CN101255332A - 一种无固相抗高温石油完井工作液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无固相抗高温石油完井工作液，属于石油开采领域，其体积配比为：完井基液100份，增粘剂0.4～0.6份，降滤失剂3.0～4.0份，油层保护剂2.5～3.0份和聚合醇防塌剂3.0～4.0份；完井基液的体积配比为：水10份和水溶性有机盐1－26份。它是一种无固相、抗高温、抗盐环保型工作液，保证了完井工作液中不含固相成份，大大降低了完井工作液对地层的伤害，不仅优化了完井工作液体系整体性能，还极大地提高了完井工作液耐热抗盐稳定性，同时所选组份均为水溶性物质，减少了排放对环境的污染，同时完井工作液还具有回收再利用的特点，更是能够大大降低高昂的配液费用。
Description
技术领域
本发明涉及一种无固相抗高温石油完井工作液，特别涉及一种抗高温、抗盐、无固相污染且易降解的新型环保型石油完井工作液。
背景技术
目前，在石油勘探开发过程中，随着开采程度的日益增加与注水量的加大，以及在增产措施中对地层的改造作业次数的日渐频繁，导致在完井修井作业过程中，由于完井工作液或压井液性能不稳定，尤其是高温情况下，由于工作液的固相含量高，在改造地层的同时又会引入新的二次伤害，特别是对于低渗油气藏的改造措施中，由于常规压井液与地层的不匹配、配伍性差等因素，往往会导致作业失败，甚至影响到后期油井的正常开采。
发明内容
为了克服现有完井工作液在性能及应用中的缺点，尤其是适应地层伤害与环保的严格要求，本发明提供了一种无固相抗高温石油完井工作液，它是一种无固相、抗高温、抗盐环保型工作液，工作液中不含固相成份，大大降低了对地层的伤害，不仅优化了完井工作液体系整体性能，还极大地提高了完井工作液耐热抗盐稳定性，同时所选组份均为水溶性物质，减少了排放对环境的污染，同时完井工作液还具有回收再利用的特点，更是能够大大降低高昂的配液费用。
本发明所述技术方案如下：
本发明一种无固相抗高温石油完井工作液，所述工作液由完井基液加增粘剂、降滤失剂、油层保护剂及聚合醇防塌剂配备而成，其体积配比为：完井基液100份，增粘剂0.4～0.6份，降滤失剂3.0～4.0份，油层保护剂2.5～3.0份和聚合醇防塌剂3.0～4.0份；
所述完井基液由水和有机盐制备而成，水和水溶性有机盐的体积配比为：水10份，水溶性有机盐1-26份。
本发明所述完井基液的水和水溶性有机盐的体积配比为可以为水10份，水溶性有机盐1-10份。
或者，本发明所述完井基液的水和水溶性有机盐的体积配比为可以为水10份，水溶性有机盐10-15份。
再或者，本发明所述完井基液的水和水溶性有机盐的体积配比为可以为水10份，水溶性有机盐15-26份。
本发明所述水溶性有机盐可以为甲酸盐。
本发明所述增粘剂中含有高分子天然改性品，所述高分子天然改性品为CMC、HEC、CMHEC或HX。
本发明所述降滤失剂为淀粉类产品与AMPS、AA、AM的四元接枝共聚物。
本发明所述油层保护剂为DKDB-I，内含抗高温基团，且具有护胶性能。
本发明所述聚合醇防塌剂为DKDF。
本发明各配比组分中无固相成份，所选用完井基液由水和水溶性有机盐配比而成，水溶性有机盐在完井工作液中的作用机理为：
(一)水溶性有机盐溶解后，电离出无机一价阳离子，提高了完井工作液液相矿化度，防止或降低了渗透水化，在无机阳离子的镶嵌和静电引力的双重作用下，减少了水分子的进入，从而起到防塌和抑制作用；
(二)甲酸盐降低了完井工作液中自由水活度，使地层水向井眼反向渗透，促进井壁稳定，有机酸根HCOO-是极性水化基团，体积较小，它通过氢键力吸附于粘土表面，增加水化膜厚度，防止粘土进一步水化，形成结构，使钻井液保持良好的流变性和稳定性。有机盐类完井基液水溶性好，溶解快、不含二价离子，配伍及热稳定性能较好。由于不含固相，减少了固相物质对产层的伤害，更大程度地保护油气层。同时由此配制出来的盐水体系由于本身的化学特性，在实际使用中安全无毒，且与环境兼容性好，易降解，是一种安全环保的工作液。
本发明中增粘剂和降滤失剂具有降滤失性能，选用抗温抗盐性能优良的中分子量聚合物作为体系增粘降滤失性能的控制剂；中分子量聚合物中含有大量-OH-、-COOH-、-HSO3-等官能团结构，在其水或盐水溶液中，一方面依据中分子聚合物提供的粘度，对滤失有一定的堵塞作用，同时能够在页岩表面形成结构形吸附水化膜，从而有效地阻止自由水的通过，降低滤液对地层的渗透；在高温情况下，分子结构中的多官能团与油层保护剂中的高温堵塞颗粒相互作用，在堵水的同时，且可形成具有一定粘度的弱交联膜，从而大大提高了体系的抗热稳定性。
一种性能优良的完井工作液除了具有合适的流变性与降滤失性能外，工作液的抑制性、润滑性、稳定性、相容性也是非常重要的。本发明中的油层保护剂，充分保证了工作液性能的完善；油层保护剂为改性聚合醇类无荧光油层保护剂，其主要成份是一种非离子型饱和碳链聚合物，由于分子主链全部为碳原子，侧链大多为羟基，因此可以使醇分子和粘土颗粒间形成大量氢键，对粘土颗粒具有较好的吸附成膜作用；同时由于聚合醇具有浊点特性且浊点可调，因此当温度较低时，聚合醇溶于水，可吸附在钻具和井壁上，形成类似油相的分子膜，改善压井液的润滑性能。而当温度高于浊点时，聚合醇从水中析出，就可在井壁上粘附形成一层憎水膜，从而提高泥饼质量，配合降滤失剂形成致密、光滑的滤饼，阻止水分渗入地层，因此具有很好的防止泥页岩水化分散，稳定井壁作用。同时该油层保护剂的荧光级极低或无荧水，不干扰地质录井，有利于发现油气层。
本发明提供的技术方案的有益效果是：本发明在解决高温稳定性差、固相污染储层、废弃工作液污染环境等问题的同时，更能减少现场应用过程中的井下复杂事故的发生，是一种优良的环保安全型完井工作液。
本发明无固相则不存在固相下沉，具有良好的流变性与较低的切力值，稳定页岩并增强井壁稳定性；极低的滤失量及抗温稳定性；安全无毒、易降解，与环境相容；可重复利用，降低完井工作液成本；配伍兼容性好，能够最大限度地改善与保护储层。
具体实施方式
实施例1
1、配制100立方，比重为1.24g/cm3的完井基液：在泥浆配液池中注入水83.9方，搅拌状态下加入甲酸盐36.1吨，配制成比重1.24g/cm3的完井基液100立方；
2、在高速搅拌状态下，同时用水力射流泵向配液池中加增粘剂HEC0.4吨，溶解均匀，不能有胶团出现；
3、再在搅拌状态下加入降滤失剂3.0吨，若抗温条件大于150℃，则需要加入降滤失剂4.0吨，均匀搅拌，降滤失剂由郑州方泰薪技术有限公司提供；
4、继续在搅拌状态下加入油层保护剂2.5吨，若抗温条件大于150℃，则需要加入油层保护剂3.0吨，均匀搅拌，油层保护剂由郑州德凯化工科技有限公司提供；
5、最后在搅拌状态下加入4吨聚合醇防塌剂，搅拌均匀，聚合醇防塌剂由郑州德凯化工科技有限公司提供；
搅拌时间不少于4h后，即可采用泥浆泵直接将所配制完井工作液用于压井、修井作业；
废弃完井工作液可以经过过滤装置后再重复利用或直接排放，而无须处理。
实施例1制备的无固相抗高温石油完井工作液的技术指标见下表
实施例2
1、配制100立方，比重为1.05g/cm3的完井基液：在泥浆配液池中注入水90.9方，搅拌状态下加入甲酸盐9.1吨，配制成比重1.2g/cm3的完井基液100立方；
2、在高速搅拌状态下，同时加水力射流泵，向配液池中加增粘剂CMHEC 0.5，溶解均匀，不能有胶团出现；
3、抗温条件大于150℃，再在搅拌状态下加入降滤失剂4.0吨，均匀搅拌；降滤失剂由郑州方泰薪技术有限公司提供；
4、抗温条件大于150℃，继续在搅拌状态下加入油层保护剂3.5吨，均匀搅拌；油层保护剂由郑州德凯化工科技有限公司提供；
5、最后在搅拌状态下加入3.0吨聚合醇防塌剂，搅拌均匀；聚合醇防塌剂由郑州德凯化工科技有限公司提供；
搅拌时间不少于4h后，即可采用泥浆泵直接将所配制完井工作液用于压井、修井作业；
废弃完井工作液可以经过过滤装置后再重复利用或直接排放，而无须处理。
实施例3
1、配制100立方，比重为1.43g/cm3的完井基液：在泥浆配液池中注入水50方，搅拌状态下加入甲酸盐50吨，配制成比重1.43g/cm3的完井基液100立方；
2、在高速搅拌状态下，同时用水力射流泵向配液池中加增粘剂HX 0.6吨，溶解均匀，不能有胶团出现；
3、再在搅拌状态下加入降滤失剂3.5吨，均匀搅拌，降滤失剂由郑州方秦薪技术有限公司提供；
4、继续在搅拌状态下加入油层保护剂2.8吨，均匀搅拌，油层保护剂由郑州德凯化工科技有限公司提供；
5、最后在搅拌状态下加入3.5吨聚合醇防塌剂，搅拌均匀，聚合醇防塌剂由郑州德凯化工科技有限公司提供；
搅拌时间不少于4h后，即可采用泥浆泵直接将所配制完井工作液用于压井、修井作业；
废弃完井工作液可以经过过滤装置后再重复利用或直接排放，而无须处理。
实施例4
1、配制100立方，比重为1.701g/cm3的完井基液：在泥浆配液池中注入水33.3方，搅拌状态下加入甲酸盐66.7吨，配制成比重1.701g/cm3的完井基液100立方；
2、在高速搅拌状态下，同时用水力射流泵向配液池中加增粘剂CMC0.6吨，溶解均匀，不能有胶团出现；
3、抗温条件大于150℃，再在搅拌状态下加入降滤失剂4.0吨，均匀搅拌，降滤失剂由郑州方泰薪技术有限公司提供；
4、抗温条件大于150℃，继续在搅拌状态下加入油层保护剂3.0吨，均匀搅拌，油层保护剂由郑州德凯化工科技有限公司提供；
5、最后在搅拌状态下加入4吨聚合醇防塌剂，搅拌均匀，聚合醇防塌剂由郑州德凯化工科技有限公司提供；
搅拌时间不少于4h后，即可采用泥浆泵直接将所配制完井工作液用于压井、修井作业；
废弃完井工作液可以经过过滤装置后再重复利用或直接排放，而无须处理。
实施例5 应用例
将实施例1制备的无固相抗高温石油完井工作液在吉林油田长深区块的现场应用，取得了极大的成功，保护储层性能好、井下施工作业顺利，基本无漏失。
昌30井位于吉林省长春市双阳区齐家乡韩家屯北0.3Km，是我长春采油厂一口准备投产的气井，本井共有五个试油层，第一、二、三、四试油层已经结束，并在2405.3米打桥塞封堵。
159+158号层为本井第五试油层，该层为MFE射孔联作测试层。井内原测试管柱从上至下依次为∮89油管+定位短节+油管+反循环阀+油管+提升短节+5″MFE+4/3/4″锁紧接头+提升短节+电子压力计托筒+电子压力计转换接头+95/8″卡瓦封隔器+流通短节+减震器+提升短节+起爆器+提升短节+起爆器+射孔枪。其中反循环阀的位置为2190.44m。
井口情况为从下到上依次为133/8″的套管头，133/8″变95/8″变径法兰，95/8″变51/2″套管短节，350型简易压裂井口，2FZ18-35防喷器及70MPa的旋塞阀。
根据该井地质特点及井内的管柱实际情况，需选用密度为1.24g/cm3的压井液150m3。
2006年12月4日至12月5日，按实施例1所述方法配制密度为1.24g/cm3的无固相抗高温石油完井工作液159m3。
12月6日，把全部密度为1.24g/cm3的完井工作液159m3运到昌30井，17:00至21:00采用反循环压井方式注入井内液体80方，21:00至24:00进行井口观察。
12月7日0:00至5:00进行井口观察。5:00至18:00拆133/8″的套管头，133/8″变95/8″变径法兰，95/8″变51/2″套管短节，350型简易压裂井口，2FZ18-35防喷器及70MPa的旋塞阀并安装千型。18:00至20:00全井试压7MPa经30min不降合格。
12月8日6:00至14:00封隔器解封，反循环替入密度为1.24g/cm3的压井液10m3后进行反循环脱气。14:00至24:00起管80根。
12月9日0:00至10:00起完测试管柱，10:00至16:00换井口，做下管准备。16:00至24:00下投产管柱85根。
12月10日下完全部投产管柱并安装完井口装置。
2007年1月10日抽吸出井内压井液体后，天然气喷出。
1月11日测气结果，该井日产气8.3万方，日产油12方达到预计产能。
使用过程中：
1.无固相抗高温石油完井工作液基本无漏失：昌30井用密度为1.24g/cm3完井液反循环压井深度2190.44m，历时4天，在循环压井及起下管作业过程中基本不漏失。
2.无固相抗高温石油完井工作液无结晶：该井现场温度最低-17℃，方箱内及井口内完井工作液无结晶与结冻现象。
3.无固相抗高温石油完井工作液无固相：该压井液在使用过程中方箱内无任何固相残留，肉眼观察完井液内无任何固相悬浮。
现场应用表明本发明无固相抗高温石油完井工作液，在确保安全施工的前提下，施工作业过程中完井工作液没有伤害地层。本发明完井工作液配方合理，性能优良，现场使用的针对性强。很好地解决了一般完井工作液伤害地层的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1、一种无固相抗高温石油完井工作液，其特征在于：所述工作液由完井基液和增粘剂、降滤失剂、油层保护剂及聚合醇防塌剂配备而成，其体积配比为：完井基液100份，增粘剂0.4～0.6份，降滤失剂3.0～4.0份，油层保护剂2.5～3.0份和聚合醇防塌剂3.0～4.0份；
所述完井基液由水和水溶性有机盐制备而成，水和水溶性有机盐的体积配比为：水10份，水溶性有机盐1-26份。
2、如权利要求1所述的无固相抗高温石油完井工作液，其特征在于：所述完井基液的水和水溶性有机盐的体积配比为：水10份，水溶性有机盐1-10份。
3、如权利要求1所述的无固相抗高温石油完井工作液，其特征在于：所述完井基液的水和水溶性有机盐的体积配比为：水10份，水溶性有机盐10-15份。
4、如权利要求1所述的无固相抗高温石油完井工作液，其特征在于：所述完井基液的水和水溶性有机盐的体积配比为：水10份，水溶性有机盐15-26份。
5、如权利要求1-4之任一所述的无固相抗高温石油完井工作液，其特征在于：所述水溶性有机盐为甲酸盐。
6、如权利要求1-4之任一所述的无固相抗高温石油完井工作液，其特征在于：所述增粘剂为CMC、HEC、CMHEC或HX。
7、如权利要求1-4之任一所述的无固相抗高温石油完井工作液，其特征在于：所述降滤失剂为淀粉类产品与AMPS、AA、AM的四元接枝共聚物。
8、如权利要求1-4之任一所述的无固相抗高温石油完井工作液，其特征在于：所述油层保护剂为DKDB-I，内含抗高温基团，且具有护胶性能。
9、如权利要求1-4之任一所述的无固相抗高温石油完井工作液，其特征在于：所述聚合醇防塌剂为DKDF。
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