CN103773333A - 一种高温抗油泡沫钻井液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油勘探井和生产井在钻井过程中所使用的一种高温抗油泡沫钻井液及其制备方法。其特征是泡沫液发泡剂0.5-3份、稳泡剂0.5-2份、抗油乳化剂0.1-0.5份、抑制剂1-2份、杀菌剂0.05-0.3份、水100份。在水中依次按比例加入稳泡剂、抑制剂、乳化剂和杀菌剂，高速搅拌或循环30-50分钟后，加入发泡剂，搅拌或循环1-10分钟即得到该泡沫液。该泡沫钻井液选用稳泡剂等均为抗高温高分子聚合物，所用的发泡剂及乳化剂均为双亲型表面活性剂，具有良好的耐油性及抗温能力，抗温达到150℃，抗油达到35%，发泡量≥450ml，半衰期≥30min。因此，该体系既具有常规泡沫液的特点，又具有良好的抗油性、抗温性和长时间稳定性，可用于低压、高温井段的钻进。

Description

一种高温抗油泡沫钻井液及其制备方法

技术领域

本发明涉及石油勘探井和生产井在钻井过程中所使用的一种泡沫钻井液及其制备方法，属于低密度钻井液体系。

背景技术

欠平衡钻井是当代油气田勘探开发和保护油气层技术的重要发展方向，技术的关键是通过控制钻井液密度，调整井内液柱压力小于储层的孔隙压力，使地层流体在压差作用下有控制地向井内连续流动，以实现低压、低渗、低产能油气资源的开发和利用。泡沫流体由于密度低、粘度高、含液量少、携带固相能力强，具有一定的稳压作用等特性，因而广泛的应用于欠平衡钻井作业中。泡沫钻井已在低压低渗气藏的开发及出水地层的钻速提高等方面见到了良好的使用效果。然而，普通泡沫钻井液在高温深井及出油地层的应用受到很大限制。为使该项技术全面推广，在油藏中发挥其独特优势，进行高温抗油泡沫钻井液的研制十分必要。

检索到的抗高温泡沫剂或泡沫液如下：地热钻井中抗高温泡沫流体保护剂（申请号：200910236169.6申请日：2009-10-22），公开的是一种地热钻井中抗高温泡沫流体保护剂,应用于高温地热井的空气泡沫钻井施工,用于提高泡沫流体的抗温性。它由重量份为10～50份硅酸钠、0.5～10份偏硅酸钠、0.1～3份氢氧化钠、3～50份甲酰胺、30～80份乙酰胺、1～20份醋酸钾和200～300份的水组成。抗高温可循环微泡沫钻井液或完井液（申请号：200710113558.0，申请日：2007-10-27）公开了一种抗高温可循环微泡沫钻井液或完井液,其组成为重量份:(A)基浆:膨润土1-2抗盐粘土3-5纯碱0.2-0.3水100(B)添加剂:①高温抑制剂3-5②高温增粘剂2-5③高温降滤失剂3-6④高温抗盐提粘降滤失剂1-3⑤流型调节剂1-3⑥高温发泡剂2-5⑦高温泡沫稳定剂1-2.5。

未检测到抗油泡沫液的相关专利。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能够实现在高温深井、低压低渗储层的安全有效钻进，同时对储层进行有效保护的抗温抗油泡沫钻井液及其制备方法。

本发明的技术方案是：

一种高温抗油泡沫钻井液，包括以下重量份的原料：发泡剂0.5-3份；稳泡剂0.5~2份；抗油乳化剂0.1-0.5份；抑制剂1-2份；杀菌剂0.05-0.3份；水100份。

所述发泡剂包括以下重量份的原料：α-烯烃磺酸钠0.3-2份；十二烷基磺酸钠0.1-0.5份；脂肪醇醚硫酸钠0.1-0.5份。

所述的稳泡剂采用分子量为400-600万的双亲性天然高分子改性的胶束聚合物；所述的抗油乳化剂为双亲型表面活性剂；所述的抑制剂由磺酸盐共聚物和聚丙烯酰胺钾盐复合而成；所述的杀菌剂为甲醛、聚甲醛、戊二醛中的一种或几种混合物。 

所述的稳泡剂为天然高分子改性淀粉或天然高分子纤维；所述的抗油乳化剂为烷基二苯醚二磺酸盐。

按照前述的高温抗油泡沫钻井液的制备方法是：在水中依次按比例加入稳泡剂、抑制剂、乳化剂、杀菌剂，高速搅拌或循环30-50分钟后，加入发泡剂，搅拌或循环1-10分钟即得到所述泡沫钻井液。

 

本发明与现有技术相比具有如下优势：该泡沫液选用稳泡剂等均为抗高温高分子聚合物，所用的发泡剂及乳化剂均为双亲型表面活性剂，具有良好的耐油性及抗温能力，该泡沫液的抗温性达到150℃，抗油达到35%，可用于低压、高温井段的钻进；该泡沫液的发泡量≥450ml，半衰期≥30min。因此，该体系既具有常规泡沫液的特点，又具有良好的抗油性、抗温性和长时间稳定性。利用本发明的泡沫液能够实现在高温深井、低压低渗储层的安全有效钻进，同时对储层进行有效保护。

具体实施方式

实施例1：

水200ml、发泡剂1.0g（其中：α-烯烃磺酸钠0.6g、十二烷基磺酸钠0.2g、脂肪醇醚硫酸钠0.2g）、稳泡剂1.0g、抑制剂2g、抗油乳化剂0.2g、杀菌剂0.1g。

制备工艺：按比例将稳泡剂、抑制剂、抗油乳化剂、杀菌剂加入到200ml水中，搅拌30分钟后即得1#基液，基液中加入发泡剂搅拌1分钟，标记为1#泡沫钻井液。

实施例2：

水200ml、发泡剂1.3g（其中：α-烯烃磺酸钠0.8g、十二烷基磺酸钠0.25g、脂肪醇醚硫酸钠0.25g）、稳泡剂2.5g、抑制剂3g、抗油乳化剂0.3g、杀菌剂0.15g、助剂0.3g。

制备工艺：按比例将稳泡剂、抑制剂、抗油乳化剂、杀菌剂加入到200ml水中，搅拌30分钟后即得2#基液，基液中加入发泡剂搅拌1分钟，标记为2#泡沫钻井液。

实施例3： 

水200ml、发泡剂6g（其中：α-烯烃磺酸钠4g、十二烷基磺酸钠1g、脂肪醇醚硫酸钠1g）、稳泡剂4g、抑制剂4g、抗油乳化剂1g、杀菌剂0.6g。

制备工艺：按比例将稳泡剂、抑制剂、抗油乳化剂、杀菌剂加入到200ml水中，搅拌50分钟后即得3#基液，基液中加入发泡剂，搅拌10分钟，标记为3#泡沫钻井液。

上述实施例中，稳泡剂为天然高分子改性淀粉或天然高分子纤维，由胜利石油管理局钻井工艺研究院生产，代号为AX-1；所述的抗油乳化剂为双亲型表面活性剂烷基二苯醚二磺酸盐（ADPODS）；所述的抑制剂由磺酸盐共聚物和聚丙烯酰胺钾盐复合而成，代号为YJB-1，由胜利石油管理局钻井工艺研究院生产；所述的杀菌剂为甲醛、聚甲醛、戊二醛中的一种或两种。

实施例1、2和3的泡沫钻井液性能测试

1、发泡体积及半衰期的测定

该法所用仪器是Waring Blender高速搅拌器，试验时，在量杯中加入100ml基液，加入相应的泡沫剂，高速(8000rpm)搅拌60s后，关闭开关，马上读出泡沫体积，表示泡沫的发泡能力，然后再记录从泡沫中析出50ml液体的时间，即为泡沫的半哀期。

2、抗温性的测定

将上述1#、2#、3#泡沫钻井液放入密封不锈钢容器，在150℃烘箱中滚动16h，然后测定它们在室温下的发泡体积和半衰期，根据实验结果来评价复配体系的耐温性能。

3、耐油性的测定

将一定量的原油加入到上述泡沫钻井液1#、2#、3#中，测定其发泡体积及半衰期。另取一定量的原油加入到泡沫钻井液1#、2#、3#放入密封不锈钢容器，在150℃烘箱中滚动16h，分别测定其室温发泡体积和半衰期。

所述的泡沫钻井液性能见表1和表2。

 

表1  泡沫液的抗温性能

表2   泡沫液的抗油性能

本发明选用稳泡剂等均为抗高温高分子聚合物，所用的发泡剂及乳化剂均为双亲型表面活性剂，具有良好的耐油性及抗温能力，该泡沫液的抗温性达到150℃，抗油达到35%，可用于低压、高温井段的钻进；该泡沫液的发泡量≥450ml，半衰期≥30min。因此，该体系既具有常规泡沫液的特点，又具有良好的抗油性、抗温性和长时间稳定性。利用本发明的泡沫液能够实现在高温深井、低压低渗储层的安全有效钻进，同时对储层进行有效保护。

Claims (5)

1.一种高温抗油泡沫钻井液，其特征是包括以下重量份的原料：

a. 发泡剂0.5-3份；

b. 稳泡剂0.5~2份；

c. 抗油乳化剂0.1-0.5份；

d. 抑制剂1-2份；

e. 杀菌剂0.05-0.3份；

f. 水100份。

2.根据权利要求1所述高温抗油泡沫钻井液，其特征是：所述发泡剂包括以下重量份的原料：α-烯烃磺酸钠0.3-2份；十二烷基磺酸钠0.1-0.5份；脂肪醇醚硫酸钠0.1-0.5份。

3.根据权利要求1或2所述高温抗油泡沫钻井液，其特征是：所述的稳泡剂采用分子量为400-600万的双亲性天然高分子改性的胶束聚合物；所述的抗油乳化剂为双亲型表面活性剂；所述的抑制剂由磺酸盐共聚物和聚丙烯酰胺钾盐复合而成；所述的杀菌剂为甲醛、聚甲醛、戊二醛中的一种或几种混合物。

4. 根据权利要求3所述高温抗油泡沫钻井液，其特征是：所述的稳泡剂为天然高分子改性淀粉或天然高分子纤维；所述的抗油乳化剂为烷基二苯醚二磺酸盐。

5.按照前述任一权利要求所述的高温抗油泡沫钻井液的制备方法，其特征在于：在水中依次按比例加入稳泡剂、抑制剂、乳化剂、杀菌剂，高速搅拌或循环30-50分钟后，加入发泡剂，搅拌或循环1-10分钟即得到所述泡沫钻井液。