素类大分子，外观白色粉末冰分8% ；特性粘度(IOOmL/ g) ^ 7 ；细度(0.9謹筛孔筛余)6%。抗温降滤失剂KWJLS-I 磺化浙青类物质，外观褐色粉末；水不溶物8%;高温 高压滤失量20mL。高温防塌剂FTJ-3 腐植酸类物质，外观褐色粉末；水不溶物10% ；水分 彡 9% ；pH :9 11。储层保护剂CCBHJ-2 重质碳酸钙类物质(不同粒度组合)，外观白色粉末；酸不 溶物含量1% ；碳酸钙含量·》97% ；密度2. 7士0. 1。新型改性碳酸钙XXBHJ-2 表面改性疏水碳酸钙；外观白色粉末；可漂浮在水表 面呈现疏水性，而在常规钻井液大分子溶液具有良好配伍性，可均勻分散在其中。本发明还提供了一种智能储层钻井完井液体系的制备方法，包括如下步骤(1)取定量水加入到搅拌杯中，开启搅拌器进行搅拌；(2)加入0. 5-1. Owt %包被剂BBJ-3，继续搅拌，使包被剂充分溶解；(3)加入1. 0-2. Owt %增粘剂VSF-2，继续搅拌，让其充分溶解；(4)加入1. 5-2. 5wt %抗温降滤失剂KWJLS-1，继续搅拌使溶解均勻；(5)加入2. 0-3. Owt %高温防塌剂FTJ-3，继续搅拌；(6)加入3. 0 5. Owt %储层保护剂CCBHJ-2，继续搅拌；(7)加入2. 0 4. Owt %新型改性碳酸钙XXBHJ-2，继续搅拌；(8)待以上钻井液添加剂溶解均勻后，得到最终产品智能化储层钻井完井液体 系；上述各组分的质量百分比的基准为水。其中，包被剂BBJ-3 丙烯酸盐类大分子，外观白色粉末；水分彡7% ；pH值7.CT9.0 ； 细度(筛孔0.9mm筛余)，彡9% ；水溶液mPa · s 彡30%。增粘剂VSF-2 纤维素类大分子，外观白色粉末；水分彡8% ；特性粘度(IOOmL/ g) ^ 7 ；细度(0.9謹筛孔筛余)6%。抗温降滤失剂KWJLS-I 磺化浙青类物质，外观褐色粉末；水不溶物8%;高温 高压滤失量20mL。高温防塌剂FTJ-3 腐植酸类物质，外观褐色粉末；水不溶物10% ；水分 彡 9% ；pH :9 11。储层保护剂CCBHJ-2 重质碳酸钙类物质(不同粒度组合)，外观白色粉末；酸不 溶物含量1% ；碳酸钙含量·》97% ；密度2. 7士0. 1。新型改性碳酸钙XXBHJ-2 表面改性疏水碳酸钙；外观白色粉末；可漂浮在水表
5面呈现疏水性，而在常规钻井液大分子溶液具有良好配伍性，可均勻分散在其中。本发明所述的智能储层钻井完井液体系的适用性强，可适用于不同的水基钻井完 井液体系，如聚合物钻井完井液，聚磺钻井完井液，有机盐钻井完井液，饱和盐水钻井完井 液等钻井完井液体系；能有效降低储层初始流动压力，提高渗透率恢复值，显著提高储层保 护效果；配制简单，不会影响正常的钻井施工作业，并会提高储层保护效果，可有效消除井 下去除泥饼作业引发的时间及成本，有助于获得良好的经济及社会效益。
具体实施例方式实施例1 (1)取500mL水加入到搅拌杯中，开启搅拌器进行搅拌；(2)加入0. 5wt%包被剂BBJ-3，继续搅拌，使包被剂充分溶解；(3)加入1. Owt %增粘剂VSF-2，继续搅拌，让其充分溶解；(4)加入1. 5wt %抗温降滤失剂KWJLS-I，继续搅拌使溶解均勻；(5)加入2. Owt %抗温防塌剂FTJ-3，继续搅拌；(6)加入3. Owt %储层保护剂CCBHJ-2，继续搅拌；(7)加入2衬％新型改性碳酸钙XXBHJ-2，继续搅拌(8)待以上钻井完井液添加剂溶解均勻后，得到最终产品智能储层钻井完井液体 系。实施例2 (1)取500mL水加入到搅拌杯中，开启搅拌器进行搅拌；(2)加入1. Owt %包被剂BBJ-3，继续搅拌，使包被剂充分溶解；(3)加入1. 5衬％增粘剂VSF-2，继续搅拌，让其充分溶解；
(4)加入2. Owt %抗温降滤失剂KWJLS-I，继续搅拌使溶解均勻；(5)加入2. 5wt%抗温防塌剂FTJ-3，继续搅拌；(6)加入4. Owt %储层保护剂CCBHJ-2，继续搅拌；(7)加入3衬％新型改性碳酸钙XXBHJ-2，继续搅拌(8)待以上钻井完井液添加剂溶解均勻后，得到最终产品智能储层钻井完井液体 系。实施例3 (1)取500mL水加入到搅拌杯中，开启搅拌器进行搅拌；(2)加入1. Owt %包被剂BBJ-3，继续搅拌，使包被剂充分溶解；(3)加入2. Owt %增粘剂VSF-2，继续搅拌，让其充分溶解；(4)加入2. 5wt %抗温降滤失剂KWJLS-I，继续搅拌使溶解均勻；(5)加入3. Owt %抗温防塌剂FTJ-3，继续搅拌；(6)加入4. Owt %储层保护剂CCBHJ-2，继续搅拌；(7)加入4衬％新型改性碳酸钙XXBHJ-2，继续搅拌(8)待以上钻井完井液添加剂溶解均勻后，得到最终产品智能储层钻井完井液体系。实施例1-3中各组分的质量百分比的基准为水。
实施例性能评价方法1、流变性能评价取配制好的500mL实施例智能储层钻井完井液体系，低速搅拌5min后，按照GB/ T16783. 1-2006的规定在六速旋转粘度计上测定钻井液的Φ600、Φ 300, Φ 200, Φ 100、 Φ 6、Φ 3的粘度、动切力、中压API失水、HTHP (150°C，3. 5Mpa)失水及10s、10min的静切力。计算PV = R600-R300.......................................... (1)YP = 0. 51 X (R300-PV).................................... (2)Glos (或 G10min) =R3/2.................................... (3)式中PV——塑性粘度，mPa. s ；YP——动切力，Pa;Φ 600、Φ 300、Φ 3-600r/min, 300r/min, 3r/min 时的稳定读值，mPa. s ；Gltis、Gltlmin——IOs 或 IOmin 的静切力，PaR3——静止IOs或IOmin时的3r/min最大读值，mPa. s ；2、抗温性能评价取配制好的500mL实施例智能储层钻井完井液体系，高速搅拌20min后，装入老 化罐，放入滚子炉中，在150°C下，恒温滚动16小时后，取出冷却至室温，再高搅5min后， 按GB/T16783. 1-2006的规定在六速旋转粘度计上测定样品溶液的Φ600、Φ 300, Φ 200, Φ 100、Φ 6、Φ 3的粘度、动切力、失水量及IOsUOmin的静切力。3、防塌性能评价(1)泥页岩回收率评价取一定量的钻屑，目数在6-10目之间，105°C下干燥；在老化罐中加入350mL实施 例钻井完井液和50.(^干燥后的钻屑，老化1201 X 16h;老化后的溶液过40目筛，并用自 来水自然冲洗；冲洗后的钻屑在105°C下干燥，称重，计算泥页岩回收率。(2)泥页岩线性膨胀评价取干燥后的岩屑，粉碎后得到岩屑粉，制备评价岩心块(4MPa压力下，压5min)； 开启仪器，安装好评价岩心块，调零后倒入实施例；开始测试，记录每0. 5h后的线膨胀量 (mm)；与空白溶液对照，计算线膨胀量降低率。5、储层渗透率恢复值及初始流动压力测定利用动态损害评价装置，参照石油行业标准SY/T 6540-2002钻井液完井液损害 油层室内评价方法，针对现场取得的岩心，进行储层渗透率恢复值测定，并测定不同钻井完 井液体系污染后岩心的最大突破压力作为初始流动压力。表1实施例智能钻井完井液流变性能对比评价(室温)
权利要求
一种智能储层钻井完井液体系，特征在于由如下组分构成0.5 1.0wt％的包被剂BBJ 3；1.0 2.0wt％增粘剂VSF 2；1.5 2.5wt％抗温降滤失剂KWJLS 1；2.0 3.0wt％高温防塌剂FTJ 3；3.0～5.0wt％储层保护剂CCBHJ 2；2.0～4.0wt％新型改性碳酸钙XXBHJ 2；余量为水；其中各组分的质量百分比的基准为水。
2.如权利要求1所述的智能储层钻井完井液体系，特征在于包被剂BBJ-3为丙烯酸盐类大分子，外观白色粉末；水分彡7% ;pH值7. 0 9. 0 ； 细度(筛孔0. 9mm筛余)，彡9% ；水溶液mPa · s 彡30% ；增粘剂VSF-2为纤维素类大分子，外观白色粉末；水分8% ；特性粘度100mL/g 彡7 ；细度(0. 9mm筛孔筛余)彡6% ；抗温降滤失剂KWJLS-I为磺化浙青类物质，外观褐色粉末；水不溶物8% ；高温高 压滤失量20mL ；抗高温防塌剂FTJ-3为腐植酸类物质，外观褐色粉末；水不溶物10% ；水分 彡 9% ；pH :9 11 ；储层保护剂CCBHJ-2为重质碳酸钙类物质，由不同粒度组合，外观白色粉末；酸不溶 物含量；碳酸钙含量97% ；密度2. 7士0. 1 ；新型改性碳酸钙XXBHJ-2为表面改性疏水碳酸钙；外观白色粉末；可漂浮在水表面呈 现疏水性，而在常规钻井液大分子溶液具有良好配伍性，可均勻分散在其中。
3.如权利要求1所述的智能储层钻井完井液体系的制备方法，包括如下步骤(1)取定量水加入到搅拌杯中，开启搅拌器进行搅拌；(2)加入0.5-1. Owt %包被剂BBJ-3，继续搅拌，使包被剂充分溶解；(3)加入1.0-2. 0衬％增粘剂VSF-2，继续搅拌，让其充分溶解；(4)加入1.5-2. 5wt%抗温降滤失剂KWJLS-I，继续搅拌使溶解均勻；(5)加入2.0-3. Owt %高温防塌剂FTJ-3，继续搅拌；(6)加入3.0 5. Owt %储层保护剂CCBHJ-2，继续搅拌；(7)加入2.0 4. Owt %新型改性碳酸钙XXBHJ-2，继续搅拌；(8)待以上钻井液添加剂溶解均勻后，得到最终产品智能化储层钻井完井液体系；其 中各组分的质量百分比的基准为水。
4.如权利要求3所述的制备方法，特征在于包被剂BBJ-3为丙烯酸盐类大分子，外观白色粉末；水分彡7% ;pH值7. 0 9. 0 ； 细度(筛孔0.9mm筛余)，彡9% ；水溶液mPa · s 彡30% ；增粘剂VSF-2为纤维素类大分子，外观白色粉末；水分8% ；特性粘度100mL/g 彡7 ；细度(0. 9mm筛孔筛余)彡6% ；抗温降滤失剂KWJLS-I为磺化浙青类物质，外观褐色粉末；水不溶物8% ；高温高 压滤失量彡20mL ；抗高温防塌剂FTJ-3为腐植酸类物质，外观褐色粉末；水不溶物10% ；水分彡 9% ；pH :9 11 ；储层保护剂CCBHJ-2为重质碳酸钙类物质，由不同粒度组合，外观白色粉末；酸不溶 物含量；碳酸钙含量97% ；密度2. 7士0. 1 ；新型改性碳酸钙XXBHJ-2为表面改性疏水碳酸钙；外观白色粉末；可漂浮在水表面呈 现疏水性，而在常规钻井液大分子溶液具有良好配伍性，可均勻分散在其中。
全文摘要
本发明涉及一种智能储层钻井完井液体系，所述的智能储层钻井完井液体系的适用性强，可适用于不同的水基钻井完井液体系，如聚合物钻井完井液，聚磺钻井完井液，有机盐钻井完井液，饱和盐水钻井完井液等钻井完井液体系；能有效降低储层初始流动压力，提高渗透率恢复值，显著提高储层保护效果；配制简单，不会影响正常的钻井施工作业，并会提高储层保护效果，可有效消除井下去除泥饼作业引发的时间及成本，有助于获得良好的经济及社会效益。
文档编号C09K8/12GK101948679SQ20101026230
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者付英军, 李志勇, 杨帅伟, 王利国, 臧伟伟, 蒋官澄, 谢水祥, 鄢捷年 申请人:中国石油大学(北京)