一种适合于页岩气开发的水基钻井液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及石油钻井工程领域所用的一种钻井液，特别设及一种适合于页岩气开 发钻井的水基钻井液。
【背景技术】
[0002] 页岩气的勘探开发已经在中国逐步兴起，形成了一定的勘探开发规模，进入了快 速发展的阶段。目前通用的钻井液为油基钻井液，油基钻井液具有优异的页岩稳定性能和 润滑性能，并且耐污染能力强，可循环使用，已成为页岩气开发必不可少的一项关键技术。 但是，油基钻井液高成本、环境保护问题的缺点也特别突出，因此，必须结合页岩气开发地 质特点研究一套适合于页岩气钻井的水基钻井液体系就显得尤为重要。
[0003] 国内主要通过使用强制性水基钻井液体系W保持页岩地层的井壁稳定性，同时也 开展了类油基钻井液、仿油基钻井液、稳定页岩的水基钻井液等一系列水基钻井液的研究 工作。
[0004] 中国发明专利"一种稳定页岩的水基钻井液"（【申请号】201410020098. 7)，提供了 一种稳定页岩的水基钻井液，该钻井液由钢基膨润上、页岩抑制剂、增粘剂、流型调节剂、降 滤失剂、抗高溫处理剂、架桥剂、堵漏剂W及防塌剂混合而成。 W05]中国发明专利"一种用于页岩油气藏勘探开发的钻井液"（【申请号】 201310540113. 6)提供一种用于页岩油气藏勘探开发的钻井液，其在水的基础上按照重量 百分比含有：膨润±4~6%、娃酸钟2~5%、包被抑制剂0. 2~0. 5%、流型调节剂0. 2~ 1. 5 %、降滤失剂4~6 %、页岩防塌剂2~3 %、封堵剂2~3 %、滤饼表面改性剂0. 5~ 1 %、润滑剂2~4 %、PH值调节剂0. 4~0. 6 %。该钻井液针对页岩油气藏地层具有封堵 性好、抑制性强、润滑性好、高溫性能稳定特点，适合页岩油气藏的勘探开发。
[0006] 中国发明专利"一种钻进页岩用低密度水基钻井液"（【申请号】201310540113. 6) 设及一种钻进页岩用低密度水基钻井液。它克服使用水基钻井液井壁失稳问题。其技术方 案是制备该钻井液所用原料的组分及含量：钻井液用膨润± 30-50 ;碳酸钢1. 5-2. 5 ;氨氧 化钢5-10 ;提切剂SZT15-20 ;两性离子聚合物包被剂FA3672-5 ;降滤失剂CG810S-T10-15 ; 钻井液流变性调节剂JHRM0. 2-1 ;高光碳酸巧C-L50140-60 ;润滑剂R-1610-30 ;乳化石蜡 25-35 ;钻井液用固体聚合醇JHGC40-60 ;自来水1000。先加入自来水、钻井液用膨润±、纯 碱预水化24小时，在SOOOr/min揽拌下加入提切剂SZT之后在50化/min揽拌条件下依次 加入上述处理剂，调节体系抑至8. 5,最后加入重晶石。本钻井液体系抑制性好、封堵性强， 用于页岩层长水平段的钻进。
[0007] 中国发明专利"一种页岩气水平井强化井壁的水基钻井液及其应用"（【申请号】 201510144600.讶设及一种页岩气水平井强化井壁的水基钻井液及其应用，该水基钻井液 包含W下重量份的组分：水，100份；粘±，0~5份；微纳米颗粒封堵剂，0. 5~3份；化学封 堵剂，0.5~3份；增粘剂，0.1~2份；降滤失剂，1~5份；包被抑制剂，0.05~2份；聚胺 抑制剂，0. 1~3份；润滑剂，1~5份；碱度调节剂，0. 1~1份，无机盐2~25份，加重剂， ο~200份。该发明中的页岩气水平井强化井壁的水基钻井液中所述微纳米颗粒封堵剂与 化学封堵剂具有协同强化井壁作用效果，既可W有效封堵页岩微孔缝阻缓压力传递，还可 W显著改善泥页岩膜效率，有助于发挥化学活度平衡防塌作用。
[0008] 上述水基钻井液体系中均存在一定的缺点和不足：①仅从抑制剂角度考虑页岩的 井壁稳定问题，没有针对性；②水基钻井液体系的高溫高压滤失量均较高，无法达到与油基 钻井液同等的水平，无法满足页岩气开发钻井对井壁问的要求；③水基钻井液体系的润滑 系数均较高，无法达到与油基钻井液同等的水平，有待提高。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种适合于页岩气开发的水基钻井 液，解决页岩气勘探与开发对钻井液的特殊要求，该体系具有极低的滤失量，能够有效的封 堵页岩的微裂缝和微孔隙，提高井壁稳定性能；并且润滑性能良好，极好的解决页岩气水平 井所带来的摩阻与扭矩的问题；并且具有优异的流变性能，是一套适合于页岩气开发钻井 的水基钻井液体系。
[0010] 一种适合于页岩气开发的水基钻井液，其特征在于，在水的基础上按体积百分比 组成为：
[0011] 100 % 的水； 阳〇1引 2-6 %的润滑剂；
[0013] 1-5 %的抑制剂；
[0014] 1-5%的封堵防塌剂；
[0015] 1-5 %的页岩封堵剂；
[0016] 1-5 %的纳米封堵剂；
[0017] 1-3 %的降滤失剂；
[0018] 1-3 %的添加剂；
[0019] 0-0. 4% 的提切剂；
[0020] 0. 1-0. 6%的抑调节剂；
[0021] 0-300 % 的加重剂。
[0022] 进一步地，所述的润滑剂为横化妥尔油、横化植物油、聚氧丙締脂肪酸醋、烷基苯 横酸酷胺中的至少一种。
[0023] 进一步地，所述所述的抑制剂为聚胺、聚酸胺、聚乙締亚胺、聚季锭盐、胺基聚醇中 的至少一种。
[0024] 进一步地，所述的封堵防塌剂为横化渐青、氧化渐青、天然渐青、乳化渐青中的至 少一种。
[0025] 进一步地，所述的页岩封堵剂为腐殖酸与渐青的缩合物，所述腐殖酸质量的有效 含量大于或等于70% ;渐青为能够全部溶于柴油，质量比为70:30 ;再进一步加入质量分数 为3-10%氨氧化钟和质量分数为2-8%亚硫酸钢在180°C下密闭反应2-5小时即得到页岩 封堵剂。
[00%] 进一步地，所述的纳米封堵剂按下述按质量百分比为：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 %去离子水加入到密闭反应蓋， 加入0. 5-1. 2%的乳化剂，再加入0. 2-0. 5%的引发剂，控制反应时间3-6小时，反应结束后 自然冷却即得到纳米封堵剂。
[0027] 进一步地，所述的降滤失剂为簇甲基淀粉、横化淀粉、径丙基淀粉、阳离子淀粉、横 化褐煤、横化褐煤树脂、横化酪醒树脂、低黏聚阴离子纤维素、低黏簇甲基纤维素中的至少 一种。
[0028] 进一步地，所述的添加剂为纳米气相二氧化娃、白炭黑、凹凸棒±、海泡石、娃酸 侣、娃酸钢、侣酸钢中的至少一种。
[0029] 进一步地，所述的提切剂为黄原胶、瓜尔豆胶、田菁胶、香豆胶、径乙基纤维素、高 黏聚阴离子纤维素中的至少一种。
[0030] 进一步地，所述的抑值调节剂为氨氧化钟、氨氧化钢、碳酸钢、碳酸钟饱和溶液中 的至少一种。
[0031] 进一步地，所述的加重剂为重晶石、石灰石、铁矿粉中的至少一种。
[0032] 本发明具有如下有益效果：
[003引（1)本发明采用纳米乳液作为纳米封堵剂，纳米乳液具有溫压成膜的特点，在井底 能够迅速成膜，阻止钻井液中的自由水继续渗透到页岩中，从而提高页岩稳定性；
[0034] (2)本发明所采用的添加剂即能够达到纳米封堵的目的，又能够稳定流变性，提高 钻井液的悬浮稳定性，并且还能够进一步降低滤失量；
[0035] (3)本发明所采用的页岩封堵剂和封堵防塌剂均能够在提高钻井液封堵能力的同 时，其颗粒进入页岩裂缝内达到"镶嵌"与"胶结"的作用，进一步稳定井壁；
[0036] (4)本发明所提供的水基钻井液具有稳定的流变性能，极强的封堵抑制性能W及 极佳的润滑性能，高溫高压滤失量可W达到2mLW下，能够满足页岩气长水平段钻井的需 求。。
【具体实施方式】
[0037] 下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本 领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明 保护的范围。 阳03引实施例1 :
[0039] 由W