CN104726083A - 一种微乳完井液及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微乳完井液，包括：油相、水相、表面活性剂、助表面活性剂、盐和清洗剂，其中所述清洗剂选自氧化剂和生物酶。根据本发明提供的完井液具有优良的综合性能，有利于清除钻井液尤其是水基钻井液地层伤害，提高投产时的原油产量。根据本发明提供的完井液，具有宽广的应用前景。

Description

一种微乳完井液及其应用

技术领域

本发明涉及钻井辅助助剂领域，具体涉及一种油田用的完井液。

背景技术

钻井液是油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。钻井液是钻井的“血液”，在钻井作业中起着非常重要的作用。钻井液主要功用有：①携带和悬浮岩屑；②稳定井壁和平衡地层压力；③冷却和润滑钻头、钻具；④传递水动力。钻井过程中钻井液必须形成致密的内外滤饼才能有效阻止固相和液相侵入储层，形成的滤饼可以通过射孔解除。但是对于非射孔完井不能通过射孔射穿滤饼，滤饼的存在很大程度上降低了近井地带的渗透率，必须在油气井投入开发前最大程度的消除滤饼的堵塞作用。

目前主要的清除泥饼的方法可分为两大方面：物理法和化学法。物理方法主要是通过机械方式来完成，刮泥器和旋流通井器是外滤饼清除工作中两种主要的专用清除工具。但物理方法只能清除外泥饼，不能有效清除对储层伤害严重的内泥饼。化学法主要是通过酸等与滤饼发生化学作用来达到破坏滤饼的目的。清除滤饼的常规化学方法主要包括酸化处理、酸加氧化的复合清除法和酶处理等方法。化学法清除滤饼常常会产生二次伤害，即使使用最温和的酶处理的方法也不能有效清除水锁伤害。目前广泛采用的钻井液体系为水基钻井液，水基钻井液对地层造成的损害通常较大。因此，需要通过清除滤饼、降低水锁伤害的方式以获得较高的产量。

发明内容

本发明的目的是针对现有滤饼清除技术存在的不足，提供一种生产工艺简单、清除钻井液地层损害效率高且稳定的微乳完井液，尤其用于解除水基钻井液地层伤害具有非常高的效率。

根据本发明的一个方面，提供了一种微乳完井液，包括：油相、水相、表面活性剂、助表面活性剂、盐和清洗剂，其中所述清洗剂选自氧化剂和生物酶。

根据本发明提供的微乳完井液，表面活性剂和助表面活性剂有利于微乳液的形成和提高乳化效果，盐也有利于微乳液的稳定，所述清洗剂能够降解钻井液滤饼中的聚合物等成分，从而起到破坏滤饼的作用；所得到的微乳完井液具有极低界面张力，能够有效解除近井地带的水锁伤害。

根据本发明所述的微乳完井液，所述清洗剂能够降解钻井液滤饼中的聚合物等成分，从而起到破坏滤饼的作用。所述清洗剂可以选自氧化剂和生物酶。所述氧化剂为常用的氧化剂。所述生物酶可为常用的生物酶。在一个优选实施例中，所述清洗剂选自过氧化镁、高锰酸钾、过硫酸钾、过硫酸钠、纤维素酶、淀粉酶、糖化酶、改性纤维素酶和改性淀粉酶中的至少一种。

根据本发明所述微乳完井液的一个具体实施例，所述油相的重量份数为20～50份，水相的重量份数为30～60份，表面活性剂的重量份数为2～10份，助表面活性剂的重量份数为2～20份，盐的重量份数为2～10份，清洗剂的重量份数为1～8份。优选地，所述油相的重量份数为35～50份，水相的重量份数为30～45份，表面活性剂的重量份数为4～8份，助表面活性剂的重量份数为10～20份，盐的重量份数为2～5份，清洗剂的重量份数为4～8份。在上述范围内，所得到的完井液具有更好的滤饼清除效率，更好的水锁解除效率。

根据本发明的一个具体实施例，所述微乳完井液由上述的所述微乳完井液由油相、水相、表面活性剂、助表面活性剂、盐和清洗剂构成。

在所述微乳完井液的一个具体实施例，所述油相可选自白油、煤油、柴油、植物油中的至少一种。

所述微乳完井液的另一个具体实施例，所述表面活性剂选自烷基磺酸盐（如C₁₀-C₁₈的烷基磺酸酯）、烷基苯磺酸盐（如C₁₀-C₁₈的烷基苯磺酸酯）、烷基硫酸盐（如C₁₀-C₁₈的烷基硫酸酯）、鼠李糖脂、辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10（OP-10）、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯（Tween60）、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚（Tween80）和失水山梨醇脂肪酸酯（Span80）中的至少一种。

根据本发明所述的微乳完井液的另一个具体实施例，所述助表面活性剂为醇类化合物。其中，优选所述助表面活性剂选自一元醇、多元醇、聚乙二醇和聚丙三醇中的至少一种。

在一个具体实施例中，所述的盐选自无机盐和有机盐。优选地，所述盐选自NaCl、KCl、CaCl₂、MgCl₂、甲酸钠、甲酸钾、乙酸钠和乙酸钾中的至少一种。

根据本发明，所述的完井液为微乳完井液，是一种复配后自发生成的热力学稳定的、各向同性的分散体系，具有超低界面张力、乳液粒径很小、对油和水均具有很大的增溶能力等特性。本发明所述的微乳完井液，跟现有技术中的完井液相比，不但可以降解泥饼中的聚合物，消除滤饼堵塞伤害，还可以改善孔喉的界面性质和近井壁地带乳液堵塞的状况，降低油相的流动阻力，减小或消除水锁伤害，起到保护油层的作用，实现提高单井产量的目的。

根据本发明的另外一个方面，还提供了上述的微乳完井液在解除水基钻井液地层伤害中的应用。

本发明所述的微乳完井液可以通过氧化、酶解等方式破坏滤饼中的聚合物，使滤饼产生裂缝，变得松散，有利于油气的返排，同时对侵入地层孔隙中的聚合物也可起到降解的作用，从而可以有效地减轻对地层的损害。本发明所述微乳完井液具有极低的界面张力，可以很容易地侵入到地层岩石的孔隙吼道中，改善孔喉的界面性质；同时，本发明所述微乳完井液具有很强的增溶能力，既可以溶于水也可以溶于油，可以有效改善近井壁孔隙吼道乳液堵塞的状况，消除贾敏效应，降低油相的流动阻力。本发明所述完井液能够清除水基钻井液滤饼，降低储层水锁伤害，以提高油相渗透率和单井产量。

根据本发明的另外一个方面，还提供了所述微乳完井液在石油开采中的应用。利用所述的完井液有利于清除钻井液尤其是水基钻井液地层伤害。本发明所述的微乳完井液的优良综合性能，有利于改善孔喉的界面性质，减小投产时油驱水的阻力，降低驱替返排压力；同时，可以有效改善近井壁孔隙吼道乳液堵塞的状况，消除贾敏效应，降低油相的流动阻力，有利于原油产量的增加。在一个具体实例中，在钻井现场进行复配后，在最后一次循环钻井液时将配制好的微乳完井液替入井筒，然后起钻裸眼完井或起钻后下入筛管完井。

根据本发明提供的完井液具有优良的综合性能，有利于清除钻井液尤其是水基钻井液地层伤害，提高投产时的原油产量。根据本发明提供的完井液，具有宽广的应用前景。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明，但是本发明不仅限于这些例子。

分别按以下方法考察微乳完井液清除滤饼和水锁伤害的能力。

滤饼清除效率：取水基钻井液中压滤失实验后的滤饼，中压滤失杯中加入清水，杯口放置带滤饼的滤纸后，按API标准测量7.5min清水透过滤饼的量Q1；然后将滤饼在中相微乳完井液中90℃下浸泡16h；最后按前述方法测量7.5min清水透过浸泡后滤饼的量Q2。计算Q2与Q1的比值即为滤饼清除效率，比值越大，说明清除效率越高。

水锁解除效率：取用标准盐水进行饱和后的低渗岩心，测量其在某一驱替流量下油相的驱替压力P1，然后用微乳完井液对岩心进行反向驱替，最后在前述同一流量下测量油相的驱替压力P2，计算P2与P1的比值即为水锁解除效率，比值越小，水锁解除效率越高。

实施例1

以100重量份计，取水40份，氯化钠盐2份溶于水中，取白油40份，十二烷基苯磺酸钠3份，正丁醇10份，过氧化镁3份，放在烧杯中混合均匀，低速搅拌5min，可形成微乳液。经测试：滤饼清除效率为6.82，水锁解除效率为0.35。

实施例2

以100重量份计，取水30份，氯化钠盐2份溶于水中，取白油30份，十二烷基硫酸钠14份，正丁醇20份，过氧化镁4份，放在烧杯中混合均匀，低速搅拌5min，可形成微乳液。经测试：滤饼清除效率为6.35，水锁解除效率为0.26。

实施例3

以100重量份计，取水32份，甲酸钠盐2份溶于水中，取白油50份，十二烷基苯磺酸钠3份，3份Tween60，6份聚乙二醇PEG600，过氧化镁4份，放在烧杯中混合均匀，低速搅拌5min，可形成微乳液。经测试：滤饼清除效率为7.53，水锁解除效率为0.28。

实施例4

以100重量份计，取水30份，氯化钾盐3份溶于水中，取煤油50份，十二烷基磺酸钠4份，正戊醇10份，纤维素酶3份，放在烧杯中混合均匀，低速搅拌5min，可形成微乳液。经测试：滤饼清除效率为9.44，水锁解除效率为0.21。

实施例5

以100重量份计，取水33份，乙酸钠盐5份溶于水中，取白油45份，4份Tween80，正丁醇8份，糖化酶5份，放在烧杯中混合均匀，低速搅拌5min，可形成微乳液。经测试：滤饼清除效率为10.67，水锁解除效率为0.24。

实施例6

以100重量份计，取水32份，氯化镁盐2份溶于水中，取白油48份，十二烷基硫酸钠4份，正丁醇6份，过硫酸镁3份，纤维素酶5份，放在烧杯中混合均匀，低速搅拌5min，可形成微乳液。经测试：滤饼清除效率为10.99，水锁解除效率为0.26。

实施例7（对比）

采用生物完井液（包含纤维素酶8份，2份流型调节剂CX-802，3份表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠），余量为水）进行测试，经测试：滤饼清除效率为7.49，水锁解除效率为0.47。实施例8（对比）

采用含氧化剂完井液（包含过氧化镁5份，3份增粘剂SD-2，余量为水）进行测试，经测试：滤饼清除效率为6.87，水锁解除效率为0.54。

对比例1

采用土酸（氢氟酸与盐酸的混合酸，本领域内常规使用的酸处理液）进行测试，经测试：滤饼清除效率为5.69，水锁解除效率为0.78。

从以上数据可以得知，根据本发明提供的微乳液，不但滤饼清除效率高于现有技术，且水锁解除效率远高于现有技术。本发明所述的微乳完井液的优良综合性能，有利于改善孔喉的界面性质，减小投产时油驱水的阻力，降低驱替返排压力；同时，可以有效改善近井壁孔隙吼道乳液堵塞的状况，消除贾敏效应，降低油相的流动阻力，有利于原油产量的增加。

应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (10)

1.一种微乳完井液，包括：油相、水相、表面活性剂、助表面活性剂、盐和清洗剂，其中，所述清洗剂选自氧化剂和生物酶。

2.根据权利要求1中的微乳完井液，其特征在于，所述清洗剂选自过氧化镁、高锰酸钾、过硫酸钾、过硫酸钠、纤维素酶、淀粉酶、糖化酶、改性纤维素酶和改性淀粉酶中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的微乳完井液，其特征在于，在所述微乳完井液中，所述油相的重量份数为20～50份，水相的重量份数为30～60份，表面活性剂的重量份数为2～10份，助表面活性剂的重量份数为2～20份，盐的重量份数为2～10份，清洗剂的重量份数为1～8份；优选地，所述油相的重量份数为35～50份，水相的重量份数为30～45份，表面活性剂的重量份数为4～8份，助表面活性剂的重量份数为10～20份，盐的重量份数为2～5份，清洗剂的重量份数为4～8份。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的微乳完井液，其特征在于，所述油相选自白油、煤油、柴油、植物油中的至少一种。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的微乳完井液，其特征在于，所述表面活性剂选自烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基硫酸盐、鼠李糖脂、辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚和失水山梨醇脂肪酸酯80中的至少一种。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的微乳完井液，其特征在于，所述助表面活性剂为醇类化合物，优选选自一元醇、多元醇、聚乙二醇和聚丙三醇中的至少一种。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的微乳完井液，其特征在于，所述盐选自无机盐和有机盐；优选选自NaCl、KCl、CaCl₂、MgCl₂、甲酸钠、甲酸钾、乙酸钠和乙酸钾中的至少一种。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的微乳完井液，其特征在于，所述微乳完井液由所述油相、所述水相、所述表面活性剂、所述助表面活性剂、盐和所述清洗剂构成。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的微乳完井液在解除水基钻井液地层伤害中的应用。

10.根据权利要求1-8中任意一项所述的微乳完井液在石油开采中的应用。