專利名稱:一種抗高溫抗鹽無固相環保鉆完井一體化工作液的制作方法
技術領域:
本發明涉及石油鉆井領域,具體地,涉及一種抗高溫抗鹽無固相環保鉆完井一體 化工作液。
背景技術:
目前石油勘探開發過程中,常規的水基泥漿或油基泥漿由于自身的特點,往往在 鉆井過程中對儲層造成不可挽救的傷害,從而使勘探及后期的開發得出錯誤的結論,而增 加不必要且高昂的處理費用;常用的重晶石加重劑由于本身不可溶,且具有潛在的危害性, 也導致了廢棄鉆井液排放處理費用高的問題。尤其是在高溫情況下,鉆井液中化學物質的 高溫降解所分解出的固相微粒,在使體系性變差的同時,對地層形成了新的傷害。部分鉆井 液體系由于化學成份復雜,與水泥兼容性差,影響后繼的固井質量。
“鉆井液完井液一體化技術”是上世紀末油氣井工作液技術的一大進步,也是今后 工作液發展的必然趨勢。作為近年來才發展起來的新型鉆井液完井液體系——甲酸鹽體 系,正得到世界石油工業的認可和重視。由于其優越的工藝性能和環保特性,甲酸鹽體系被 認為是最有發展前途的鉆井液完井液一體化體系。
有資料顯示鉆完井液對地層的傷害可高達80%以上,可見鉆完井液對地層的 重要性;而據有人對甲酸鹽無固相鉆井液近8年的施工案例研究,均證明使用甲酸鹽無固 相鉆井液進行鉆完井可提高油井的生產能力,產能指標和實際生產速度提升率從30%至 40%到高達難以置信的300%至500%,這證明甲酸鹽無固相鉆完井液能夠與儲層液體完 全兼容,并提供最大程度地保護。
隨著鉆井工業技術的發展及對環境保護的日益重視,對鉆完井液性能也提出了越 來越高的要求,甲酸鹽無固相鉆完井液易生物降解而且無毒,對環境無污染,同時極強的頁 巖抑制能力可保護鉆井過程中的井壁穩定,減少井下復雜事故的發生,有效地保護油氣層。 鑒于其優異的性能,甲酸鹽無固相鉆完井液體系可以廣泛應用于小井眼鉆井、水平井、分支 井、低滲高壓氣井、易塌地層鉆探、軟管鉆井以及環保要求嚴格的鉆井過程中。因此,國外曾 有專家預言甲酸鹽無固相鉆完井液將成為本世紀鉆完井液的主流之一,市場應用與需求 巨大。
泥漿科學的發展,與其它科學一樣,也遵循了隨生產逐步發展、不斷改進提高的客 觀規律。國內外泥漿工作的發展先后經歷了清水-天然泥漿-細分散泥漿-粗分散泥漿-不 分散低固相泥漿-無固相泥漿等幾個階段。為進一步消除粘土對泥漿性能的危害,由不分 散低固相泥漿發展成聚合物無固相泥漿,從而使得在充分保護油氣儲層的同時,也使得鉆 井速度大幅度提高。目前無固相泥漿體系正在建立和發展,并不斷完善,新的體系已在不同 的甚至苛刻的環境下大量應用,并取得了良好的油氣產量的回報。
無固相鉆完井液通過大量的應用事實,一再地證明了它體系獨有的優越性,而與 此同時,由于本發明的高鹽度也限制了其作為工作液時的性能完善,尤其是在高溫情況下, 限制了其在油田作業中的廣泛應用。提高無固相鉆完井液與外加劑的相溶性,研發與之相應的新型抗高溫抗鹽外加劑,有效提高無固相鉆井液的應用范圍,這是目前技術改進過程 中所主要面對的。
在目前的水平井鉆井尤其是低滲、超低滲的油氣藏的勘探開發中,儲層保護與環 境保護對鉆井液泥漿體系提出了更高的技術要求,并且隨著鉆探深度的增加,有效提高鉆 井液抗溫穩定性能,完善體系綜合性能,以使其滿足攜屑、潤滑、穩定井壁等現場要求,新的 無固相鉆井液體系不斷建立,包括正電性無固相鉆井液體系、無固相弱凝膠(PRD)鉆井液 體系、無固相鹽水聚合物鉆井液體系等,已在國內外各油田通過現場應用取得了良好的經 濟效益,但目前尚無適用于更高溫度井的無固相鉆井液體系的報告。同時由于無固相加重 劑自身的技術限制,可調比重一般應用在1. 6g/cm3的環境以下,對于更高比重的無固相鉆 井液目前在國內也尚無相關的報道,甲酸銫可使鉆井液保證無固相的情況下,將密度提升 至2.3g/cm3,目前也只有國外海上鉆井的應用,使用溫度不超過150°C。由于甲酸鹽在高溶 解情況下,大大降低了水溶液的活度,造成外加劑與甲酸鹽水溶液相溶性差的問題,在高溫 情況下尤為突出。
無固相鉆完井液體系由于組成的因素,價格相對于常規鉆井液來說,成本往往是 常規鉆井液的幾倍,尤其是甲酸銫高比重鉆井液,成本高達15-20倍,這對于開發昂貴且環 保要求嚴格的的海上鉆井還能接受,而對于陸地油田,盡管無固相鉆井液能夠大幅度地保 護儲層,提高油氣產量,但也限制了無固相鉆完井液的大面積的開發推廣。發明內容
本發明的目的在于,針對上述問題,提出一種抗高溫抗鹽無固相環保鉆完井一體 化工作液,以實現流變性佳、切力值低、體系濾失量低、配伍兼容性好、成本低廉、環境友好的優點。
為實現上述目的,本發明采用的技術方案是
一種抗高溫抗鹽無固相環保鉆完井一體化工作液,每立方米溶液含有以下質量配比的組分
甲酸鹽10-260kg
增粘劑0. 5-0. 6kg
降濾失劑3. 0-4. Okg
油層保護劑2. 0-3. Okg
聚合醇防塌劑2. 0-3. Okg
其余為水。
進一步地,所述增粘劑為中高分子天然改性品,為羧甲基纖維素鈉(CMC)、羥乙基纖維素(HEC)、羧甲基羥乙基纖維素(CMHEC)、黃原膠(HX)中的一種或多種。
進一步地,所述降濾失劑(RYLC-II)為淀粉類產品與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 (AMPS), N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、丙烯酰胺(AM)的四元接枝共聚物中的一種或多種。
進一步地,所述油層保護劑(RYDB)內含抗高溫基團,且具有一定的護膠性能。
進一步地,所述聚合醇防塌劑(RYDC)為長鏈多羥基醇類。
以上各外加劑根據不同的比重范圍及抗溫要求,在實際使用時重量配比有所變 化,尤其是高溫高比重下,重量配比會有所增加。
甲酸鹽作為體系的加重材料,依據現場不同的比重要求進行加量調整,具體加量 與比重的關系見下表
(注加重劑1為有機鈉鹽、加重劑2為有機鉀鹽、加重劑3為有機鉀銫鹽)
權利要求
1. 一種抗高溫抗鹽無固相環保鉆完井一體化工作液,其特征在于,每立方米溶液含有 以下質量配比的組分油層保護劑 2. 0-3. Okg聚合醇防塌劑 2. 0-3. Okg其余為水。
2.根據權利要求1所述的抗高溫抗鹽無固相環保鉆完井一體化工作液,其特征在 于,所述增粘劑為為羧甲基纖維素鈉(CMC)、羥乙基纖維素(HEC)、羧甲基羥乙基纖維素 (CMHEC)和黃原膠(HX)中的一種或多種。
3.根據權利要求1所述的抗高溫抗鹽無固相環保鉆完井一體化工作液,其特征在于, 所述降濾失劑(RYLC-II)為淀粉類產品與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基 吡咯烷酮(NVP)、丙烯酰胺(AM)的四元接枝共聚物中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的抗高溫抗鹽無固相環保鉆完井一體化工作液,其特征在于, 所述油層保護劑(RYDB)內含抗高溫基團。
5.根據權利要求1所述的抗高溫抗鹽無固相環保鉆完井一體化工作液,其特征在于, 所述聚合醇防塌劑(RYDC)為長鏈多羥基醇類。甲酸鹽 增粘劑 降濾失劑10-260kg 0. 5-0. 6kg 3. 0-4. Okg
全文摘要
本發明公開了一種抗高溫抗鹽無固相環保鉆完井一體化工作液,每立方米溶液含有以下質量配比的組分甲酸鹽10-260kg;增粘劑0.5-0.6kg;降濾失劑3.0-4.0kg;油層保護劑2.0-3.0kg;聚合醇防塌劑2.0-3.0kg;其余為水。本發明配方科學、合理,是一種抗高溫(230℃)、抗鹽、無固相污染且易降解的新型環保型工作液體系。克服了現有技術的諸多缺點,實現了流變性佳、切力值低、體系濾失量低、配伍兼容性好、成本低廉、環境友好的優點。
文檔編號C09K8/08GK102031094SQ20101054895
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月18日 優先權日2010年11月18日
發明者原玉紅 申請人:原玉紅