CN104277805A - 滤饼清洗液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于油气井工程技术领域，具体涉及一种用于清除钻井液滤饼可提高固井二界面胶结强度的高效滤饼清洗液及其制备方法。本发明的技术方案为：滤饼清洗液，由基础油、水溶液、表面活性剂、乳化剂、润湿剂组成；其中基础油使用白油作为滤饼清洗液的连续相，分散相为水溶液，其油水体积比为7:3-8:2；表面活性剂占滤饼清洗液的质量百分比为4.15%-6.25%，乳化剂的质量百分比为6%-8%；润湿剂的质量百分比为3%-4%。该技术方案采用基础油/表面活性剂体系来清除滤饼，以达到提高固井二界面胶结强度，解除堵塞的目的。

Description

滤饼清洗液及其制备方法
技术领域
本发明属于油气井工程技术领域，具体涉及一种用于清除钻井液滤饼可提高固井二界面胶结强度的高效滤饼清洗液。
背景技术
在非常规油气藏泥页岩储层开发中，由于泥页岩是由多种粘土矿物组成，遇水后易吸水水化膨胀，造成井壁失稳，水平井段更易发生井壁坍塌、井径过大、井径极度不规则，给套管的下放、套管的居中、水泥浆对钻井液的顶替以及固井注水泥施工的安全带来较大的困难和隐患。为解决上述问题，在钻井施工中普遍应用油基钻井液。在一般情况下，选择水溶液为基液的表面活性剂体系作为滤饼清除液。然而，这种水基表面活性剂体系不利于井壁稳定和保证固井质量。
目前，水平井筛管、裸眼完井条件下的钻井液滤饼化学处理技术，在国内外都有研究，也已广泛应用。如1997年国外B.Beall等人提出用酶聚合物来消除特定的聚合物损害，从而有效地消除钻井液滤饼产生的损害(见《国外钻井技术》杂志，1997，31(6):47一54页);又如2001年石油大学(华东)和胜利油田王富华、任中启等开发出了消除钻井液固相损害的氧化处理液，处理液主要含强氧化剂和酸(见《钻井液与完井液》杂志，2001，18(2):10一13页；《石油钻探技术》杂志， 2003，31(6):36一38页)；还有2005年长江大学岳前升等开发出应用于水平井裸眼完井条件下的油基钻井液滤饼技术，滤饼解除液HCF为一种水包油乳状液，水相中含有混合酸、清洗渗透剂、粘土稳定剂、缓蚀剂、乳化剂、防垢剂、密度调节剂KCI等，该处理液要求钻井液采用石灰石加重(见《钻井液与完井液》杂志，2005，22(3):32一33页)。
现有的滤饼清洗液专利有高固相钻井液滤饼解除处理液 CN101597488、无固相钻井液滤饼解除体系 CN101955764A、一种低固相钻井液滤饼解除体系 CN102040991A等。
1、上述这些技术解除了水基钻井液滤饼堵塞的有效方法，但仍存在一些不足：
现有的滤饼处理液大部分只能用于水基钻井液形成的滤饼清洗。
2、针对油基钻井液滤饼清洗要求油基钻井液采用石灰石加重，限制了清洗液的使用。
3、这些技术虽然有一定的优点和效果，但是由于其反应活性强，专一性差，在清洗滤饼的同时也会损坏钻具，伤害储层流体。
4、这些技术在清洗后不利于井壁稳定和保证固井质量。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种滤饼清洗液，该技术方案采用基础油/表面活性剂体系来清除滤饼，以达到提高固井二界面胶结强度，解除堵塞的目的。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：滤饼清洗液，由基础油、水溶液、表面活性剂、乳化剂、润湿剂组成；其中基础油使用白油作为滤饼清洗液的连续相，分散相为水溶液，其油水体积比为7:3-8:2；表面活性剂占滤饼清洗液的质量百分比为4.15%-6.25%，乳化剂的质量百分比为6%-8%；润湿剂的质量百分比为3%-4%。
本发明所述的水溶液为淡水溶液。
本发明所述的表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠和快速渗透剂T复配，在滤饼清洗液中，十二烷基苯磺酸钠的质量百分含量为0.15%-0.25%，快速渗透剂T的质量百分含量为4%-6%的。
本发明所述的润湿剂为烷基三甲基溴化铵。
本发明滤饼清洗液的制备方法：室温下，在白油中依序加入表面活性剂、乳化剂、润湿剂和水溶液，经充分搅拌混合而成。
本发明的高效滤饼清洗液，可以解决国内目前在非常规页岩气开发中使用的油基钻井液钻完井后，固井质量较低，固井二界面胶结强度不高等问题，填补了该方面的技术空白。根据油基钻井液滤饼的组成，本发明的高效滤饼清洗液的技术思路为：使用表面活性剂絮凝水滴，在絮凝期间水滴聚集形成团，完全达到水油分离；用乳化剂处理滤饼，防止表面活性剂因水饱和形成乳化堵塞而造成新的损害；在快速渗透剂T的作用下，使整个滤饼松动；用基础油来溶解沥青类等油溶性的降滤失剂；同时加人润湿剂，使地层和套管变为水润湿，以提高固井二界面胶结强度，加强固井质量；加入水溶液来降低此高效滤饼清洗液的成本。为此，本发明的高效滤饼清洗液是一种稳定的油包水乳液体系，该体系注入井下后，通过一段时间的浸泡和循环重新，可以破坏钻井液滤饼结构，从而达到清除钻井液滤饼，提高固井二界面胶结强度的目的。
本发明的有益效果是：滤饼清洗效果好，经过24小时的浸泡后，滤饼疏松且容易脱落分离，滤饼清除率高，大于90%。加入润湿剂，可以改变井壁和套管的润湿性，使由于经长时间油基钻井液的浸泡而呈现油润湿的井壁和套管经高效滤饼清洗液清洗后转变为水润湿，便于提高固井时二界面胶结强度，固井质量好。
具体实施方式
实施例1
称量350ml白油，依序加入0.15%十二烷基苯磺酸钠、5%快速渗透剂T、8%乳化剂、3%润湿剂烷基三甲基溴化铵和150ml水溶液，充分搅拌，配制滤饼清洗液。
配制柴油基钻井液，其配方为：400ml柴油+3%主乳化剂+2%辅助乳化剂+3%润湿剂+2.5%KP-31+100ml水（30%CaCL2）+2.5%CaO+2%硬脂酸铝+6%正牌降滤失剂+重晶石加重至密度为1.1g/cm3，将配制的柴油基钻井液在中压滤失水仪上30min压制滤饼后，将滤饼浸泡在配制的滤饼清洗液中24小时，记录滤饼前后质量变化。
初始滤饼质量2.89g，最终滤饼质量0.18g，滤饼清洗率为93.7%。
实施例2
同实施例1所述，所不同的是：配制的滤饼清洗液中十二烷基苯磺酸钠质量百分比为0.2%。初始滤饼质量3.10g，最终滤饼质量0.18g，滤饼清洗率为94.2%。
实施例3
同实施例1所述，所不同的是：十二烷基苯磺酸钠质量百分比为0.25%。初始滤饼质量2.75g，最终滤饼质量0.10g，滤饼清洗率为96.4%。
实施例4
同实施例2所述，所不同的是：配制的滤饼清洗液中的快速渗透剂T质量百分比为4%。初始滤饼质量3.27g，最终滤饼质量0.26g，滤饼清洗率为92%。
实施例5
同实施例2所述，所不同的是：配制的滤饼清洗液中的快速渗透剂T质量百分比为6%。初始滤饼质量3.05g，最终滤饼质量0.11g，滤饼清洗率为96.3%。
实施例6
 同实施例2所述，所不同的是：配制的滤饼清洗液中白油为400ml，水为100ml。初始滤饼质量3.21g，最终滤饼质量0.16g，滤饼清洗率为95%。
实施例7
同实施例2所述，所不同的是：配制的滤饼清洗液中的白油为375ml，水为125ml。初始滤饼质量2.89g，最终滤饼质量0.15g，滤饼清洗率为94.8%。
实施例8
同实施例2所述，所不同的是：配制的滤饼清洗液中的白油为300ml，水为200ml。初始滤饼质量3.10g，最终滤饼质量0.29g，滤饼清洗率为90.6%。
实施例9
称量350ml白油，依序加入0.2%十二烷基苯磺酸钠、5%快速渗透剂T、8%乳化剂、3%润湿剂烷基三甲基溴化铵和150ml水溶液，充分搅拌，配制滤饼清洗液。
配制白油基钻井液，其配方为：350ml白油+5%主乳化剂+3%提切剂+3%有机土+100（2-5%结构剂）ml水+1%辅助乳化剂+1%封堵剂+2%稳定剂+重晶石加重至1.1g/cm3。
将配制的白油基钻井液在中压滤失水仪上30min压制滤饼后，将滤饼浸泡在配制的滤饼清洗液中24小时，记录滤饼前后质量变化。
初始滤饼质量4.12g，最终滤饼质量0.2g，滤饼清洗率为95.1%。
实施例10
同实施例9所述，所不同的是：配制的白油基钻井液密度为1.5 g/cm3。初始滤饼质量12.08g，最终滤饼质量0.56g，滤饼清洗率为95.4%。
实施例11
同实施例9所述，所不同的是：配制的白油基钻井液密度为1.8 g/cm3。初始滤饼质量16.43g，最终滤饼质量0.78g，滤饼清洗率为95.2%。

Claims (5)

1.滤饼清洗液，其特征在于：由基础油、水溶液、表面活性剂、乳化剂、润湿剂组成；其中基础油使用白油作为滤饼清洗液的连续相，分散相为水溶液，其油水体积比为7:3-8:2；表面活性剂占滤饼清洗液的质量百分比为4.15%-6.25%，乳化剂的质量百分比为6%-8%；润湿剂的质量百分比为3%-4%。
2.根据权利要求1所述的滤饼清洗液，其特征在于：所述的水溶液为淡水溶液。
3.根据权利要求1所述的滤饼清洗液，其特征在于：所述的表面活性剂使用十二烷基苯磺酸钠和快速渗透剂T复配，在滤饼清洗液中，十二烷基苯磺酸钠的质量百分含量为0.15%-0.25%，快速渗透剂T的质量百分含量为4%-6%的。
4.根据权利要求1所述的滤饼清洗液，其特征在于：所述的润湿剂为烷基三甲基溴化铵。
5.根据权利要求1所述的滤饼清洗液的制备方法，其特征在于：室温下，在白油中依序加入表面活性剂、乳化剂、润湿剂和水溶液，经充分搅拌混合而成。
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