環保型低固相油基鑽井液完井液及製備方法

2023-08-08 13:00:01

專利名稱：環保型低固相油基鑽井液完井液及製備方法
技術領域：
本發明涉及石油鑽井液或完井液技術領域，尤其涉及一種環保型低固相油基鑽井液完井液及製備方法。
背景技術：
隨著石油鑽探領域的不斷拓展和油田的開發逐漸進入中後期，鑽井作業的難度不斷增加，高難度井經常遇到卡鑽、井眼失穩、井漏和地層傷害等鑽井工程難題，對鑽井液完井液提出了更高、更全面的技術要求。油基鑽井液完井液(包括油包水乳化鑽井液完井液)因其具有強抑制性、剪切穩定性、強耐溫性、保護油氣層、潤滑性能好、濾失量低、抗腐蝕性強等顯著優點，已成為鑽高難度的高溫深井、大斜度定向井、水平井、各種複雜井段和儲層保護的重要手段。但油基鑽井液完井液在應用過程中，鑽遇高壓地層時，地層壓力較高，需要較高的鑽井液密度來平衡地層壓力。傳統的油基鑽井液完井液由於是用柴油作為連續相，在鑽井中對環境造成危害，而僅用重晶石作為加重劑，固相含量高，又為鑽井和完井帶來諸多不便，對儲層也容易造成損害，使其推廣應用受到限制。當鑽達儲層時，一般的加重油基鑽井液完井液含有較高的固相，常常會堵塞油層通道，造成油層汙染，影響原油產量，而且高密度油基鑽井液完井液重晶石沉降問題嚴重，為鑽井施工和完井作業帶來麻煩。

發明內容
發明的目的之一是提供一種固相含量較低，對地層低汙染、低傷害，地層滲透率恢復值高的環保型低固相油基鑽 井液完井液；目的之二是提供該環保型低固相油基鑽井液完井液的製備方法。本發明的目的之一可提供如下技術措施來實現:該環保型低固相油基鑽井液完井液由如下體積份配比的原料構成:基礎油 55 90油基增粘劑 1.0 3.0乳化劑 3.0 6.0 潤溼劑1.0 4.0鹼度調節劑3 9鹽水10 45。本發明的目的之一還可提供如下技術措施來實現:所述的原料還包括1-3體積份的油基鑽井液降濾失劑；所述的基礎油是低毒礦物油或者合成基基液，內相為有機鹽、無機鹽或者兩者復配鹽水，鹽水的濃度常溫下可以是I 飽和(重量)；所述的低毒礦物油是5#、7#、15#或12#白油；所述的降濾失劑是改性浙青類物質、氧化浙青、油溶性樹脂或松香；所述的油基增粘劑是油溶性高分子聚合物、親油膠體；所述的油溶性高分子聚合物是丁苯橡膠和聚苯乙烯的合成產物；根據密度需要確定加入或不加入加重劑，基漿的密度一般可加重為0.9 1.59g/cm3 ;所述的鹽水溶液為甲酸鉀水溶液、乙酸甲水溶液、氯化鈉水溶液或溴化鋅水溶液；所述的惰性加重劑是重晶石或鐵礦粉；所述的乳化劑是ZR-1O和FR-10氧化脂肪酸類表面活性劑混合物。本發明的目的之二可通過如下技術措施來實現:該製備方法按如下步驟進行:a.取基礎油，加入乳化劑、油基增粘劑、潤溼劑、鹼度調節劑，水浴40 60°C，以1lX 1OOOrpm的速度攪拌1 2h ;b.將鹽水溶液10-45體積份緩慢地加入到a步驟的液體中，水浴40 60°C，以1lXlOOOrpm的速度攪拌3 5h，得產品。本發明是以低毒礦物油或合成基基液作為體系的基礎油，利用有機鹽或者無機鹽先進行體系的加重，使體系具有一定的密度後，再根據密度需要確定加入或不加入重晶石粉，從而形成了環境友好、固相含量低的油基鑽井液完井液體系。減少了堵塞產層的可能性，完井後地層的滲透性恢復高，油氣井產量大，達到既環保又節約生產成本的目標。重晶石粉用來加重鑽井液，平衡地層壓力，重晶石粉的加入與否及加入量視密度情況和要求確定,可加入,也可不加入。本發明是一種固相含量低的油基鑽井液完井液，能克服常規油基鑽井液完井液因固相所帶來的問題，使其在具有油基鑽井液的優良性能的同時，還具有較高的密度和較低固相的特性，以提高油層保護和滿足特定的地層鑽井工程需要。本發明的低固相油基鑽井液完井液採用低毒礦物油或合成基基液作為基礎油，以有機鹽或無機鹽進行體系的加重，用少量的油基增粘劑提粘。由於該體系部分使用鹽類作為加重劑，鑽井液固相含量低，油層保護效果好，有助於提高鑽井速度。這種環保型低固相油基鑽井液完井液體系固相含量較低，具有環境友好性，同時具備良好的抑制性和潤滑性，對地層低汙染、低傷害，地層滲透率恢復值高。該技術可滿足鑽井液完井液對鑽井工程的適應性、對環境保護的適應性、對油氣層保護的適應性。本發明的鑽井液完井液具有:(1)同等體積的該體系比全用重晶石加重的傳統體系的固相減少了 ；(2)密度可達1.6g/cm3，(3)滲透率恢復值達到90%以上；(4)有助於鑽速的提高；(5)抗溫可達130°C ；(6)可以減輕鑽井液與完井液不相容所造成的不利影響；(7)減少鑽井液顆粒堵塞振動篩篩布的可能性；(8)減少井眼失穩問題的發生；(9)完井後油井的廣能聞;(10)使用低固相油基鑽井液配合相應的完井措施可有效提聞鑽速，縮短鑽井周期。本發明對油氣井工程的井下安全、儲層保護、環境保護，甚至於提高勘探開發的進度與成功率均具有重要意義。


圖1是鹽的加量對鑽井液基漿密度影響的曲線圖。
具體實施例方式基礎油為白油或者是合成基基液，內相為有機鹽、無機鹽或者兩者復配鹽水，利用一定濃度的鹽水與基液乳化，基漿的密度可加重為0.9 1.59g/cm3。實施例1:a.取55升5#白油，加入6.0升ZR-10和FR-10氧化脂肪酸類表面活性劑混合物、1.0升油溶性高分子聚合物、4.0升潤溼劑、3升鹼度調節劑，水浴60°C，以IlX IOOOrpm的速度攪拌Ih ；b.將45升重量濃度為2%的甲酸鉀水溶液緩慢地加入到a步驟的溶液中，水浴60°C，以11 X IOOOrpm的速度攪拌3h，得產品。密度為0.95g/cm3體系的表觀粘度為6Impa.s，動切力為10Pa，初終切為5/7，API失水小於3ml，電穩定性高於400V。鑽井液穩定時間超過24h。實施例2:a.取90升5#白油，加入3.0升ZR-1O和FR-1O氧化脂肪酸類表面活性劑混合物、
3.0升油溶性高分子聚合物、1.0升潤溼劑、9升鹼度調節劑，水浴40°C，以IlX IOOOrpm的速度攪拌2h ；b.將10升重量濃度為飽和的甲酸鉀水溶液緩慢地加入到a步驟的液體中，水浴40 °C,以IlXlOOOrpm的速度攪拌5h，得產品。重晶石加重到密度1.60g/cm3，體系的表觀粘度為105mpa.s，動切力為16Pa，初終切為5/7，API失水小於3ml，電穩定性高於400V。鑽井液穩定時間超過30h。比同體積同油水比同密度的5#白油油包水泥漿固相含量減少了32g，7.5%的加量。 實施例3:a.取70升5#白油，加入4.5升ZR-1O和FR-1O氧化脂肪酸類表面活性劑混合物、
2.0升油溶性高分子聚合物、2.5升潤溼劑、6升鹼度調節劑，水浴50°C，以IlX IOOOrpm的速度攪拌1.5h；b.將40升重量濃度為10%的甲酸鉀水溶液緩慢地加入到a步驟的液體中，水浴50°C，以IlX IOOOrpm的速度攪拌4.5h，得產品。密度為0.90g/cm3，體系的表觀粘度為33mpa.s，動切力為6Pa，初終切為1/2，API失水小於等於3ml。電穩定性高於400V。鑽井液穩定時間超過24h。實施例4:用合成基基液代替低毒礦物油，其他分別同實施例1-3。實施例5:同實施例1-4，不同的是在a步驟中還加入I升改性浙青類物質。實施例6:同實施例1-4，不同的是在a步驟中還加入3升改性浙青類物質。實施例7:用7#白油代替5#白油，其他分別同實施例1-6。實施例8:用12#白油代替5#白油，其他分別同實施例1-6。實施例9:用15#白油代替5#白油，其他分別同實施例1-6。實施例10:用合成基鑽井液代替5#白油，其他分別同實施例1-6。實施例11:用氧化浙青代替性浙青類物質，其他分別同實施例1-10。
實施例12:用油溶性樹脂代替性浙青類物質，其他分別同實施例1-10。實施例13:用松香代替性浙青類物質，其他分別同實施例1-10。實施例14:用親油膠體代替油溶性高分子聚合物，其他分別同實施例1-10。實施例15:用乙酸甲水溶液代替甲酸鉀水溶液，其他分別同實施例1-15。實施例16:用氯化鈉水溶液代替甲酸鉀水溶液，其他分別同實施例1-15。實施 例17:用溴化鋅水溶液代替甲酸鉀水溶液，其他分別同實施例1-15。以上所述，僅為本發明其中的較佳實施案例而已，並非用來限定本發明的實施範圍:即凡根據本發明申請專利範圍所作的均等變化與修飾，皆為本發明權利要求的範圍所涵蓋。
權利要求
1.環保型低固相油基鑽井液完井液，其特徵在於它由如下體積份配比的原料構成: 基礎油55 90油基增粘劑 1.0 3.0 乳化劑3.0 6.0潤溼劑1.0 4.0 鹼度調節劑3 9鹽水10 45。
2.根據權利要求1所述的環保型低固相油基鑽井液完井液，其特徵在於所述的原料還包括1-3體積份的油基鑽井液降濾失劑。
3.根據權利要求1所述的環保型低固相油基鑽井液完井液，其特徵在於所述的基礎油是低毒礦物油或者合成基基液。
4.根據權利要求3所述的環保型低固相油基鑽井液完井液，其特徵在於所述的低毒礦物油是5#、7#、15#或12#白油。
5.根據權利要求2所述的環保型低固相油基鑽井液完井液，其特徵在於所述的降濾失劑是改性浙青類物質、氧化浙青、油溶性樹脂或松香。
6.根據權利要求1所述的環保型低固相油基鑽井液完井液，其特徵在於所述的油基增粘劑是油溶性高分子聚合 物、親油膠體。
7.根據權利要求1所述的環保型低固相油基鑽井液完井液，其特徵在於所述鹽為有機甲酸鹽類、乙酸鹽類或無機鹽。
8.根據權利要求1所述的環保型低固相油基鑽井液完井液，其特徵在於所述的鹽水溶液為甲酸鉀水溶液、乙酸甲水溶液、氯化鈉水溶液或溴化鋅水溶液。
9.根據權利要求1所述的環保型低固相油基鑽井液完井液，其特徵在於所述的乳化劑是ZR-10和FR-10氧化脂肪酸類表面活性劑混合物。
10.權利要求1的環保型低固相油基鑽井液完井液製備方法，其特徵在於該製備方法按如下步驟進行: a.取基礎油，加入乳化劑、油基增粘劑、潤溼劑、鹼度調節劑，水浴4(Γ60V，以IlX IOOOrpm的速度攪拌I 2h ; b.將鹽水溶液10-45體積份緩慢地加入到a步驟的液體中，水浴40 60°C，以IlXlOOOrpm的速度攪拌3 5h，得產品。
全文摘要
本發明提供一種環保型低固相油基鑽井液完井液及製備方法，它由如下體積份配比的原料構成基礎油55～90、油基增粘劑1.0～3.0、乳化劑3.0～6.0、潤溼劑 1.0～4.0、鹼度調節劑 3～9、鹽水10～45。該製備方法按如下步驟進行a.取基礎油，加入乳化劑、油基增粘劑、潤溼劑、鹼度調節劑，水浴40~60℃，以11×1000rpm的速度攪拌1～2h；b.將鹽水溶液10-45體積份緩慢地加入到a步驟的液體中，水浴40～60℃，以11×1000rpm的速度攪拌3～5h，得產品。
文檔編號C09K8/12GK103184038SQ20111044998
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者何興華, 鍾春, 王寶田, 嚴波, 張海清, 王海鋒, 周輝, 姜春麗, 劉學英, 郝澤君, 刁振濤 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團勝利石油管理局鑽井工程技術公司