CN101967370B - 一种分支井钻井用充填液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分支井钻井用充填液。该充填液由水、胶束增粘剂和降失水剂组成；所述水、胶束增粘剂和降失水剂的质量份数比为100∶(3-5)∶(2-4)；所述胶束增粘剂为表面活性剂；所述水为淡水或海水；所述降失水剂为改性淀粉和乳化石蜡中任一种。本发明的充填液在完井后期不用破胶，油井投产时充填液遇到地层原油可以自动破胶；且对储层伤害小，最大限度的保护了油气层，可提高油井产能。

Description

一种分支井钻井用充填液
技术领域
本发明涉及一种充填液，具体涉及一种分支井钻井用充填液。
背景技术
以往钻井用充填液通常采用水溶性高分子如水解聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素和改性胍胶等配制而成。这些高分子一旦被挤入地层，就会极易被吸附从而滞留在孔隙中，造成油流受阻和油井产能下降。针对目前常用的充填液在完井后期存在不能彻底破胶的问题，有必要研制一种无固相、能自动破胶的充填液体系。
发明内容
本发明的目的是提供一种分支井钻井用、能自动破胶的充填液。
本发明的充填液，由水、胶束增粘剂和降失水剂组成；所述水、胶束增粘剂和降失水剂的质量份数比为100∶(3-5)∶(2-4)；所述胶束增粘剂为表面活性剂。
上述充填液中，所述水、胶束增粘剂和降失水剂的质量份数比具体可为100∶3∶2或100∶4∶3。
上述充填液中，所述水可为淡水或海水；所述海水可为中国南海、东海和渤海中任一海海水。
上述充填液中，所述表面活性剂可为N，N’-双(十二烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐、N，N’-双(十四烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐、N，N’-双(十六烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐、N，N’-双(十二烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐、N，N’-双(十四烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐和N，N’-双(十六烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐中至少一种。
上述充填液中，所述表面活性剂为N，N’-双(十二烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐、N，N’-双(十四烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐、N，N’-双(十六烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐、N，N’-双(十二烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐、N，N’-双(十四烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐和N，N’-双(十六烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐中任两种；该两种表面活性剂的质量份数比可为(1-5)∶(5-1)，具体可为1∶2或1∶3。
上述降失水剂可为改性淀粉和乳化石蜡中至少一种；所述改性淀粉可为阳离子淀粉，具体可为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵醚化淀粉。
本发明的充填液以低分子的表面活性剂作为胶束增粘剂，其溶解在水中而形成胶束溶液，其胶束主要呈蚯蚓状或长圆棒状，由于疏水缔合作用，当胶束浓度超过临界值时，分子间形成空间网架结构，从而使溶液粘度大幅度增加并具有一定弹性，具有较强的悬浮能力。油井投产时该胶束溶液一旦接触到地层原油，亲油性有机物将被胶束增溶，棒状胶束膨胀，最终崩解成为较小的球形胶束，胶束凝胶破解，形成粘度很低的水溶液而自动破胶，最大限度的保护了油气层，提高了油井产能。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本发明的下述实施例中的N，N′-双(十六烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐是按照以下方法制备的：在500mL圆底烧瓶中依次加入0.2mol 1-溴代十六烷、0.1mol四甲基丙二胺和100mL无水乙醇，加热回流24h，减压蒸去溶剂即得产品。
本发明的下述实施例中的N，N′-双(十二烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐是按照以下方法制备的：在500mL圆底烧瓶中依次加入0.2mol 1-溴代十二烷、0.1mol四甲基乙二胺和100mL无水乙醇，加热回流24h，减压蒸去溶剂即得产品。
本发明的下述实施例中的N，N’-双(十四烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐是按照以下方法制备的：在500mL圆底烧瓶中依次加入0.2mol 1-溴代十四烷、0.1mol四甲基乙二胺和100mL无水乙醇，加热回流24h，减压蒸去溶剂即得产品。
本发明的下述实施例中的N，N′-双(十四烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐是按照以下方法制备的：在500mL圆底烧瓶中依次加入0.2mol 1-溴代十四烷、0.1mol四甲基丙二胺和100mL无水乙醇，加热回流24h，减压蒸去溶剂即得产品。
本发明的下述实施例中的N，N’-双(十二烷基二甲基)-1，2-二溴化丙二铵盐是按照以下方法制备的：在500mL圆底烧瓶中加入0.2mol 1-溴代十二烷、0.1mol四甲基丙二胺和100mL无水乙醇，加热回流24h，减压蒸去溶剂即得产品。
本发明的下述实施例中的N，N′-双(十六烷基二甲基)-1，3-二溴化乙二铵盐是按照以下方法制备的：在500mL圆底烧瓶中加入0.2mol 1-溴代十六烷、0.1mol四甲基乙二胺和100mL无水乙醇，加热回流24h，减压蒸去溶剂即得产品。
实施例1、由水、胶束增粘剂和降失水剂组成的充填液的配制
在300毫升的渤海海水中，加入3克N，N′-双(十六烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐和6克N，N′-双(十二烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐在高搅器上以10000r/min的速度搅拌20分钟，使其完全溶解，然后加入6克乳化石蜡(湖北汉科新技术股份有限公司，代号HFL)，搅拌10分钟即得由水、表面活性剂和乳化石蜡组成的充填液，其中，水、表面活性剂和乳化石蜡的质量份数比为100∶3∶2。其中，表面活性剂为N，N′-双(十六烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐和N，N′-双(十二烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐，其质量份数比为1∶2。
实施例2、由水、胶束增粘剂和降失水剂组成的充填液的配制
在300毫升的淡水中，加入9克N，N′-双(十四烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐和3克N，N′-双(十六烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐在高搅器上以10000r/min的速度搅拌20分钟，使其完全溶解，然后加入9克3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵醚化淀粉(湖北汉科新技术股份有限公司，代号HFD)，搅拌10分钟即得由水、表面活性剂和阳离子淀粉组成的充填液，其中，水、表面活性剂和阳离子淀粉的质量份数比为100∶4∶3。其中，表面活性剂为N，N′-双(十四烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐和N，N′-双(十六烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐，其质量份数比为3∶1。
实施例3、实施例1和实施例2充填液的性能评价
(1)流变性和滤失性。
按照石油天然气行业标准《钻井液测试程序》(SY/T 5621-1993)对充填液流变性和滤失性进行测定，结果见表1。其中：AV为表观粘度；PV为塑性粘度；YP为动切力；Φ6/Φ3分别为粘度计6r/min和3r/min读数；FLAPI为API滤失量。
由表1可以看出，该充填液体系具有优异的流变性和较低的滤失量，其中，热滚条件为：温度为100℃，时间为16h。
表1实施例1和实施例2充填液的流变性和滤失性
Figure BSA00000245523100031
(2)抗温性能
由表2可以看出，该充填液体系具有较好的抗温能力。其中，热滚时间为16h。
表2实施例1和实施例2充填液的抗温性能
(3)自动破胶性能
分别在高分子聚合物充填液(配方：渤海海水+0.5％生物聚合物VIS，其中生物聚合物VIS为湖北汉科新技术股份有限公司产品)、实施例1和实施例2充填液中加入5％和10％的煤油(烃类)，考察烃类对充填液粘度的影响。实验结果表明，高分子聚合物充填液加入煤油后其粘度不降反而略有增加，而实施例1和实施例2的低分子胶束充填液加入煤油后其粘度显著降低。因此，投产后，油气进入井筒会使胶束充填液破胶，而无需额外打入破胶剂。
表3实施例1和实施例2充填液破胶性能比较
(4)储层保护性能
采用高温高压动态失水仪以及JHST-IV岩心渗透率梯度测试仪，依据石油天然气行业标准《钻井液完井液损害油层室内评价方法》(SY/T6540-2002)，对实施例1和实施例2充填液的储层保护效果进行评价。其中，充填液动态污染实验条件为温度80℃、压力3.5Mpa和时间2小时。
表4实验结果表明：四块岩心渗透率恢复值都在95％以上，表明实施例1和实施例2的低分子胶束充填液体系具有较好的储层保护性能。
表4实施例1和实施例2充填液体系岩心流动实验结果
Figure BSA00000245523100051

Claims (2)

1.一种充填液，由水、胶束增粘剂和降失水剂组成；所述水、胶束增粘剂和降失水剂的质量份数比为100∶(3-5)∶(2-4)；所述胶束增粘剂为表面活性剂；
所述表面活性剂为N，N’-双(十二烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐、N，N’-双(十四烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐、N，N’-双(十六烷基二甲基)-1，2-二溴化乙二铵盐、N，N’-双(十二烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐、N，N’-双(十四烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐和N，N’-双(十六烷基二甲基)-1，3-二溴化丙二铵盐中至少一种；所述降失水剂为阳离子淀粉和乳化石蜡中至少一种；所述阳离子淀粉为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵醚化淀粉。
2.根据权利要求1所述的充填液，其特征在于：所述水为淡水或海水。
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