CN101555404A - 一种环保型低伤害无固相压井液及其应用 - Google Patents

一种环保型低伤害无固相压井液及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种环保型低伤害无固相压井液及其应用。该环保型低伤害无固相压井液包括增粘剂1.8～2.5％，降滤失剂0.5～0.9％，无机盐结晶抑制剂0.02～0.2％，加重剂5～30％，余量为水。该压井液用于井下作业中钻井、修井等压井，与地层配伍性好，低伤害、无污染、密度可调、流动性好。

Description

一种环保型低伤害无固相压井液及其应用
技术领域：
本发明涉及油田井下作业领域所用的一种化学试剂及其应用，特别是一种环保型低伤害无固相压井液及其应用。
背景技术：
油气井进入开发后期以后，地层能量不断衰减，当油气井出现异常或停产时，必须进行修井，更换或优化生产管柱，使油气井恢复生产。对生产井进行修井作业时，通常需要在井筒内灌满压井液，利用压井液产生的静水液柱压力防止地层流体向井筒内流动，以免发生井涌或井喷，并能帮助支撑油管管串，防止井壁坍塌，保证修井施工作业的安全。修井作业过程中，由于不合理的压井液造成不同程度的储层损害，导致产能降低。
性能优良的压井液既要防止地层流体向井筒流动而不产生井喷等事故，又要防止压井液向地层漏失。压井液发生漏失后会导致严重的地层伤害，地层渗透率降低，进而导致油气井的产能降低，更严重的会导致井喷，造成作业不安全与环境污染问题。为了解决漏失问题，通常在压井液中加入降滤失剂及增粘剂等添加剂以提高压井液的流动阻力，阻止压井液流向近井地带。
早在70年代，前苏联就开始采用反相乳液压井。由于反相乳液(W/O)具有很强地溶解沥青、胶质和石蜡沉积物的能力，因而对油层无伤害。但随着油田注水开发的进行，目前许多油田的地层压力呈现出高于原始地层压力的趋势，对压井液的密度提出了更高的要求。于是开始使用高密度无固相盐水压井液。但盐水压井液滤失量大、无悬浮性、上举力受限，且盐水的密度受气候、温度的影响较大。
发明内容：
为了解决背景技术中的问题，本发明提供一种环保型低伤害无固相压井液及其应用。该压井液具有很好地保护油层的效果，与地层配伍性好，低伤害、无污染、密度可调、流动性好、能够满足现场施工要求。
本发明的技术方案是：该压井液按重量百分比包含：增粘剂1.0～2.5％，降滤失剂0.5～0.9％，无机盐结晶抑制剂0.02～0.2％，加重剂5～30％，余量为水。
上述的增粘剂为乙酸铬与部分水解聚丙烯酰胺交联而成的弱凝胶体，质量百分比浓度为1.0～2.0％；增粘剂中部分水解聚丙烯酰胺相对分子量7万～10万，水解度25％～30％，聚交重量比30∶1；降滤失剂为磺甲基酚醛树脂SMP，质量百分比浓度为0.6％；加重剂为水溶性有机酸盐加重剂与水溶性无机盐NaCl、CaCl2、ZnCl2、CaBr2、ZnBr2中的一种或几种复配，水溶性有机酸盐加重剂与水溶性无机盐按质量比1∶2～5的比例复配而成；加重剂中水溶性有机酸盐加重剂是一种有机酸根阴离子与金属阳离子形成的一种盐类物质，其单组分在水中最高密度可达1.65g/cm3，与常规无机盐复配可得到密度达2.0g/cm3的高密度低成本压井液；加重剂中水溶性有机酸盐加重剂为碱金属的低碳有机酸盐，具体质量百分比浓度可以根据现场需求的密度调整；加重剂中水溶性有机酸盐加重剂为乙酸钠。
该压井液用于井下作业中钻井、修井等压井，与地层配伍性好，低伤害、无污染、密度可调、流动性好。
本发明具有如下有益效果：大量的研究表明压井液对油层的损害主要是固相堵塞岩石孔道及造成岩石的性质发生改变。针对修井作业中无固相压井液对地层伤害小，利于油层保护的要求，本发明提供了利于储层保护的具有较好抑制性与低固相损害的无固相压井液。该压井液具有很好地保护油层的效果，与地层配伍性好，低伤害、无污染、密度可调、流动性好、能够满足现场施工要求。它的推广应用具有广泛的经济和社会效益。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
本实施例所用渗透率及防堵率的实验及计算方法如下：
(1)将人造岩心抽成真空，烘干，得到其长度和横截面积。
(2)用饱和盐水测岩心的水测渗透率K1，K1为岩心的原始水测渗透率，注入压力为P1，流量为Q1。
(3)注环保型低伤害无固相压井液，注20PV，静置2h，如此循环几次，直到注入压力大幅度上升，有过量程的趋势的时候，注饱和盐水测经压井液伤害后的渗透率K2，此时的注入压力为P2，流量为Q2。
(4)渗透率的计算。
渗透率计算公式用达西公式计算。
K = 0.1 QμL AP × 1000
式中K——渗透率，×10-3μm2；
Q——流体流量mL/s；
P——岩心的注入压力MPa；
μ——流体粘度mPa·s；
L——岩心的长度cm；
A——岩心截面积cm2。
(5)伤害程度：F＝(1-K2/K1)×100％
注：K1为岩心的原始渗透率的平均值、K2为压井液伤害后测出的渗透率。
实施例1、
由于修井过程中，压井液中的滤液可能会进入油气层，对油层会造成一定的伤害，为了评价环保型低伤害无固相压井液对地层的伤害程度，采用岩心流动实验，选取了高低渗透率不同的岩心进行对比实验，考察压井液对岩心所造成的伤害程度，结果如下表。
把增粘剂20g，降滤失剂磺甲基酚醛树脂SMP 6g，无机盐结晶抑制剂1g，加重剂200g(水溶性有机酸盐乙酸钠与CaCl2质量比为1∶3)，水为773g。在室温下混合搅拌30min，即可得到环保型低伤害无固相压井液。做压井液对岩心的污染实验，结果见表1。
压井液对岩心的污染实验数据        表1
岩心编号   K1(×10-3μm2)   K2(×10-3μm2) 伤害程度(％)
  1   278.48   268.45   3.6
  2   105.36   101.67   3.5
  3   40.52   39.14   3.4
从表1可以发现经过环保型低伤害无固相压井液具有很好地保护油层的效果，与地层配伍性好，低伤害、无污染能够满足现场施工要求。它的推广应用具有广泛的经济和社会效益。
实施例2、
配置环保型低伤害无固相压井液：增粘剂(乙酸铬与部分水解聚丙烯酰胺交联剂而成的弱凝胶体)2.0％，降滤失剂(磺甲基酚醛树脂SMP)0.6％，无机盐结晶抑制剂0.1％，加重剂(水溶性有机酸盐乙酸钠与CaCl2质量比为1∶2)30％，余量为水，做压井液对岩心的污染实验，结果见表2。
压井液对岩心的污染实验数据    表2
岩心编号   K1(×10-3μm2)   K2(×10-3μm2) 伤害程度(％)
  1   257.69   246.87   4.2
  2   110.58   106.27   3.9
  3   36.48   35.09   3.8
从表2可以发现经过环保型低伤害无固相压井液具有很好地保护油层的效果，与地层配伍性好，低伤害、无污染能够满足现场施工要求。它的推广应用具有广泛的经济和社会效益。
实施例3、
配置环保型低伤害无固相压井液：增粘剂(乙酸铬与部分水解聚丙烯酰胺交联剂而成的弱凝胶体)2.5％，降滤失剂(磺甲基酚醛树脂SMP)0.6％，无机盐结晶抑制剂0.1％，加重剂(水溶性有机酸盐乙酸钠与CaCl2质量比为1∶3)20％，余量为水，做压井液对岩心的污染实验，结果见表3。
压井液对岩心的污染实验数据    表3
岩心编号   K1(×10-3μm2)   K2(×10-3μm2) 伤害程度(％)
  1   249.80   239.81   4.0
  2   108.36   104.24   3.8
  3   37.59   36.16   3.8
从表3可以发现经过环保型低伤害无固相压井液具有很好地保护油层的效果，与地层配伍性好，低伤害、无污染能够满足现场施工要求。它的推广应用具有广泛的经济和社会效益。
实施例4、
配置环保型低伤害无固相压井液：增粘剂(乙酸铬与部分水解聚丙烯酰胺交联剂而成的弱凝胶体)1.8％，降滤失剂(磺甲基酚醛树脂SMP)0.6％，无机盐结晶抑制剂0.1％，加重剂(水溶性有机酸盐乙酸钠与CaCl2质量比为1∶2.5)28％，余量为水，做压井液对岩心的污染实验，结果见表1。
压井液对岩心的污染实验数据    表4
岩心编号   K1(×10-3μm2)   K2(×10-3μm2) 伤害程度(％)
  1   312.56   300.06   4.0
  2   126.45   121.64   3.8
  3   45.26   43.59   3.7
从表4可以发现经过环保型低伤害无固相压井液具有很好地保护油层的效果，与地层配伍性好，低伤害、无污染能够满足现场施工要求。它的推广应用具有广泛的经济和社会效益。
实施例5、
配置环保型低伤害无固相压井液：增粘剂(乙酸铬与部分水解聚丙烯酰胺交联剂而成的弱凝胶体)2.0％，降滤失剂(磺甲基酚醛树脂SMP)0.8％，无机盐结晶抑制剂0.1％，加重剂(水溶性有机酸盐乙酸钠与CaCl2质量比为1∶3)20％，余量为水，做压井液对岩心的污染实验，结果见表5。
压井液对岩心的污染实验数据    表5
岩心编号   K1(×10-3μm2)   K2(×10-3μm2) 伤害程度(％)
  1   269.68   259.16   3.9
  2   120.66   116.2   3.7
  3   38.46   37.11   3.5
从表5可以发现经过环保型低伤害无固相压井液具有很好地保护油层的效果，与地层配伍性好，低伤害、无污染能够满足现场施工要求。它的推广应用具有广泛的经济和社会效益。
实施例6、
配置环保型低伤害无固相压井液：增粘剂(乙酸铬与部分水解聚丙烯酰胺交联剂而成的弱凝胶体)2.0％，降滤失剂(磺甲基酚醛树脂SMP)0.6％，无机盐结晶抑制剂0.1％，加重剂(水溶性有机酸盐乙酸钠与CaCl2质量比为1∶3)5％，余量为水，做压井液对岩心的污染实验，结果见表6。
压井液对岩心的污染实验数据    表6
岩心编号   K1(×10-3μm2)   K2(×10-3μm2) 伤害程度(％)
  1   288.45   276.91   4.0
  2   107.54   103.45   3.8
  3   41.68   40.1   3.8
从表6可以发现经过环保型低伤害无固相压井液具有很好地保护油层的效果，与地层配伍性好，低伤害、无污染能够满足现场施工要求。它的推广应用具有广泛的经济和社会效益。
实施例7、
配置环保型低伤害无固相压井液：增粘剂(乙酸铬与部分水解聚丙烯酰胺交联剂而成的弱凝胶体)2.0％，降滤失剂(磺甲基酚醛树脂SMP)0.6％，无机盐结晶抑制剂0.1％，加重剂(水溶性有机酸盐乙酸钠与CaCl2质量比为1∶5)6％，余量为水，做压井液对岩心的污染实验，结果见表7。
压井液对岩心的污染实验数据    表7
岩心编号   K1(×10-3μm2)   K2(×10-3μm2) 伤害程度(％)
  1   249.56   239.83   3.9
  2   98.46   94.82   3.7
  3   42.14   40.62   3.6
从表7可以发现经过环保型低伤害无固相压井液具有很好地保护油层的效果，与地层配伍性好，低伤害、无污染能够满足现场施工要求。它的推广应用具有广泛的经济和社会效益。
本发明中无机盐结晶抑制剂为滨州市宏宇化工有限公司生产的JJY-I型无机盐结晶抑制剂；其中增粘剂由部分水解聚丙烯酰胺、乙酸铬与水按重量比30∶1∶1969交联而成。

Claims (9)

1、一种环保型低伤害无固相压井液，其特征在于，该压井液按重量百分比包含：增粘剂1.8～2.5％，降滤失剂0.5～0.9％，无机盐结晶抑制剂0.02～0.2％，加重剂5～30％，余量为水。
2、根据权利要求1所述的环保型低伤害无固相压井液，其特征在于：增粘剂为乙酸铬与部分水解聚丙烯酰胺交联而成的弱凝胶体，质量百分比浓度为1.0～2.0％。
3、根据权利要求2所述的环保型低伤害无固相压井液，其特征在于：增粘剂中部分水解聚丙烯酰胺相对分子量7万～10万，水解度25％～30％，聚交重量比30∶1。
4、根据权利要求1所述的环保型低伤害无固相压井液，其特征在于：降滤失剂为磺甲基酚醛树脂SMP，质量百分比浓度为0.6％。
5、根据权利要求1所述的环保型低伤害无固相压井液，其特征在于：加重剂为水溶性有机酸盐加重剂与水溶性无机盐NaCl、CaCl2、ZnCl2、CaBr2、ZnBr2中的一种或几种复配，水溶性有机酸盐加重剂与水溶性无机盐按质量比1∶2～5的比例复配而成。
6、根据权利要求5所述的环保型低伤害无固相压井液，其特征在于：加重剂中水溶性有机酸盐加重剂是一种有机酸根阴离子与金属阳离子形成的一种盐类物质，其单组分在水中最高密度可达1.65g/cm3，与常规无机盐复配可得到密度达2.0g/cm3的高密度低成本压井液。
7、根据权利要求6所述的环保型低伤害无固相压井液，其特征在于：加重剂中水溶性有机酸盐加重剂为碱金属的低碳有机酸盐，具体质量百分比浓度可以根据现场需求的密度调整。
8、根据权利要求7所述的环保型低伤害无固相压井液，其特征在于：加重剂中水溶性有机酸盐加重剂为乙酸钠。
9、一种环保型低伤害无固相压井液的应用，其特征在于：该压井液用于井下作业中钻井、修井等压井，与地层配伍性好，低伤害、无污染、密度可调、流动性好。
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