專利名稱：：抗高溫抗鹽無固相環(huán)保鉆完井液的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明主要涉及到在性能上優(yōu)化的石油鉆完井工作液，尤其是一種抗高溫(200°C)、抗鹽、無固相污染且易降解的抗高溫抗鹽無固相環(huán)保鉆完井液。二、
背景技術：
在目前石油勘探開發(fā)過程中，常規(guī)的水基泥漿或油基泥漿由于自身的特點，往往在鉆井過程中尤其會對儲層造成不可挽救的傷害，從而使勘探及至后期的開發(fā)得出錯誤的結論，而增加不必要且高昂的處理費用；同時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(zhì)的高溫降解所分解出的固相微粒，更是在使體系性變差的同時，對地層形成了新的傷害。同時部分鉆井液體系由于化學成份復雜，與水泥兼容性差，從而影響后繼的固井質(zhì)量。三、
發(fā)明內(nèi)容針對上述情況，為了克服現(xiàn)有鉆完井液在性能及應用中的缺點，尤其是地層傷害與環(huán)保的嚴格要求，本發(fā)明之目的就是提供一種抗高溫抗鹽無固相環(huán)保鉆完井液，其解決的技術方案是，該鉆完井液是由水、甲酸鹽、增粘劑、降濾失劑、油層保護劑和聚合醇防塌劑制成，其中水和甲酸鹽組成加重基液，再分別按組分同加重基液配比要求加入增粘劑、降濾失劑、油層保護劑和聚合醇防塌劑，該鉆完井液保證了不含固相成份，大大降低了對地層的傷害，優(yōu)良的結構組成，不僅優(yōu)化了體系整體性能，還極大地提高了體系耐熱抗鹽穩(wěn)定性，同時所選組份均為水溶性物質(zhì)，減少了排放對環(huán)境的污染，同時該體系還具有回收再利用的特點，更是能夠大大降低高昂的配液費用。四具體實施方式以下結合實際情況對本發(fā)明的具體實施方式作詳細說明。由上述技術方案給出，本發(fā)明在具體實施時，該鉆完井液是由水、甲酸鹽、增粘劑、降濾失劑、油層保護劑和聚合醇防塌劑制成，其中水和甲酸鹽組成加重基液(又稱鉆完井基液，以下同)，水和甲酸鹽加入量由比重或密度限定，加重基液比重(密度)為1.05-1.802(g/cm3)，即每立方厘米(cm3)加重基液即甲酸鹽水重量為1.05-1.802g(1.05-1.802g/cm3)，其中甲酸鹽重量為0.1g-1.3g，加重基液制成后，再分別加入加重基液體積重量的0.4-0.6%的增粘劑混勻(體積重量是指液體用ml，固體用g，以下同)，加入加重基液體積重量的3.0-4.0%的降濾失劑混勻，加入加重基液體積重量的2.5-3.0%的油層保護劑混勻，加入加重基液體積重量的3.0-4.0%的聚合醇防塌劑混勻即成本發(fā)明鉆完井液。以100M3(噸)、比重為1.2(或稱密度1.2g/cm3)的加重基液為例，具體是由水83.9M3(噸)、甲酸鹽36100kg(36.1噸)、增粘劑400kg-500kg(0.4-0.5噸)、降濾失劑3000-4000kg(3-4噸)，油層保護劑2.5-3噸(2500kg-3000kg)和聚合醇防塌劑4噸(4000kg)制成，其中，在攪拌狀態(tài)下將甲酸鹽加入水中制成比重為1.2的加重基液1001\43(注水83.9M3，重為83.9噸，即83900kg,甲酸鹽36.1噸，即36100kg，合計120噸，體積為100M3，故比重為1.2)，再在高速攪拌下將加重基液置入配液池內(nèi)，同時，用加水力射流泵向配液池中加入增粘劑HEC400kg(0.4噸)或CMHEC400kg(0.4噸)或HX400kg(0.4噸)或CMC500kg(0.5噸)溶解均勻，不能有膠團出現(xiàn)，再在攪拌狀態(tài)下加入降濾失劑3.0噸(3000kg)，當抗溫條件大于150'C,要加入降濾失劑4.0噸(4000kg)，攪拌均勻；繼續(xù)在攪拌狀態(tài)下加入油層保護劑2.5噸(2500kg)，當抗溫條件大于15(TC，要加入油層保護劑3.0噸(3000kg)，攪拌均勻；最后在攪拌狀態(tài)下加入4噸(4000kg)聚合醇防塌劑；攪拌時間不少于4h后，即可采用泥漿泵直接將所配制鉆完井液用于鉆井；鉆井過程中振動篩可控制在200-300目；鉆完井后鉆井液在經(jīng)過充分的過濾后可直接用于完井液及射孔液作業(yè)過程；廢棄鉆井液可以經(jīng)過過濾裝置后再重復利用或直接排放，而無須處理。上述增粘劑、降濾失劑、油層保護劑和聚合醇防塌劑又稱外加劑，各加入量根據(jù)不同的比重范圍及抗溫要求，在實際使用時有所變化，尤其是高溫高比重情況下，加量會有所增加。上述各組分，所說的甲酸鹽為水溶性甲酸鹽，主要為甲酸鈉、甲酸鉀、甲酸銫中任何一種或二種或三種的混合；所說的增粘劑為中高分子天然改性品，主要為市售的CMC、HEC、CMHEC、HX任何一種或其二種以上的組合；所說的降濾失劑為市售的DKDJ-II，河南德凱化工科技有限公司產(chǎn)品，是淀粉類產(chǎn)品與AMPS、AA、AM的四元接技共聚物；所說的油層保護劑為市售的DKDB-I，河南德凱化工科技有限公司產(chǎn)品，內(nèi)含有抗溫基團，有一定的護膠性能；所說的聚合醇防塌劑為市售的DKDF，河南德凱化工科技有限公司產(chǎn)品，為長鏈多羥基醇類。鉆完井液無固相成份的，甲酸鹽在鉆井液中的作用為(一)甲酸鹽溶解后，電離出無機一價陽離子，提高了鉆井液液相礦化度，防止或降低了滲透水化，在無機陽離子的鑲嵌和靜電引力的雙重作用下，減少了水分子的進入，從而起到防塌和抑制作用；(二)甲酸鹽降低了泥漿中自由水活度，使地層水向井眼反向滲透，促進井壁穩(wěn)定，甲酸根HCOO-是極性水化基團，體積較小，它通過氫鍵力吸附于粘土表面，增加水化膜厚度，防止粘土進一步水化，形成結構，使鉆井液保護良好的流變性和穩(wěn)定性。甲酸鹽類加重劑水溶性好，溶解快、不含二價離子，配伍及熱穩(wěn)定性能較好。由于不含固相，減少了固相物質(zhì)對產(chǎn)層的傷害，更大程度地保護油氣層。同時由此配制出來的鹽水體系由于本身的化學特性，在實際使用中安全無毒，且與環(huán)境兼容性好，易降解，是一種安全環(huán)保的工作液體；增粘降濾失性能選用抗溫抗鹽性能優(yōu)良的中分子量聚合物作為體系增粘降濾失性能的控制劑；中分子量聚合物中含有大量-OH、-COOH'、-HS03等官能團結構，在其水或鹽水溶液中，一方面依據(jù)中分子聚合物提供的粘度，對濾失有一定的堵塞作用，同時能夠在頁巖表面形成結構形吸附水化膜，從而有效地阻止自由水的通過，降低濾液對地層的滲透；在高溫情況下，分子結構中的多官能團與油層保護劑中的高溫堵塞顆粒相互作用，在堵水的同時，且可形成具有一定粘度的弱交聯(lián)膜，從而大大提高了體系的抗熱穩(wěn)定性；本發(fā)明鉆完井液具有綜合性能，是一種性能優(yōu)良的鉆井液體系，除了具有合適的流變性與降濾失性能外，還有抑制性、潤滑性、穩(wěn)定性、相容性也是非常重要的。油層保護劑，充分保證了體系性能的完善；油層保護劑為改性聚合醇類無熒光油層保護劑，其主要成份是一種非離子型飽和碳鏈聚合物，由于分子主鏈全部有碳原子，側鏈大多為羥基，因此可以使醇分子和粘土顆粒間形成大量氫鍵，對粘土顆粒具有較好的吸附成膜作用；同時由于聚合醇具有濁點特性且濁點可調(diào)，因此當溫度較低時，聚合醇溶于水，可吸附在鉆具和井壁上，形成類似油相的分子膜，改善鉆井液的潤滑性能。而當溫度高于濁點時，聚合醇從水中析出，就可在井壁上粘附形成一層憎水膜，從而提高泥餅質(zhì)量，配合降濾失劑形成致密、光滑的濾餅，阻止水分滲入地層，因此具有很好的防止泥頁巖水化分散，穩(wěn)定井壁作用。同時該油層保護劑的熒光級極低或無熒水，不干擾地質(zhì)錄井，有利于發(fā)現(xiàn)油氣層。本發(fā)明產(chǎn)品的技術指標見下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>甲酸鹽作為鉆完井液體系的加重材料，依據(jù)現(xiàn)場不同的比重要求進行加量調(diào)整，具體加量與比重的關系見下表加重劑1加重劑2加重劑3加量密度加量密度加量密度(w/v水)(g/cm3)(W/V》(g/cm3)(g/cm3)10%1.0510%1.0610%1.07220%1.1020%1.1220%1.12330%1.1530%1.1630%1.19540%1.1840%1.2340%1.24050%1.2050%1.2650%1.30660%1.2560%1.3360%1.34270%1.2770%1.3570%1.39280%1.2980%1.3780%1.43490%1.3290%1.40卯％1.45595%1.35100%1.43100%1.479110%1.45110%1.520120%1.47120%1.562130%1.50130%1.581140%1.53140%1.593150%1.55150%1.616160%1.635170%1.653180%1.675190%1.689200%1.701210%1.713220%1.731230%1.750240%1.773250%1.786260%1.802為達到科學鉆井對鉆井液的技術要求，本發(fā)明在解決高溫穩(wěn)定性差、固相污染儲層、廢棄泥漿污染環(huán)境等問題的同時，更能減少現(xiàn)場應用過程中的井下復雜事故的發(fā)生，是一種優(yōu)良的環(huán)保安全型鉆完井液。本發(fā)明鉆完井液經(jīng)過在大慶某區(qū)塊的現(xiàn)場應用，具體應用效果見下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>鉆機月1.20臺月1.76臺月1.43臺月1.507臺月無固相抗高溫鉆井液(體系)成功地解決了該區(qū)塊沙三段、沙四段易剝蝕掉塊、坍塌，而引起的卡鉆、蹩鉆、轉盤打倒車嚴重、上提下放遇卡、電測困難等并下復雜情況，施工中可以發(fā)現(xiàn)沙三、沙四剝蝕掉塊數(shù)量明顯減少，全井未出現(xiàn)任何復雜情況，從而縮短了鉆井周期和建井周期。(3)完井作業(yè):<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從上表發(fā)現(xiàn)沈1井完井作業(yè)順利，電測成功率100%，過去在該區(qū)塊所鉆的五口探井電測成功率很低落，例如沈某井僅電測就10天，而沈l井不僅電測一次成功，而且在不通井的情況下，井壁取芯一次完成，創(chuàng)造了在該區(qū)完井作業(yè)的一項新記錄，說明無固相鉆井液體系現(xiàn)場試驗成功。這樣由于井壁穩(wěn)定和減少井下復雜帶來的經(jīng)濟效益更為顯著。(4)鄰井采油動態(tài)比較:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>無固相鉆井液體系不影響地質(zhì)錄井、易與保護與發(fā)現(xiàn)油氣層，現(xiàn)場應用的沈l井與鄰井相比油氣顯示明顯，油壓、套壓較高、且日產(chǎn)量遠髙于鄰井。固相抗高溫抗鹽鉆完井液體系由于性能完善、抗熱穩(wěn)定性高、不污染儲層與環(huán)境并大大減少井下復雜事故的發(fā)生等因素，完全達到了本發(fā)明的目的。實驗表明，本發(fā)明產(chǎn)品具有以下性能特點良好的流變性與較低的切力值；穩(wěn)定頁巖并增強井壁穩(wěn)定性；較低的體系濾失量及抗溫穩(wěn)定性；無毒、易降解，與環(huán)境相容；可重復利用，降低液體成本；配伍兼容性好，能夠最大限度地改善與保護儲層；通過多年來的現(xiàn)場應用，表明該體系在現(xiàn)場操作中具有如下優(yōu)點無固相，不存在固相下沉，更適應于高斜度井及水平井的應用；薄、韌且光滑的泥餅能夠降低在高壓情況下粘附壓差卡鉆的風險；較低的抽吸激動壓力，降低了井壁不穩(wěn)定風險或井控事故的發(fā)生；低當量循環(huán)密度，保證了有交地井眼清洗能力并大大提高了鉆速；比重高且無固相，適用于異常高溫高壓區(qū)的應用；鉆完井液一體化，保護儲層，提高油井生產(chǎn)能力；能夠有效篩除及重復利用，方便、省時且降低成本；對水泥漿凝結時間及抗壓強度影響極小，降低水泥膠粘不牢風險；無環(huán)境無不利影響，節(jié)省廢棄泥漿處理成本。權利要求1、一種抗高溫抗鹽無固相環(huán)保鉆完井液，其特征在于，是由水、甲酸鹽、增粘劑、降濾失劑、油層保護劑和聚合醇防塌劑制成，其中水和甲酸鹽組成加重基液，水和甲酸鹽加入量由比重或密度限定，加重基液比重為1.05-1.802g/cm3，即每立方厘米加重基液的甲酸鹽水重量為1.05-1.802g，其中含甲酸鹽重量為0.1g-1.3g加重基液制成后，再分別加入加重基液體積重量的0.4-0.6％的增粘劑混勻，加入加重基液體積重量的3.0-4.0％的降濾失劑混勻，加入加重基液體積重量的2.5-3.0％的油層保護劑混勻，加入加重基液體積重量的3.0-4.0％的聚合醇防塌劑混勻即成。2、根據(jù)權利要求1所述的抗高溫抗鹽無固相環(huán)保鉆完井液，其特征在于，是由水83.9M3、甲酸鹽36100kg、增粘劑400kg-500kg、降濾失劑3000-4000kg，油層保護劑2.5-3噸和聚合醇防塌劑4噸制成，其中，在攪拌狀態(tài)下將甲酸鹽加入水中制成比重為1.2的加重基液100M3，再在高速攪拌下將加重基液置入配液池內(nèi)，同時，用加水力射流泵向配液池中加入增粘劑HEC400kg或CMHEC400kg或HX400kg或CMC500kg溶解均勻，不能有膠團出現(xiàn)，再在攪拌狀態(tài)下加入降濾失劑3.0噸，當抗溫條件大于15(TC，要加入降濾失劑4.0噸，攪拌均勻，繼續(xù)在攪拌狀態(tài)下加入油層保護劑2.5噸，當抗溫條件大于150°C，要加入油層保護劑3.0噸，攪拌均勻，最后在攪拌狀態(tài)下加入4噸聚合醇防塌劑，攪拌時間不少于4h。3、根據(jù)權利要求1所述的抗高溫抗鹽無固相環(huán)保鉆完井液，其特征在于，所說的甲酸鹽為水溶性甲酸鹽，為甲酸鈉、甲酸鉀、甲酸銫中任何一種或二種或三種的混合；所說的增粘劑為中高分子天然改性品，為CMC、HEC、CMHEC、HX任何一種或其二種以上的組合；所說的降濾失劑為DKDJ-II;所說的油層保護劑為DKDB-I;所說的聚合醇防塌劑為DKDF。全文摘要本發(fā)明涉及一種抗高溫抗鹽無固相環(huán)保鉆完井液，可有效克服現(xiàn)有鉆完井液在性能及應用中的缺點，尤其是地層傷害與環(huán)保的嚴格要求，其解決的技術方案是，該鉆完井液是由水、甲酸鹽、增粘劑、降濾失劑、油層保護劑和聚合醇防塌劑制成，其中水和甲酸鹽組成加重基液，再分別按組分同加重基液配比要求加入增粘劑、降濾失劑、油層保護劑和聚合醇防塌劑，該鉆完井液保證了不含固相成份，大大降低了對地層的傷害，優(yōu)良的結構組成，不僅優(yōu)化了體系整體性能，還極大地提高了體系耐熱抗鹽穩(wěn)定性，同時所選組份均為水溶性物質(zhì)，減少了排放對環(huán)境的污染，同時該體系還具有回收再利用的特點，更是能夠大大降低高昂的配液費用。文檔編號C09K8/02GK101230259SQ20081004925公開日2008年7月30日申請日期2008年2月21日優(yōu)先權日2008年2月21日發(fā)明者原玉鎖,畢海林申請人:河南德凱化工科技有限公司