甲酸鹽鑽井完井液的製作方法
2023-08-11 05:59:36
專利名稱：甲酸鹽鑽井完井液的製作方法
技術領域：
本發明涉及石油地質勘探與開發技術領域所用的一種鑽井完井液，屬於甲酸鹽鑽井完井液。
目前較多的鑽井完井液為清潔鹽水鑽井完井液，常見的清潔鹽水鑽井完井液有氯化銨、氯化鈣、溴化鈣、溴化鋅等，在井控所需密度、儲存所需溫度及鑽井完井液與地層之間的化學配伍性方面應滿足要求，否則需要校正。但在使用過程中，鑽井完井液抑制性弱，需要般土配漿，而般土配漿又無法克服般土顆粒細所分散的膠體性質和保持地層內造漿段的井眼穩定性，對油氣層產生汙染嚴重。
鑽井完井液還有使用兩性複合離子以及鉀銨聚合物的，其防塌抑制性能較差，穩定井壁效果不好，易使儲層發生土鎖或水鎖，對儲層的損害程度大。
可採用的技術方案是該鑽井完井液包括水，各成分及配比按重量份如下抗鹽包被劑0.2～0.8份、抗鹽抑制劑1.5～5.5份、防塌劑2～6.2份、抗鹽封堵劑1.7～6.8份、甲酸鹽2.0～16.0份、抗鹽降粘劑0.5～3.0份及水67～87份。
上述的抗鹽包被劑為丙烯醯胺丙烯酸鈉共聚物，其分子量在250～280萬之間，抗鹽抑制劑為醯胺聚合物，其分子量在700～800萬之間，防塌劑是以瀝青和酚醛樹脂為主要原料，抗鹽封堵劑為矽腐植酸類產品，甲酸鹽為具有羧酸基團的有機鈉鹽、鉀鹽、銫鹽。
該方案的有益效果是由於該鑽井完井液選用了甲酸鹽作為主要成分，溶解度大，粘度低，可以實現的密度高；同時可以提高聚合物的抗溫能力，抑制性強，無腐蝕性，對環境無害；不需用般土配漿，徹底解決了般土顆粒細分散的膠體性質和保持地層內造漿段的井眼穩定性，抑制了鑽屑在鑽井液中分散的現象，因此有利於油氣層保護且穩定井壁。
因為採用了甲酸鹽為主劑，所以上述的其它成分均都具有抗鹽作用，否則就會和甲酸鹽起化學反映而達不到預期效果。
抗鹽包被劑為丙烯醯胺丙烯酸鈉共聚物，其分子量在250～280萬之間，抗鹽抑制劑為醯胺聚合物，其分子量在700～800萬之間，防塌劑是以瀝青和酚醛樹脂為主要原料，抗鹽封堵劑為矽腐植酸類產品，甲酸鹽為具有羧酸基團的有機鈉鹽、鉀鹽、銫鹽。
由於抗鹽包被劑是由具有抗鹽作用特性的大分子聚合物丙烯醯胺和丙烯酸鈉組成的共聚物，它的分子量在250～280萬之間。這種共聚物是長鏈結構，可以包在巖屑的表面上，阻止水分子進入巖屑；而抗鹽抑制劑是具有抗鹽特性的醯胺聚合物，由碳碳鏈基團、磺酸基團、及胺基組成，其分子量在700～800萬之間，是由醯胺聚合物磺化水解，在催化劑的作用下進行聚合反應而生成，主要是抑制鑽屑水化分散，降低鑽井液失水，而胺的基團可以和粘土顆粒的帶正電端發生吸附作用，使中分聚合物吸附在粘土的表面上和水具有排斥作用，阻止水分子進入粘土顆粒，可保證該鑽井完井液的性能，滿足其施工要求；抗鹽封堵劑以瀝青和酚醛樹脂為主要原料，通過瀝青上的若干個烷基與酚醛樹脂進行磺化反應，生成軟化點可調的瀝青類產品，具有防塌、降濾失，保護油氣層的作用，因此該鑽井完井液對油氣層具有保護作用；抗鹽防塌劑為矽腐植酸類產品，由於鑽井完井液液柱壓力大於油層壓力，使完井液向儲層滲透，這種滲透的濾液攜帶固相顆粒直接進入巖心，形成濾餅，對井壁起到了防塌穩定作用；鉀鹽複合鹽含有羧酸基團的有機鈉鹽、鉀鹽、銫鹽中的甲酸根與粘土作用，可吸附在粘土的表面，起到阻止水分子進入粘土內部的作用，溶解度大，粘度低，可以實現的密度高，形成了一種礦化度高的頁巖抑制劑；而當鑽井液粘度過高又會對鑽速有很大影響，有時甚至還會有卡鑽具的現象和其它事故的發生，因此要使鑽井液控制在一定的粘度範圍之內，確保鑽井施工的順利進行。上述成分中均都具有抗鹽作用，否則就會和甲酸鹽起化學反映而達不到預期效果。
可採取如下三種方案進行說明，各方案的效果參數如下 由上表可見，該鑽井完井液由於採用了甲酸鹽，使得該鑽井完井液在井控所需密度、儲存所需溫度及完井液與地層之間的化學配伍性能夠滿足要求，提高了濾液與地層的配伍性，能夠實現保護儲層及穩定井壁的作用。
實施例1使用上述方案1的鑽井完井液對大慶宋芳屯210-154進行現場施工，結果為封固井徑規則，井徑接近直線，平均井眼擴大率小於8％，測井一次成功，固井質量優質，鑽井完井液的密度控制在1.20g/cm3以內，失水小於5ml，滿足完井液在井控所需密度、儲存所需溫度及完井液與地層之間的化學配伍性方面的要求，平均採油強度2.32t/d.m，有利於保護儲層的鑽井完井液，適於推廣應用。
實施例2使用上述方案2的鑽井完井液對大慶宋芳屯212-156進行現場施工，鑽井液的粘度控制在小於55g/cm3之內，攜屑能力強，返砂效果好，沒有卡鑽現象的發生，測井一次成功，固井質量達到92％，滿足完井液在井控所需密度、儲存所需溫度及完井液與地層之間的化學配伍性方面的要求，對油氣層損害小，有利於井壁的防塌和穩定。
實施例3使用上述方案3的鑽井完井液對大慶肇9-39進行了現場應用，完鑽井深在1595-1615米，鑽進周期4-5天，刮刀鑽頭機械鑽速平均為36.2米/小時，PDC鑽頭平均機械鑽速為20.1米/小時，全井平均機械鑽速30.3米/小時，與同一區塊其它井比較，機械鑽速相當，封固段井眼規則，井眼擴大率小於6％，有利於保證固井質量。
權利要求
1.一種涉及石油地質勘探與開發技術領域所用的甲酸鹽鑽井完井液，包括水，其特徵在於各成分及配比按重量份如下抗鹽包被劑0.2～0.8份、抗鹽抑制劑1.5～5.5份、防塌劑2～6.2份、抗鹽封堵劑1.7～6.8份、甲酸鹽2.0～16.0份、抗鹽降粘劑0.5～3.0份及水67～87份。
2.根據權利要求1所述的甲酸鹽鑽井完井液，其特徵在於抗鹽包被劑為丙烯醯胺和丙烯酸鈉的共聚物，其分子量在250～280萬之間。
3.根據權利要求1所述的甲酸鹽鑽井完井液，其特徵在於抗鹽抑制劑為醯胺聚合物，其分子量在700～800萬之間。
4.根據權利要求1所述的甲酸鹽鑽井完井液，其特徵在於防塌劑為矽腐植酸類產品。
5.根據權利要求1所述的甲酸鹽鑽井完井液，其特徵在於抗鹽封堵劑為是以瀝青和酚醛樹脂為主要原料。
6.根據權利要求1所述的甲酸鹽鑽井完井液，其特徵在於鉀鹽複合鹽是具有羧酸基團的有機鈉鹽、鉀鹽、銫鹽。
7.根據權利要求1所述的甲酸鹽鑽井完井液，其特徵在於抗鹽降粘劑為腐植酸類產品。
全文摘要
本發明涉及石油地質勘探與開發技術領域所用的甲酸鹽鑽井完井液。解決了現有鑽井完井液對油氣層產生汙染大的問題。其特徵在於各成分及配比按重量份如下抗鹽包被劑為0.2～0.8份、份抗鹽抑制劑1.5～5.5份、防塌劑2～6.2份、抗鹽封堵劑1.7～6.8份、甲酸鹽2.0～16.0份、抗鹽降粘劑0.5～3.0份及水67～87份。該鑽井完井液具有保護油氣層且能穩定井壁的特點，性能穩定，抑制性強，無腐蝕性且有利於鑽井施工的順利進行。
文檔編號E21B33/12GK1425739SQ0310126
公開日2003年6月25日 申請日期2003年1月14日 優先權日2003年1月14日
發明者宋瑞宏, 顧永福, 王淑華 申請人:大慶石油管理局