CN102268247A - 纤维状水溶性屏蔽暂堵剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钻井过程中使用的添加剂，具体是一种纤维状水溶性屏蔽暂堵剂，其特征是，所述屏蔽暂堵剂的制法，包括如下步骤：1)将固体聚对苯二甲酰对苯二胺与聚丙烯酰胺按照重量比1∶2混合，粉碎后过60目筛，得酰胺混合物，备用；2)将乙二醇200-400份、甘油200-400份加入反应釜中，搅拌下升温至150℃，然后加入400-500份步骤1)的酰胺混合物，加入1-3份催化剂氧化锡，继续搅拌升温至160℃，然后控制温度在160-165℃，反应4h；3)降温至30℃，得半成品；4)取半成品200-250份，加入700-800份四氢呋喃，搅拌，然后加入20份N-丙基-N-羟乙基全氟辛基磺酰胺，升温至60℃，搅拌反应2.5h，降温至30℃，得成品纤维状水溶性屏蔽暂堵剂。本发明的暂堵剂遇水产生纤维状材料使暂堵率达到92％以上，解堵率达到95％；作业完成时，依靠地层水和温度即可自行解堵。

Description

纤维状水溶性屏蔽暂堵剂

技术领域

本发明涉及一种钻井过程中使用的添加剂，具体是一种纤维状水溶性屏蔽暂堵剂。

背景技术

井漏是在钻井、固井、测试或修井等作业过程中，各种工作液(包括钻井泥浆、固井水泥浆、完井射孔液等入井液体)在压差的作用下，流入地层的一种井下复杂情况，是钻井、作业过程中最常见的技术难题之一。

井漏的产生必须具备三个必要条件：其一是井底压力对地层存在正压差，井筒工作液的压力大于地层孔隙、裂缝或溶洞中的液体的压力(即地层孔隙压力)这样才有可能把工作液压入漏失通道；其二是地层中存在着漏失通道，及较大的足够容纳液体的空间；其三是此通道的开口尺寸应满足外来工作液中固相的粒径不形成外滤饼。

我国油气田在钻井、作业过程中均不同程度的存在着漏失现象，特别是裂缝性地层漏失更为严重。

屏蔽暂堵技术是在石油工业中应用来防止井漏的较为广泛的一项工艺技术。暂堵技术最早应用在钻井工程中防止钻井液大量漏失侵入储层，称为堵漏技术。钻井工程在砂岩油层中使用的堵漏剂、暂堵剂主要有颗粒状的超细碳酸钙、核桃壳、橡胶粒、硅藻土和油溶性树脂等；在裂缝性油藏中还使用合成纤维、棉纤皮、亚麻等纤维状材料。在压裂工艺中使用的防止压裂液向高渗带高速漏失的转向剂也属于暂堵剂的一种。近几年来，为了防止压井液、洗井液、固井泥浆等外来有害流体侵入储层及阻止酸液流向高渗透夹层等方面的需要，越来越多的将屏蔽暂堵技术应用于采油作业中。由于采油作业的特殊性，不能在作业后依靠射孔射穿暂堵层。所以要求在作业完成后，不需采用其它措施，油层能基本恢复到暂堵前的渗透率。因此，在采油作业中应用的屏蔽暂堵技术多使用易溶于油或水、溶解度对温度或对某种溶剂敏感的暂堵材料，如油溶性树脂、吸水类聚合物等。

目前，应用于采油作业油层保护的屏蔽暂堵技术按解堵机理分类，主要有酸溶性、油溶性、水溶性三类屏蔽暂堵技术；采油工程屏蔽暂堵技术主要发展了酸溶性、油溶性、水溶性三类屏蔽暂堵技术。酸溶性屏蔽暂堵剂作业措施完成后需要用酸液酸化解堵；油溶性屏蔽暂堵剂解堵时只需借助油井生产建立的负压和地层原油的溶解即可解堵，是目前应用最为广泛的一种屏蔽暂堵技术。但随着油田的开发，地层压力逐渐下降，油井的含水会逐渐上升，靠油井储层产出的原油溶解油溶性暂堵剂材料而解堵已经非常困难，已经不适合用于老油田的高含水油井作业过程。水溶性屏蔽暂堵技术是近年来新发展起来的一种适合高含水油井和注水井的屏蔽暂堵技术，相比于油溶性屏蔽暂堵剂和酸溶性屏蔽暂堵剂，由于其使用方便、经济高效、解堵方便。更加适合我国老油田开发后期高含水特征，因此更加具有适用性和发展前景。

公开号为CN1432620A的中国专利公开了一种钻井屏蔽暂堵剂，它由溶胀性材料、架桥材料、填充材料和抑制性材料等组成，其中溶胀性材料为楠木根粉、棉花桃等可以在水溶情况下膨胀并形成纤维状凝胶的所有材料，粒径大小为0～838μm；架桥材料为片状云母，粒径大小为97～381μm；填充材料即可为普通碳酸钙，也可为轻质碳酸钙，粒径大小为0～117μm；抑制性材料可以为下列材料中的一种或其中几种的混合物：聚丙烯腈钠盐、聚丙烯腈钾盐、聚丙烯腈铵盐、腐植酸钾等。

公开号为101492600的中国专利公开了一种钻井液用屏蔽暂堵剂，它由30-70％wt的中分子凝胶材料和30-70％wt的降滤失性材料组成，所述中分子凝胶材料为楠木类衍生物，所述降滤失性材料是由40-60％wt的褐煤、5-20％wt的无水亚硫酸钠、5-20％wt的焦亚硫酸钠、5-20％wt的氢氧化钠、2-8％wt的甲醛、2-8％wt的碳酸钠和5-20％wt的氯乙酸反应形成的缩合物。

公开号为101638576的中国专利公开了一种钻井液用屏蔽暂堵胶凝剂，其特征在于按原料重量百分比组成为：20％至40％强堵粉，10％至15％降滤失剂或流型改进剂，3％至10％植物胶凝剂，0.5％至5％钙化剂，余量的膨胀型植物短纤维。

《屏蔽暂堵剂优选的新方法》(崔迎春《现代地质》2000年3月第12卷第1期)也公开了相关内容。

发明内容

本发明提供一种纤维状水溶性屏蔽暂堵剂，利用芳香族酸遇水产生纤维状材料使暂堵率达到92％以上，解堵率达到95％；采用醇类、全氟表面活性剂等有机溶剂的溶解性形成稳定的溶液，可直接进行施工；作业完成时，依靠地层水和温度即可自行解堵。

本发明具体采用如下技术方案：

一种纤维状水溶性屏蔽暂堵剂，其特征是，所述屏蔽暂堵剂的制法，包括如下步骤：

1)将固体聚对苯二甲酰对苯二胺与聚丙烯酰胺按照重量比1∶2混合，粉碎后过60目筛，得酰胺混合物，备用；

2)将乙二醇200-400份、甘油200-400份加入反应釜中，搅拌下升温至150℃，然后加入400-500份步骤1)的酰胺混合物，加入1-3份催化剂氧化锡，继续搅拌升温至160℃，然后控制温度在160-165℃，反应4h；

3)降温至30℃，得半成品；

4)取半成品200-250份，加入700-800份四氢呋喃，搅拌，然后加入20份N-丙基-N-羟乙基全氟辛基磺酰胺，升温至60℃，搅拌反应2.5h，降温至30℃，得成品纤维状水溶性屏蔽暂堵剂。

本发明的纤维状水溶性屏蔽暂堵剂能防止入井液在有效漏失压力10MPa下不漏失，其暂堵剂暂堵率≥95％；解堵后渗透率恢复率≥95％；油层保护悬浮液综合伤害率＜15％。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1)现有技术中，一般是添加坚硬的颗粒状材料和易弯曲的纤维复合形成纤维状暂堵剂，而本发明的暂堵剂常温下遇水变成足够强度和塑性的纤维，能够堵大部分缝隙的有效流动面积。

2)本发明的暂堵剂分散悬浮能力强，进入储层后，不会在储层中形成伤害。

3)本发明暂堵作业完成后，不需采用其他措施，依靠地层水及温度自然解堵，油层即能恢复到暂堵前的渗透率。

4)本发明可方便制作成便于携带的液体，使用方便。

具体实施方式

一种纤维状水溶性屏蔽暂堵剂的制法，包括如下步骤：

1)将固体聚对苯二甲酰对苯二胺与聚丙烯酰胺按照重量比1∶2混合，粉碎后过60目筛，得酰胺混合物，备用；

2)将乙二醇300Kg、甘油300Kg加入反应釜中，搅拌下升温至150℃，然后加入400Kg步骤1)的酰胺混合物，加入2.5Kg催化剂氧化锡，继续搅拌升温至160℃，然后控制温度在160-165℃，反应4h；

3)降温至30℃，得半成品；

4)取半成品200Kg，加入700Kg四氢呋喃，搅拌，然后加入20KgN-丙基-N-羟乙基全氟辛基磺酰胺，升温至60℃，搅拌反应2.5h，降温至30℃，得成品纤维状水溶性屏蔽暂堵剂。

本发明的纤维状水溶性屏蔽暂堵剂能防止入井液在有效漏失压力10MPa下不漏失，其暂堵剂暂堵率≥95％；解堵后渗透率恢复率≥95％；油层保护悬浮液综合伤害率＜15％。

Claims (1)

1.一种纤维状水溶性屏蔽暂堵剂，其特征是，所述屏蔽暂堵剂的制法，包括如下步骤：

1)将固体聚对苯二甲酰对苯二胺与聚丙烯酰胺按照重量比1∶2混合，粉碎后过60目筛，得酰胺混合物，备用；

2)将乙二醇200400份、甘油200400份加入反应釜中，搅拌下升温至150℃，然后加入400-500份步骤1)的酰胺混合物，加入1-3份催化剂氧化锡，继续搅拌升温至160℃，然后控制温度在160-165℃，反应4h；

3)降温至30℃，得半成品；

4)取半成品200-250份，加入700-800份四氢呋喃，搅拌，然后加入20份N-丙基-N-羟乙基全氟辛基磺酰胺，升温至60℃，搅拌反应2.5h，降温至30℃，得成品纤维状水溶性屏蔽暂堵剂。