一种防塌钻井液及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种防塌钻井液，其特征在于包含重量份数计的以下组分：水1000重量份；钻井液膨润土15～40重量份，优选15～30重量份，微纳米封堵剂5～35重量份，优选10～20重量份，温敏型封堵防塌剂20～70重量份，优选30～50重量份，石墨烯水凝胶15～30重量份，优选20～30重量份；惰性加重剂0～1600重量份。2.根据权利要求1所述的防塌钻井液，其特征在于包含聚合物包被剂；以所述水的用量为1000重量份计，所述聚合物包被剂用量为1.5～6重量份，优选2～3重量份；所述聚合物包被剂选自两性离子聚合物包被剂、部分水解聚丙烯酰胺钾盐中至少一种。3.根据权利要求1所述的防塌钻井液，其特征在于包含聚合物降滤失剂；以所述水的用量为1000重量份计，所述聚合物降滤失剂用量为2～8重量份，优选3～7重量份；所述聚合物降滤失剂选自低粘聚阴离子纤维素、磺酸盐共聚物降滤失剂中的至少一种。4.根据权利要求1所述的防塌钻井液，其特征在于包含磺甲基酚醛树脂：以所述水的用量为1000重量份计，所述磺甲基酚醛树脂用量为20～45重量份，优选为30～40重量份。5.根据权利要求1所述的防塌钻井液，其特征在于包含聚合物提切剂；以所述水的用量为1000重量份计，所述聚合物提切剂的用量为1～8重量份，优选2～4重量份；所述聚合物提切剂为改性黄原胶类、超支化丙烯酰胺类和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸类聚合物中的至少一种。6.根据权利要求1所述的防塌钻井液，其特征在于：所述微纳米封堵剂为可变形聚合物封堵剂；所述可变形聚合物封堵剂选自核壳结构的无机/聚合物类封堵剂；所述微纳米封堵剂粒径在0.1～1.0μm之间。7.根据权利要求1所述的防塌钻井液，其特征在于：所述温敏型封堵防塌剂为不同软化点的沥青复合防塌剂，软化点范围60℃～160℃。8.根据权利要求1所述的防塌钻井液，其特征在于包含润滑剂；所述润滑剂选自极压润滑剂；以所述水的用量为1000重量份计，所述润滑剂的用量为20～45重量份，优选25～45重量份。9.根据权利要求1所述的防塌钻井液，其特征在于包含褐煤树脂；以所述水的用量为1000重量份计，所述褐煤树脂20～45重量份，优选30～40重量份。10.根据权利要求1所述的防塌钻井液，其特征在于包含碱性物质；以所述水的用量为1000重量份计，所述碱性物质的用量为4～9重量份，优选5～6重量份；
所述碱性物质选自naoh和/或koh。11.根据权利要求1所述的防塌钻井液，其特征在于包含超细碳酸钙；以所述水的用量为1000重量份计，所述超细碳酸钙的用量为20～40重量份，优选25～30重量份；所述超细碳酸钙的粒径选自300目、500目、800目、1250目和2500目中的至少一种；所述惰性加重剂选自重晶石。12.根据权利要求1～11之任一项所述的防塌钻井液，其特征在于：所述石墨烯水凝胶的粒径分布范围为0.1～20μm，可变性度为40～65％，压缩强度为35～55mpa。13.根据权利要求1～11之任一项所述的防塌钻井液，其特征在于：所述石墨烯水凝胶由包括以下步骤在内的方法制备而得：称取30～80mg氧化石墨烯，加入0.2～0.4g尿素和0.1～0.4g对甲苯磺酸钠，再加入水进行混合均匀；将混合后的物质装入反应釜中升温反应，得到粗产品，洗涤、干燥，得到所述石墨烯水凝胶；其中，所述升温为升温至120～160℃。14.根据权利要求13所述的防塌钻井液，其特征在于：所述氧化石墨烯由包括以下步骤在内的方法制备而得：将1.0～3.0g石墨粉至于70～85℃的8～20g混合溶液中，然后冷却至室温；再用水稀释均匀后静置、洗滤干燥后加入到0～2℃的60～100ml h2so4中，添加6～10gkmno4后在30～40℃下搅拌，再加入去离子水和20～40％h2o2至混合物颜色变为明黄色，经洗滤后即可得；所述混合溶液选自h2so4、k2s2o8和p2o5的混合溶液；其中，h2so4：k2s2o8：p2o5的重量比为：(6～10):(0.5～1.2):(0.5～1.2)。15.根据权利要求1～14之任一项所述的防塌钻井液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：首先用所述的水和钻井液膨润土制备钻井液用膨润土浆；然后向膨润土浆中加入包括所述微纳米封堵剂、温敏型封堵防塌剂、石墨烯水凝胶在内的组分，最后加入惰性加重剂加重，即得。16.根据权利要求1～14之任一项所述防塌钻井液或根据权利要求15所述的方法制备的钻井液在破碎性碳酸盐岩地层钻井中的应用。

技术总结
本发明涉及石油钻井领域的一种用于破碎性碳酸盐岩地层的防塌钻井液及其制备方法和应用。所述的防塌钻井液，可包含重量份计的以下组分：水1000重量份、钻井液膨润土15～40重量份、微纳米封堵剂5～35重量份，温敏型封堵防塌剂20～70重量份，石墨烯水凝胶15～30重量份，惰性加重剂0～1600重量份。本发明所述的防塌钻井液，具有良好防塌性能、流变性能、抗温性能和润滑性能，可有效降低破碎性碳酸盐岩地层的井壁失稳风险，减少蹩钻和阻卡，保证井下安全施工，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。


技术研发人员：高书阳 金军斌 柴龙 宋兆辉 宋碧涛 甄剑武 王显光 陈晓飞
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院
技术研发日：2020.04.27
技术公布日：2021/11/14