本發(fā)明屬于石油鉆探鉆完井液，具體涉及一種復(fù)合鈣鹽無固相完井液及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、完井液是井筒工作液的一種，在保護(hù)儲層的鉆井工藝技術(shù)中扮演著非常重要的角色。隨著世界石油工業(yè)的迅速發(fā)展，油氣田開發(fā)對完井液技術(shù)提出了更高、更新的要求。完井液種類大致分為水基完井液，油基完井液，混合型完井液。國內(nèi)主要采用水基完井液為主導(dǎo)方向，水基完井液采用最多的是無固相鹽水液，是由一種或者多種鹽類和水為基液配制而成。但鹽水液的密度受溫度影響較大，所以通過地層不同的需要在基液中加入不同種類的添加劑來防止地層的損害。這里的添加劑包括加重劑、增粘劑、穩(wěn)定劑、濾失劑和緩蝕劑等進(jìn)行配伍。其中加重劑主要是以nacl、cacl和zncl2為主要添加劑。密度一般在1.05～1.60g/cm3之間可調(diào)。

2、在20世紀(jì)90年代國內(nèi)開始引進(jìn)以甲酸鹽無固相完井液為主要方式，根據(jù)甲酸鹽完井液種類大致可分為甲酸鈉、甲酸鉀和甲酸銫完井液。其中，甲酸鈉完井液由于價格相對較低在國內(nèi)很多油田廣泛應(yīng)用。現(xiàn)場使用表明：清潔鹽水完井液與有固相壓井完井液相比可明顯提高油井產(chǎn)量。由于自然界有直接用于油氣井完井用的nacl、kcl和cacl2溶液，而且國內(nèi)外的鈉鹽、鉀鹽和鈣鹽資源豐富，價格低廉。所以現(xiàn)在鹽類高密度無固相完井液仍然在國內(nèi)外油氣田生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。但普遍存在完井液密度較小與造價成本高昂的問題。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，甲酸鹽完井液及其同類型的完井液也較多。例如，中國發(fā)明專利公開號cn111154462b公開了一種長效穩(wěn)定型甲酸鹽完井液及其制備方法和應(yīng)用，其組成組分和重量份數(shù)如下：所述甲酸鹽完井液由甲酸鹽鹽水、降濾失劑、封堵劑、緩沖劑、分散劑、消泡劑、海泡石、加重劑組成；其中甲酸鹽鹽水為密度1.3-1.5g/cm3，完井液密度為1.8-2.5g/cm3，適用井下溫度160～200℃的完井作業(yè)，200℃靜置老化15天后流變性和濾失量良好，沉實度≤1n，滿足完井要求，且制備工藝簡單，操作方便。但甲酸鹽成本高，現(xiàn)場使用受限。

4、cn112552886a公開了一種抗超高溫180℃變密度無固相增粘型完井液與修井液，提供了有效解決了傳統(tǒng)修井液抗溫不足、難以提升密度的難題，修井液可抗超高溫180℃，密度變化范圍在1.1～1.8g/cm3之間，對應(yīng)的表觀粘度在27～690mpa·s范圍，可滿足超高溫高壓油氣井完井與修井作業(yè)需求，配制簡便，易循環(huán)返排，現(xiàn)場可操作性強(qiáng)，具有良好的應(yīng)用前景。但其復(fù)合鹽在清水溶解會產(chǎn)生放熱現(xiàn)象，需將混合液冷卻至室溫。

5、文獻(xiàn)顯示，常用的氯化鈣溶液作為完井液基液，密度最大為1.40g/cm3，飽和溶液結(jié)晶溫度18℃，而且固體氯化鈣溶解過程放熱，甚至溶解過快時使水溶液沸騰，導(dǎo)致現(xiàn)場施工困難；甲酸鹽加重劑加重完井液成本高，特別是銫鹽一般必須回收再利用，配套設(shè)備技術(shù)復(fù)雜；溴化鈣、溴化鈉，氯化鋅等鹽作為加重劑的完井液，其腐蝕和結(jié)垢比較嚴(yán)重，環(huán)境風(fēng)險大。例如，密度為1.40～1.60g/cm3的無固相壓井液主要包括2類基液:nacl+nabr基液(密度1.51g/cm3)和mgcl2+cacl2+zncl2基液(密度為1.40～1.60g/cm3，對地層有損害)。在現(xiàn)場應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)這2類存在著如下問題:(1)漏失、結(jié)垢嚴(yán)重，環(huán)境危害性大；（2）重鹽水(密度大于1.60g/cm3)的吸水性、結(jié)晶作用、腐蝕性大，對施工設(shè)備及油、套管產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕；（3）運(yùn)輸、施工過程中雜質(zhì)污染、以及其它環(huán)境污染；（4）復(fù)合鹽加重劑在制備和使用過程中存在高溫條件，便利性差或不利于現(xiàn)場安全施工；（5）高密度鹽水成本高等。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合鈣鹽無固相完井液，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的另一目的在于提供一種復(fù)合鈣鹽無固相完井液的制備方法，利用低成本復(fù)合鈣鹽互溶原理，擴(kuò)展完井液密度范圍、克服結(jié)晶點溫度低帶來的施工風(fēng)險，滿足密度1.40～1.60g/cm3范圍的油氣井完井作業(yè)需求。

3、為此，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

4、一種復(fù)合鈣鹽無固相完井液，由以下質(zhì)量百分比的組分組成：復(fù)合鈣鹽加重劑30～75%、黏土膨脹抑制劑0.2～2.0%、降濾失劑0.5～3%、緩蝕劑0.2～2.0%、殺菌劑0.1～1.0%、ph調(diào)節(jié)劑0.1～1.0%，余量為水。

5、所述復(fù)合鈣鹽加重劑40～70%、黏土膨脹抑制劑0.5～1.0%、降濾失劑1.0～2.0%、緩蝕劑0.5～1.0%、殺菌劑0.1～0.5%、ph調(diào)節(jié)劑0.2～0.5%，余量為水。

6、所述復(fù)合鈣鹽加重劑由氯化鈣和硝酸銨鈣或硝酸鈣兩種物質(zhì)混合組成，其中，氯化鈣與硝酸銨鈣或硝酸鈣重量比為90﹕10～20﹕80。

7、所述黏土膨脹抑制劑為陽離子季銨鹽，所述陽離子季銨鹽為二甲基二烯丙基氯化銨、聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺或小分子聚胺中的一種。

8、所述降濾失劑為丙烯酸-丙烯酰胺共聚物或n，n’-亞甲基雙丙烯酰胺、甲叉基聚丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的二元共聚物或聚合物lvc-39。

9、所述緩蝕劑為胺類緩蝕劑或改性咪唑啉型緩蝕劑。

10、所述殺菌劑為非離子型殺菌劑，所述非離子型殺菌劑為戊二醛或苯甲醛。

11、所述ph調(diào)節(jié)劑為氧化鎂、氫氧化鈉或氫氧化鈣。

12、一種復(fù)合鈣鹽無固相完井液的制備方法，包括以下步驟：

13、步驟1）將配方量的水加入容器中，然后加入配方量的復(fù)合鈣鹽加重劑，充分?jǐn)嚢枞芙饣旌暇鶆颍?/p>

14、步驟2）加入配方量的降濾失劑，充分?jǐn)嚢枞芙饣旌暇鶆颍?/p>

15、步驟3）依次加入配方量的黏土膨脹抑制劑、緩蝕劑、殺菌劑和ph調(diào)節(jié)劑，充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，即得?/p>

16、本發(fā)明的有益效果是：

17、本發(fā)明提供的這種復(fù)合鈣鹽無固相完井液，復(fù)合鈣鹽加重劑為氯化鈣和硝酸銨鈣或硝酸鈣兩種物質(zhì)的混合物，提升了氯化鈣完井液密度，降低了氯化鈣鹽水結(jié)晶溫度，消除了氯化鈣溶解放熱等弊端，擴(kuò)大了低活度鈣鹽完井液使用范圍。濾失劑為二元共聚物，具有束縛水和降濾失作用，能降低完井液低自由水含量，抗鹽抗鈣，分子鏈上存在大量的親水基團(tuán)（羧基、酰胺基和磺酸基）,當(dāng)與水接觸時會與水發(fā)生水合作用而使網(wǎng)鏈擴(kuò)張，促使水分子向高分子內(nèi)部滲透，網(wǎng)鏈上同性基團(tuán)的相互排斥，交聯(lián)聚合物可以束縛水分子，形成親水性的溶脹三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，解決了無固相鹽水完井液濾失大、對地層傷害大，結(jié)垢堵塞地層等問題。

18、該復(fù)合鈣鹽無固相完井液不含溴離子和鋅離子，無固相顆粒，低結(jié)晶溫度、低腐蝕、低濾失、低活度，抑制黏土膨脹，降低原生黏土顆粒對滲透率的影響，對儲層傷害小，特別適合于頁巖儲層或黏土礦物較高的儲層完井作業(yè)。該完井液流變性良好，施工過程循環(huán)摩阻和壓力損失小，滿足密度最大1.60g/cm3的油氣井完井作業(yè)需求，api濾失量16.5ml，結(jié)晶溫度-10℃，減少非生產(chǎn)時效，降低儲層傷害，降低作業(yè)風(fēng)險和生產(chǎn)成本，且有效提高了鉆完井作業(yè)效率。