CN102051159A - 一种悬浮盐完井液 - Google Patents
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Abstract
一种悬浮盐完井液，是以以下重量百分比的各组分为原料制成的悬浮液：氯化钠20～82％、增粘剂A 0.5～3.0％、增粘剂B 3.0～4.5％、盐重结晶抑制剂0.10～3.0％、缓蚀剂0.5～2.0％、降滤失剂1.0～3.0％、油层保护剂0.1～1.5％、水余量。本悬浮盐完井液对地层伤害小、比重可调范围宽、粘度高并且成本低的悬浮盐完井液。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油勘探开发过程中使用的完井液，尤其涉及一种悬浮盐完井液。
背景技术
目前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，从而导致在完井修井作业过程中，由于完井液或修井液性能不稳定，增加了作业风险，同时由于工作液中的不溶性固相含量高在改造地层的同时又会引入新的二次伤害，尤其包括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；针对注水井而言，由于长期的高压注水，地层污染严重，从而导致注水压力极高，一旦出现井下故障，则必须由高比重的修井液或压井液进行压井作业，而常规的高比重泥浆型完井液由于不溶性固相含量过高，在作业的同时，往往会对地层造成不可恢复的伤害；水溶性盐类无固相完井(修井)液一般由甲酸盐、氯盐或溴盐组成，成本极高，以比重1.6g/cm3为准，成本为本体系的五倍，同时以上水溶性盐类完井液在注水井作业时，往往由于粘度较低，从而水侵会对完井液的比重产生较大的影响，不利于现场作业的快速进行。
发明内容
本发明旨在克服以上现有技术的不足，提供一种对地层伤害小、比重可调范围宽、粘度高并且成本低的悬浮盐完井液。
本发明所称的悬浮盐完井液是以以下重量百分比的各组分为原料制成的悬浮液：氯化钠20～82％、增粘剂A 0.5～3.0％、增粘剂B 3.0～4.5％、盐重结晶抑制剂0.10～3.0％、缓蚀剂0.5～2.0％、降滤失剂1.0～3.0％、油层保护剂0.1～1.5％、水余量；
所述增粘剂A为高分子天然改性增粘剂；
所述增粘剂B为聚丙烯腈钠与AMPS、淀粉的三元共聚物RYLJ。
进一步地，所述增粘剂A选自CMC、HEC、CMHEC或HX。
进一步地，所述盐重结晶抑制剂为硫氰铁盐类螯合剂。
进一步地，所述缓蚀剂为长链咪唑类改性表面活性剂。
进一步地，所述降滤失剂为天然淀粉类降滤失剂。
本发明的悬浮盐完井液制备方法和有益效果如下：
1、该体系采用在饱合的成本较低的氯化钠液中继续加入氯化钠固体，通过填加不同功能的化学助剂使之保持悬浮稳定，通过控制氯化钠固体颗粒的加入量从而控制体系比重，目前该体系已能在比重为1.8g/cm3时保持稳定，但此时成本仅为溴盐类完井液的六分之一，常规钠、钾类有机盐则由于溶解度的限制而不能达到，进口的甲酸铯尽管可达到2.2g/cm3的高比重，但成本则为现有体系的十倍还多，所以目前在国内还没有现场应用的实例。同时在氯化钠盐水体系中，氯化钠溶解后，电离出无机一价阳离子，提高了完井液液相矿化度，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，从而还能起到防塌和抑制作用；氯化钠加重剂水溶性好，溶解快、不含二价离子，配伍及热稳定性能较好。由于此完井液呈为悬浮液，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体。
2、增粘降滤失性能：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 -、-NH2 +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；由于在盐水中天然或改性类增粘剂抗温稳定性极差，我们一方面依靠抗盐性好的天然类有机增粘剂提供常温状态下的粘度以保持氯化钠的充分悬浮，同时采用自制的抗高温增粘剂来保证该体系在充分热滚后仍能保持较高的粘度，从而使该体系在高温下仍能保持长时间的稳定。
3、体系综合性能：一种性能优良的完井液体系除了具有合适的流变性与降滤失性能外，体系的抑制性、稳定性、相容性及对井下金属工具的腐蚀性也是非常重要的。在此体系中，我们引入了盐重结晶抑制剂，一方面保证了体系在高浓度下仍能保持良好的流变性，同时也有效地防止了盐溶液在静止时再发生重结晶从而造成体系分层的现象；高效表面活性剂类缓蚀剂的加入，极大地降低了盐水溶液对配制及井下金属工具的腐蚀性，现场应用测定腐蚀速度为0.037g/m2.h，小于清水腐蚀速度，所以缓蚀性能突出；表面活性剂类缓蚀剂由于分子中含有多个杂原子，可以在金属表面形成有效的螯合物保护膜，从而具有较高的缓蚀作用，且无点蚀现象的发生。
技术指标：
本低成本悬浮氯化钠完井液的技术指标见表1。
表1
| 检测项目 | 性能指标 |
| 外观 | 乳白色或棕黄色均匀液体 |
| 表观粘度 mPa.s | ≥50 |
| 滤失量：ml/0.69MPa.30min | ≤20 |
| 密度，g/cm3 | 1.0～1.8 |
| 相对膨胀率，％ | ≤35 |
| pH值， | 8±1 |
| 腐蚀速度：g/(m2.h) | ≤0.076 |
| 沉降稳定性： | ≥5d |
配制说明：
氯化钠作为体系的加重材料，依据现场不同的比重要求进行加量调整，具体加量与比重的关系见下表2：表2所述比重为在100立方米未加氯化钠的基液中加入氯化钠的重量与相对应的悬浮盐完井液的比重关系对照表。
表2
| 氯化钠加量：吨 | 比重：g/cm3 | 氯化钠加量：吨 | 比重：g/cm3 |
| 35 | 1.202 | 62 | 1.30 |
| 79 | 1.35 | 98 | 1.40 |
| 129 | 1.45 | 144 | 1.50 |
| 173 | 1.55 | 206 | 1.60 |
| 247 | 1.65 | 295 | 1.70 |
| 356 | 1.75 | 433 | 1.80 |
具体实施方式
实施例1
1、在泥浆配液池中注入水70.67立方米，搅拌状态下加入氯化钠24.73吨，搅拌30分钟。配制成比重1.2g/cm3的完井基液79.36方。
2、在高速搅拌状态下，同时加水力射流泵，向配液池中加下增粘剂A HEC 0.6吨；溶解均匀，不能有胶团出现。
3、在搅拌状态下加入增粘剂B 3.2吨。
4、继续在搅拌状态下加入硫氰铁盐类螯合剂0.15吨，若抗温条件大于80℃，则需要加入油层保护剂0.2吨，均匀搅拌；
5、在上述均匀溶液中搅拌状态下继续加入氯化钠44.57吨，即可制得比重1.4g/cm3悬浮氯化钠完井液100方。
6、最后在搅拌状态下加入1吨缓蚀剂，搅拌均匀；
7、搅拌时间5h后，即可采用泥浆泵直接将所配制压井液用于压井、修井作业；
8、废弃压井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。
Claims (5)
1.一种悬浮盐完井液，其特征在于，是以以下重量百分比的各组分为原料制成的悬浮液：
氯化钠20～82％、增粘剂A 0.5～3.0％、增粘剂B 3.0～4.5％、盐重结晶抑制剂0.10～3.0％、缓蚀剂0.5～2.0％、降滤失剂1.0～3.0％、油层保护剂0.1～1.5％、水余量；
所述增粘剂A为高分子天然改性增粘剂；
所述增粘剂B为聚丙烯腈钠与AMPS、淀粉的三元共聚物RYLJ。
2.根据权利要求1所述的悬浮盐完井液，其特征在于，所述增粘剂A选自CMC、HEC、CMHEC或HX。
3.根据权利要求1所述的悬浮盐完井液，其特征在于，所述盐重结晶抑制剂为硫氰铁盐类螯合剂。
4.根据权利要求1所述的悬浮盐完井液，其特征在于，所述缓蚀剂为长链咪唑类改性表面活性剂。
5.根据权利要求1所述的悬浮盐完井液，其特征在于，所述降滤失剂为天然淀粉类降滤失剂。
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