CN105154037A - 一种无固相复合增效高密度压井液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无固相复合增效高密度压井液及其制备方法，所述无固相复合增效高密度压井液包括按重量比计的以下组分：22-33份清水、27.5-44份改性磷酸二氢钠、33.7-40份改性甲酸钠、0.1-0.3份无水亚硫酸钠、0.05-0.1份助排剂、0.1-0.3份缓蚀剂。本发明通过取代反应以及廉价的无机盐与有机盐的协同增溶原理，提高了两者间的溶解度上限，减少了成本昂贵的甲酸钾的使用，形成了一套低成本高密度无固相保护油层修井液，成本较同级别的甲酸盐体系降低成本50％以上。

Description

一种无固相复合增效高密度压井液及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油采集技术领域，尤其涉及一种无固相复合增效高密度压井液及其制备方法。
背景技术
目前，高密度修井液是油田在石油采集过程中的重要工具，以大港油田在滨海探区、歧口深层、板桥深层等区块存在高压油气井作业以及老区块高压注水井作业为例，，由于压力高需使用高密度修井液，目前由于我油田带压作业设备很少(不能及时满足大量修井作业)，使用的密度1.40-1.70g/cm3高密度修井液基本是外部购买，成本很高；对于高压注水井修井基本是长期放压后使用密度1.30-1.40g/cm3液钙压井液，存在与地层不配伍和结垢问题，结果往往造成地层损害。为此进行保护油层的密度为1.40-1.70g/cm3高密度修井液研究，是解决高压注水井以及深层高温深井修井作业的急需。
目前国内外应用的高密度修井液主要分为三种体系，高密度泥浆体系，密度可达2.6g/cm3以上；无固相盐水体系，密度最高可达2.30g/cm3；高密度油包水修井液，密度在1.40-2.0g/cm3。但是三种体系均有其局限性：
高密度泥浆体系主要依靠粘土的悬浮能力，添加碳酸钙粉、铁矿粉、重晶石粉等提高密度，通过添加其他处理剂维护其流变性能。具有价格相对较低，密度高的特点，但存在加重剂容易沉淀及固相含量过高等问题；
高密度油包水修井液以高密度盐水为基液，添加乳化剂及相关油品形成，必要时添加固体加重剂。应用于高温、严重水敏性地层，存在环保性能差、体系稳定性较差等缺点；
无固相盐水体系主要利用溴化钙、溴化锌、氯化锌、甲酸盐加重，形成最高密度2.3g/cm3的无固相盐水修井液，具有价格昂贵、漏失大、腐蚀严重、容易结垢等特点，其中甲酸盐体系可以克服腐蚀和结垢难题，但是由于成本较高制约了其在油田领域的发展。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的无固相复合增效高密度压井液及其制备方法。
本发明实施例提供了一种无固相复合增效高密度压井液，所述无固相复合增效高密度压井液包括按重量比计的以下组分：22-33份清水、27.5-44份改性磷酸二氢钠、33.7-40份改性甲酸钠、0.1-0.3份无水亚硫酸钠、0.05-0.1份助排剂、0.1-0.3份缓蚀剂。
可选地，所述改性磷酸二氢钠的纯度大于98％。
可选地，所述改性甲酸钠的纯度大于99％。
可选地，所述缓蚀剂包括咪唑啉。
本发明实施例还提供了一种无固相复合增效高密度压井液的制备方法，包括：
量取22-33份清水作为基液；
加入改性磷酸二氢钠27.5-44份，搅拌25分钟；
缓慢均匀加入改性甲酸钠33.7-40份，搅拌30分钟；
加入无水亚硫酸钠0.1-0.3份、助排剂为0.05-0.1份，缓蚀剂0.1-0.3份，并搅拌均匀。
本发明和现有高密度压井液相比，本发明的无固相复合增效高密度压井液技术具有以下优点：
1、本发明的无固相复合增效高密度压井液稳定性较强，抗温能达到180℃；
2、本发明的无固相复合增效高密度压井液密度突破了常规无固相体系1.4g/cm3的上限可达1.60g/cm3与同密度甲酸盐无固相高密度体系相比降低成本50％以上；
3、本发明的无固相复合增效高密度压井液还具有低腐蚀的特性，腐蚀率降为了0.176mm/a,解决了高矿化度对工具的腐蚀，达到了高密度、低成本、低腐蚀的技术效果，实现了技术上的突破；
4、本发明的无固相复合增效高密度压井液，不含固相成分，不含钙镁等易结垢二价离子，全部为一价盐，不存在产生沉淀堵塞储层孔喉以及堵卡井下工具的风险，具有良好的抑制页岩膨胀的能力，与地层水和储层岩石及矿物具有良好的配伍性，不会污染储层导致减产，岩心渗透率恢复率大于85％以上；
5、本发明实施例提供的的无固相复合增效高密度压井液对所用处理剂毒性进行了检测，结果证实：所用处理剂无毒，满足环保要求。
附图说明
图1为本发明的无固相复合增效高密度压井液在水中的分子结构图；
图2为本发明的无固相复合增效高密度压井液复配实验曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明是受伤了中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1:以密度1.51的压井液为例，首先在一个容积为500毫升的烧杯中，用量筒量取27.3份清水作为基液，先加入改性磷酸二氢钠32份，搅拌25分钟，至全部溶解；再均匀加入改性甲酸钠37份，高速搅拌30分钟；最后加入0.075份助排剂，0.2份缓蚀剂，0.2份无水亚硫酸钠，搅拌均匀，即可配出成品。
其中，对甲酸钠或磷酸二氢钠的改性通过以下方式进行：
在水溶液中加入表面活性剂，例如乙醇、硬脂酸等等，对甲酸钠或磷酸二氢钠进行改性，当表面活性剂达到临界胶束浓度后，其甲酸钠或磷酸二氢钠溶解度可显著增加并形成透明的胶体溶液，在临界胶束浓度以上，体系中胶体数量随着表面活性剂用量的增加而增加，溶解质的增溶量也随之增加。
本发明的新型无固相复合增效高密度压井液主要成分改性磷酸二氢钠与改性甲酸钠具有复合增效作用，优良的水溶性并提高了各自溶解度上限，密度突破了1.40g/cm3的上限可达1.60g/cm3具有良好的稳定性见表1，抗温能达到180度见表2；不含固相成分，不含钙镁等二价离子见表3，具有较强的抑制页岩膨胀的特性，较好的油层保护性能，岩心渗透率恢复率大于85％(执行行业标准SY/T5358-2010)见表4。
表1本发明溶液稳定性测试
表2本发明的无固相复合增效高密度压井液抗温性评价
表3本发明的无固相复合增效高密度压井液杂质测试
表4岩心伤害评价实验
实施例2:以密度1.45g/cm3压井液为例，首先在一个容积为500毫升的烧杯中，用量筒量取33份清水作为基液，先加入改性甲酸钠40份，搅拌25分钟，至全部溶解；再均匀加入改性磷酸二氢钠27.5份，高速搅拌30分钟至完全溶解；最后加入0.1份助排剂，0.1份缓蚀剂，0.3份无水亚硫酸钠，搅拌均匀，即可配出成品。
本实施例中的改性甲酸钠与改性磷酸二氢钠的改性过程与实施例1中的改性过程一样，在此就不再赘述了。
本发明的无固相复合增效高密度压井液密度可达1.60g/cm3，具备甲酸盐无固相修井液良好的油层保护性能，与同密度甲酸盐体系相比成本降低50％以上，见表5。
表5无固相复合增效高密度压井液与甲酸盐体系成本对比
实施例3:以密度1.60压井液为例，首先在一个容积为500毫升的烧杯中，用量筒量取22份清水作为基液，先加入改性磷酸二氢钠44份，搅拌15分钟，至全部溶解；再均匀加入改性甲酸钠33.7份，高速搅拌30分钟至完全溶解；最后加入0.05份助排剂，0.3份缓蚀剂，0.1份无水亚硫酸钠，搅拌均匀，即可配出成品。
本实施例中的改性甲酸钠与改性磷酸二氢钠的改性过程与实施例1中的改性过程一样，在此就不再赘述了。
本发明的无固相复合增效高密度压井液对所用处理剂毒性进行了检测，结果证实：所用处理剂无毒，满足环保要求，见表6。
表6本发明生物毒性测定表
本发明和现有高密度压井液相比，本发明的无固相复合增效高密度压井液技术具有以下优点：
1、本发明的无固相复合增效高密度压井液稳定性较强，抗温能达到180℃；
2、本发明的无固相复合增效高密度压井液密度突破了常规无固相体系1.4g/cm3的上限可达1.60g/cm3与同密度甲酸盐无固相高密度体系相比降低成本50％以上；
3、本发明的无固相复合增效高密度压井液还具有低腐蚀的特性，腐蚀率降为了0.176mm/a,解决了高矿化度对工具的腐蚀，达到了高密度、低成本、低腐蚀的技术效果，实现了技术上的突破；
4、本发明的无固相复合增效高密度压井液，不含固相成分，不含钙镁等易结垢二价离子，全部为一价盐，不存在产生沉淀堵塞储层孔喉以及堵卡井下工具的风险，具有良好的抑制页岩膨胀的能力，与地层水和储层岩石及矿物具有良好的配伍性，不会污染储层导致减产，岩心渗透率恢复率大于85％以上；
5、本发明实施例提供的无固相复合增效高密度压井液对所用处理剂毒性进行了检测，结果证实：所用处理剂无毒，满足环保要求。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种无固相复合增效高密度压井液，其特征在于，所述无固相复合增效高密度压井液包括按重量比计的以下组分：22-33份清水、27.5-44份改性磷酸二氢钠、33.7-40份改性甲酸钠、0.1-0.3份无水亚硫酸钠、0.05-0.1份助排剂、0.1-0.3份缓蚀剂；其中，所述改性磷酸二氢钠为磷酸二氢钠通过表面活性剂进行改性而获得，所述改性甲酸钠为甲酸钠通过表面活性剂进行改性而获得。
2.如权利要求1所述的无固相复合增效高密度压井液，其特征在于，所述改性磷酸二氢钠的纯度大于98％。
3.如权利要求1所述的无固相复合增效高密度压井液，其特征在于，所述改性甲酸钠的纯度大于99％。
4.如权利要求1所述的无固相复合增效高密度压井液，其特征在于，所述缓蚀剂包括咪唑啉。
5.一种无固相复合增效高密度压井液的制备方法，其特征在于，包括：
量取22-33份清水作为基液；
加入改性磷酸二氢钠27.5-44份，搅拌25分钟；
缓慢均匀加入改性甲酸钠33.7-40份，搅拌30分钟；
加入无水亚硫酸钠0.1-0.3份、助排剂为0.05-0.1份，缓蚀剂0.1-0.3份，并搅拌均匀。
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