CN103013455B - 一种油田用钻固井硅膜承压剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油气田钻井技术领域，特别涉及一种油田用钻固井硅膜承压剂及其制备方法。其技术方案是由以下重量份的组分制成：硅基矿物纤维用量为65%~80%、矿物油用量为5%~10%、非离子醇基聚合物用量为10%~20%、激活剂用量为2%~5%、特种表面活性剂用量为1%~5%；有益效果是：本品直接加入钻井液中使用，能在钻井过程在井壁上形成致密无渗透的硅膜，达到30MPa不漏失，因此，能显著提高井壁稳定性、平衡钻井液和固井液的密度变化、防止漏失、最小或无损害油气储层。对非常规油气层的开采（存在泥岩水化膨胀、页岩水化剥蚀掉块，煤层气、低压易漏失地层的井塌、井漏，致密砂岩油气层保护等问题）、对同一井眼地层有不同组分、不同压力的油气层开采有奇效。

Description

一种油田用钻固井硅膜承压剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种油气田钻井技术领域，特别涉及一种油田用钻固井硅膜承压剂及其制备方法。

背景技术

    在油气钻井过程中，当钻遇到高孔高渗疏松砂岩、压力衰竭、裂缝发育、破碎或弱胶结性、低渗以及深井长裸眼大段复杂泥页岩和多套压力层系等地层时，常常发生压差卡钻、钻井液漏失和井壁垮塌以及油气层损害等复杂情况。利用常规钻井液钻井，往往顾此失彼，难以协同解决以上复杂情况，尤其是井塌、井漏同时存在的低压地层。在固井作业过程中，由于地层承压能力差，固井水泥浆发生漏失，导致水泥浆返不到设计高度或返不到井口，严重影响固井质量。

      发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种油田用钻固井硅膜承压剂及其制备方法，能在钻井过程在井壁上形成致密无渗透的硅膜，达到30MPa不漏失，因此，能显著提高井壁稳定性、平衡钻井液和固井液的密度变化、防止漏失、最小或无损害油气储层。

一种油田用钻固井硅膜承压剂，其技术方案是由以下重量份的组分制成：硅基矿物纤维用量为65%~80%、矿物油用量为5%~10%、非离子醇基聚合物用量为10%~20%、激活剂用量为2%~5%、特种表面活性剂用量为1%~5%；

其中，所述的硅基矿物纤维选用特殊矿物，特殊矿物为火山岩或灰岩，先1500~1600℃左右高温熔融后再经过大量冷水的急冷而得到一种具有特殊界面特性的矿物纤维状活性材料；

矿物油采用液体石蜡或白油；非离子醇基聚合物为聚乙烯醇；所述激活剂采用硼酸钠或氢氧化钠；所述特种表面活性剂为碳氟表面活性剂，化学名称是全氟辛基季铵碘化物，分子式为n-C₈F₁₇SO₂N(H)CH₂CH₂CH₂N(CH₃)₃。

其中，火山岩采用玄武岩或凝灰岩；所述的灰岩采用石灰岩或白云岩。

聚乙烯醇的平均相对分子质量在1700~2000，醇解度在30%~40%。

上述的油田用钻固井硅膜承压剂的制备方法，包括以下步骤：

首先在搅拌混合器中加入硅基矿物纤维，再喷入矿物油，升高温度至40~50℃搅拌0.5~1h，使硅基矿物纤维和矿物油混合均匀；

然后加入非离子醇基聚合物和激活剂，保温40~50℃搅拌均匀；

最后加入特种表面活性剂，搅拌0.5~1h；降温至30~40℃，出料，得到成品；其中，各组分按照重量份计算，硅基矿物纤维用量为65%~80%、矿物油用量为5%~10%、非离子醇基聚合物用量为10%~20%、激活剂用量为2%~5%、特种表面活性剂用量为1%~5%。

本发明的有益效果是：本品直接加入钻井液中使用，能在钻井过程在井壁上形成致密无渗透的硅膜，达到30MPa不漏失，因此，能显著提高井壁稳定性、平衡钻井液和固井液的密度变化、防止漏失、最小或无损害油气储层。对非常规油气层的开采（存在泥岩水化膨胀、页岩水化剥蚀掉块，煤层气、低压易漏失地层的井塌、井漏，致密砂岩油气层保护等问题）、对同一井眼地层有不同组分、不同压力的油气层开采有奇效。

具体实施方式

    以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1：

1）在1000L双螺旋搅拌釜（带蒸汽加温和喷淋装置）中，加入650kg硅基矿物纤维，开动双螺旋搅拌，喷入100kg 15号白油，升温至50℃，搅拌30min；

2）加入100kg非离子醇基聚合物PVA17-99和5kg硼酸钠，保持50℃搅拌20min；

3）加入1kg全氟辛基季铵碘化物DF-134保持50℃搅拌30min；

4）降温至30℃，出料，得到成品。

实施例2：

1）在1000L双螺旋搅拌釜（带蒸汽加温和喷淋装置）中，加入700kg硅基矿物纤维，开动双螺旋搅拌，喷入70kg 15号白油，升温至45℃，搅拌50min；

2）加入150kg非离子醇基聚合物PVA17-99和4kg硼酸钠，保持50℃搅拌30min；

3）加入3kg全氟辛基季铵碘化物DF-134保持50℃搅拌40min；

4）降温至40℃，出料，得到成品。

实施例3：

1）在1000L双螺旋搅拌釜（带蒸汽加温和喷淋装置）中，加入800kg硅基矿物纤维，开动双螺旋搅拌，喷入50kg 15号白油，升温至40℃，搅拌60min；

2）加入200kg非离子醇基聚合物PVA17-99和5kg硼酸钠，保持50℃搅拌30min；

3）加入5kg全氟辛基季铵碘化物DF-134保持50℃搅拌60min；

4）降温至35℃，出料，得到成品。

实施例4：

1）在1000L双螺旋搅拌釜（带蒸汽加温和喷淋装置）中，加入700kg硅基矿物纤维，开动双螺旋搅拌，喷入70kg 15号白油，升温至45℃，搅拌50min；

2）加入150kg非离子醇基聚合物PVA17-88和4kg硼酸钠，保持50℃搅拌30min；

3）加入3kg全氟辛基季铵碘化物DF-134保持50℃搅拌40min；

4）降温至40℃，出料，得到成品。

实施例5：

1）在1000L双螺旋搅拌釜（带蒸汽加温和喷淋装置）中，加入700kg硅基矿物纤维，开动双螺旋搅拌，喷入70kg 10号液体石蜡，升温至45℃，搅拌50min；

2）加入150kg非离子醇基聚合物PVA17-88和4kg硼酸钠，保持50℃搅拌30min；

3）加入3kg全氟辛基季铵碘化物DF-134保持50℃搅拌40min；

4）降温至40℃，出料，得到成品。

本发明的评价方法与测试结果：首先配制6份膨润土浆，每份膨润土浆配制方法如下：将20g钻井液实验用钠基膨润土加入400mL自来水中，再加入0.8g分析纯碳酸钠，在GJ-1型高速搅拌机上，12000r/min转速下高速搅拌20min；把实施例1~5制备的钻固井硅膜承压剂各4g分别加入上述配制好的5份膨润土浆中，12000r/min高速搅拌20min，记录实验浆是否存在泡沫。再用Fann35型六速粘度计测定室温表观粘度。利用API常温中压滤失仪（直接在滤网上测试，不加滤纸），在0.7MPa压差下测定30min漏失浆体积或滤失水体积，并观察200目金属筛网上形成的硅膜形态。测试结果如表1所示。

从表1可以看出，5个样品在实验浆中经过高速搅拌作用不起泡，对实验浆表观粘度几乎没有影响，即不影响钻井液流变性；5个样品均能在200目金属筛网上形成致密硅膜，在0.7MPa压差下漏失浆或滤失水体积接近于0，实施例3稍微具有增粘作用，但其形成的硅膜致密性最高，漏失体积为0。

表1

Claims (4)

1.一种油田用钻固井硅膜承压剂，其特征是由以下重量份的组分制成：硅基矿物纤维用量为65%~80%、矿物油用量为5%~10%、非离子醇基聚合物用量为10%~20%、激活剂用量为2%~5%、特种表面活性剂用量为1%~5%；

其中，所述的硅基矿物纤维选用特殊矿物，特殊矿物为火山岩或灰岩；

矿物油采用液体石蜡或白油；非离子醇基聚合物为聚乙烯醇；所述激活剂采用硼酸钠或氢氧化钠；所述特种表面活性剂为全氟辛基季铵碘化物DF-134。

2.根据权利要求1所述的油田用钻固井硅膜承压剂，其特征是：火山岩采用玄武岩或凝灰岩；所述的灰岩采用石灰岩或白云岩。

3.根据权利要求1所述的油田用钻固井硅膜承压剂，其特征是：聚乙烯醇的平均相对分子质量在1700~2000，醇解度在30%~40%。

4.一种如权利要求1所述的油田用钻固井硅膜承压剂的制备方法，其特征是包括以下步骤：

首先在搅拌混合器中加入硅基矿物纤维，再喷入矿物油，升高温度至40~50℃搅拌0.5~1h，使硅基矿物纤维和矿物油混合均匀；

然后加入非离子醇基聚合物和激活剂，保温40~50℃搅拌均匀；

最后加入特种表面活性剂，搅拌0.5~1h；降温至30~40℃，出料，得到成品；其中，各组分按照重量份计算，硅基矿物纤维用量为65%~80%、矿物油用量为5%~10%、非离子醇基聚合物用量为10%~20%、激活剂用量为2%~5%、特种表面活性剂用量为1%~5%。