CN102977867B - 一种油气层保护剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气层保护剂及其制备方法。所述油气层保护剂由如下重量份的原料制成：石蜡40~50份；白沥青40~50份；乳化剂1~2份；聚合醇4~5份；聚丙烯酰胺4~5份。其制备方法为：（a）将石蜡、乳化剂、聚合醇按比例称重后加入反应釜中，升温至70~90℃，搅拌20~40分钟；（b）加入聚丙烯酰胺，继续搅拌20~40分钟，加入白沥青搅拌50~70分钟；（c）将反应所得的液体产品在15~45℃条件下固化；（d）将所得固体产品送入带有循环冷却装置的粉碎机内粉碎，过18目筛后即可。本发明所提供的油气层保护剂在高温高压下仍保持优良的防塌陷封堵效果，对油气层无损坏无污染，可实现对油气层的有效保护。
Description
技术领域
本发明涉及一种油田钻井用的油气层保护剂。
背景技术
随着石油在国民经济中的地位越来越重要，我国对油藏地质开发力度逐步加大，相应的钻井过程中遇到的地层也越来越复杂，经常会遇到不稳定的油气层，如裂缝发育地层、破碎或弱胶结性地层、低渗储层以及复杂泥页岩地层等，常存在压差卡钻、钻井液漏失和井壁垮塌等问题，使得油藏开采过程中极易受到污染威胁。
相应的避免油气层受到污染已经成为油气田勘探开发过程中重要的技术措施之一，它关系到勘探开发的效果。在油气层漫长的开采过程中，从钻井到完井中每道工序及井下作业过程中各项措施都可能造成油层的损害或二次污染，如果后一项作业没有搞好油层保护，就可能使前面各项油层保护工作所获得的成效部分或全部丧失。因此，井下作业施工中对油气层的保护更不容忽视。随着人们对该问题的逐渐重视，各种保护油气层的技术应运而生。
保护油气层的技术中最常用的就是屏蔽暂堵技术和广谱“油膜”暂堵技术。
屏蔽暂堵技术，即在钻井液中加入一定种类和数量的架桥粒子、填充粒子和可变形胶体粒子，通过这三种粒子在井壁表面形成屏蔽暂堵环而达到暂堵目的。所用的暂堵剂必须与油气层的孔喉直径严格匹配，才能形成高质量的屏蔽暂堵环，对油气层起到了较好的保护作用。而在实际应用中，由于油气层的非均质性较强，油气层的孔喉直径分布范围较宽等原因，很难做到“严格匹配”，所以该技术仍有一定的局限性，目前已经逐渐被广谱“油膜”暂堵技术所替代。
广谱“油膜”暂堵技术，是利用暂堵剂，也叫油气层保护剂对井壁进行封堵。与常规屏蔽暂堵技术相比，其暂堵效果对地层孔径的依赖性小，它可同时封堵较宽直径范围的孔喉。其作用原理有两个方面：一方面，在一定温度和压差作用下，暂堵颗粒通过软化、变形，如楔子状楔入地层岩石颗粒间封堵地层孔喉；另一方面，暂堵颗粒通过其本身所带有的正电荷与地层岩石颗粒产生静电吸附，从而快速地在近井壁处形成一层韧性强、渗透性低的“油膜”暂堵屏障，从而增强了暂堵效果，并减小了暂堵深度，最大限度地阻止钻井液中的固相和液相侵入油气层。近年来，广谱“油膜”暂堵技术得到广泛的推广应用。但是在钻井实施过程中，现有的油气层保护剂在高温高压条件仍出现了暂堵不利的情况。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种抗温抗压性能良好、具有良好降滤失和防塌陷性、能对油气层进行有效封堵的油气层保护剂及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种油气层保护剂，由如下重量份的原料制成：石蜡40~50份；白沥青40~50份；乳化剂1~2份；聚合醇4~5份；聚丙烯酰胺4~5份。
所述乳化剂为非离子表面活性剂OP-10。
所述聚合醇为聚乙二醇、聚丙二醇、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、乙二醇-丙三醇共聚物的其中一种。
本发明还提供了所述油气层保护剂的制备方法，制备步骤为：
（a）将石蜡、乳化剂、聚合醇按比例称重后加入反应釜中，升温至70~90℃，恒温搅拌20~40分钟；
（b）加入聚丙烯酰胺，继续搅拌20~40分钟，然后加入白沥青继续恒温搅拌50~70分钟；
（c）将反应所得的液体产品在15~45℃条件下低温固化，得到固体产品；
（d）将所得固体产品送入带有循环冷却装置的粉碎机内进行粉碎，过18目筛后即得本油气层保护剂。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明采用石蜡和白沥青为主要原料，辅以聚丙烯酰胺、聚合醇和乳化剂OP-10制备而得。原材料廉价，可生物降解，生产工艺简单。其中，白沥青作为核心原料，不仅具有优良的防滤失、防塌陷和封堵的效果，而且无毒无害，不含荧光成分，不会对荧光录井造成不利影响；石蜡所具有的低熔点和高润滑性，使得本产品具有良好的流变性，可以满足不同地层特点的封堵要求；聚丙烯酰胺的适量加入，进一步加强了所述油气层保护剂的的防滤失性能，同时调整了产品在钻井液中的粘度，以适应不同渗透率地层条件对注入体系粘度的要求；聚合醇为侧链含有许多羟基的非离子型含氧有机饱和聚合物，无荧光干扰，润滑性能优良，油层保护能力强，尤其是其具有的浊点效应非常有效，当地层温度达到它的浊点温度，此时聚合醇迅速从钻井液中析出，在井壁上形成一层油膜并吸附于井壁表面，通过这层油膜可以改善钻井条件、减少油气层的损害，对保护油气层十分有利。同时，由于本发明提供的油气层保护剂的油溶率较高，可形成对油气储层有效地屏蔽暂堵，实现对油气层的有效保护。
综上，本发明提供的油气层保护剂，能够在高温高压下仍保持优良的防塌陷封堵效果，对油气层无损坏无污染，最大限度地减少固相和滤液对油气层的损害，在一定程度上能提高油气井产能和解决钻井过程中钻遇复杂条件地层时易发生的漏失、塌陷等技术难题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
一、本实施例的油气层保护剂的制备原料按重量份数为：
石蜡40份，白沥青50份，乳化剂（OP-10）1份，聚乙二醇4份，聚丙烯酰胺5份。
二、本实施例的油气层保护剂的制备方法为：
（a）将石蜡、乳化剂、聚合醇按比例称重后加入反应釜中，升温至80℃，恒温搅拌20分钟；
（b）加入聚丙烯酰胺，继续搅拌40分钟，然后加入白沥青继续恒温搅拌60分钟；
（c）将反应所得的液体产品在25℃低温固化，得到固体产品；
（d）将所得固体产品送入带有循环冷却装置的粉碎机内进行粉碎，过18目筛后即得本油气层保护剂。
实施例2
一、本实施例的油气层保护剂的制备原料按重量份数为：
石蜡50份，白沥青40份，乳化剂（OP-10）1.2份，聚丙二醇5份，聚丙烯酰胺4份。
二、本实施例的油气层保护剂的制备方法为：
（a）将石蜡、乳化剂、聚合醇按比例称重后加入反应釜中，升温至70℃，恒温搅拌30分钟；
（b）加入聚丙烯酰胺，继续搅拌35分钟，然后加入白沥青继续恒温搅拌50分钟；
（c）将反应所得的液体产品在15℃低温固化，得到固体产品；
（d）将所得固体产品送入带有循环冷却装置的粉碎机内进行粉碎，过18目筛后即得本油气层保护剂。
实施例3
一、本实施例的油气层保护剂的制备原料按重量份数为：
石蜡45份，白沥青42份，乳化剂（OP-10）1.6份，环氧乙烷-环氧丙烷共聚物4.5份 ，聚丙烯酰胺4.5份。
二、本实施例的油气层保护剂的制备方法为：
（a）将石蜡、乳化剂、聚合醇按比例称重后加入反应釜中，升温至85℃，恒温搅拌25分钟；
（b）加入聚丙烯酰胺，继续搅拌30分钟，然后加入白沥青继续恒温搅拌70分钟；
（c）将反应所得的液体产品在45℃低温固化，得到固体产品；
（d）将所得固体产品送入带有循环冷却装置的粉碎机内进行粉碎，过18目筛后即得本油气层保护剂。
实施例4
一、本实施例的油气层保护剂的制备原料按重量份数为：
石蜡48份，白沥青47份，乳化剂（OP-10）2份，乙二醇-丙三醇共聚物4.2份，聚丙烯酰胺4.7份。
二、本实施例的油气层保护剂的制备方法为：
（a）将石蜡、乳化剂、聚合醇按比例称重后加入反应釜中，升温至90℃，恒温搅拌40分钟；
（b）加入聚丙烯酰胺，继续搅拌20分钟，然后加入白沥青继续恒温搅拌65分钟；
（c）将反应所得的液体产品在35℃低温固化，得到固体产品；
（d）将所得固体产品送入带有循环冷却装置的粉碎机内进行粉碎，过18目筛后即得本油气层保护剂。
使用本发明制备的油气层保护剂进行性能测试，结果数据见表1。
表1 油气层保护剂性能测试结果
综合上述实施例及相关结果数据，可见采用本发明提供的油气层保护剂油溶率高，润滑系数降低率高，在高温高压（150℃，3.5Mpa）条件下仍具有良好的滤失量，具有降滤失、防漏失、防塌陷和封堵的功能，能够有效保护油气层。
Claims (2)
1.一种油气层保护剂，其特征在于由如下重量份的原料制成：
石蜡40～50份；白沥青40～50份；乳化剂1～2份；聚合醇4～5份；聚丙烯酰胺4～5份；
所述乳化剂为非离子表面活性剂OP-10；
所述聚合醇为聚乙二醇、聚丙二醇、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物、乙二醇-丙三醇共聚物的其中一种。
2.权利要求1所述的一种油气层保护剂的制备方法，其特征在于：其制备步骤为：
(a)将石蜡、乳化剂、聚合醇按比例称重后加入反应釜中，升温至70～90℃，恒温搅拌20～40分钟；
(b)加入聚丙烯酰胺，继续搅拌20～40分钟，然后加入白沥青继续恒温搅拌50～70分钟；
(c)将反应所得的液体产品在15～45℃条件下低温固化，得到固体产品；
(d)将所得固体产品送入带有循环冷却装置的粉碎机内进行粉碎，过18目筛后即得油气层保护剂。
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