CN105419755B - 一种连续油管钻塞液体系及其制备方法 - Google Patents

一种连续油管钻塞液体系及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种连续油管钻塞液体系及其制备方法。以水为分散介质，其余组分重量份数计为流型改进剂0.1～0.5份、聚合物稠化剂0.25～0.3份、复合增效剂0.1～0.3份、杀菌剂0.1～0.5份、消泡剂0.02～0.1份。使用该体系后钻塞液的悬浮携带桥塞碎片与压裂砂效果好，添加0.5％流型改进剂的钻塞液能够悬浮胶皮、复合材料碎片与压裂砂，从而减少水平井岩屑床形成，避免频繁起下钻甚至卡钻事故，而且该体系在井下温度下粘度与切力保留率高，有利于水平段环空携带悬浮碎屑与压裂砂。该体系配方简单，用量小，易于溶解配制，环保无毒，对连续油管管路压降影响小，易于现场施工。

Description

一种连续油管钻塞液体系及其制备方法
技术领域
本发明属于油气田勘探技术领域，具体涉及一种连续油管钻塞液体系及其制备方法。
背景技术
连续油管技术具有操作简单省时，安全可靠等优越性，在油气田勘探与开发中发挥越来越重要的作用，被誉为“万能作业设备”，广泛应用于油气田修井、钻井、完井、测井等作业。在涪陵国家级页岩气示范区，连续油管技术被广泛应用于钻磨桥塞、传输射孔、井下打捞、产剖测试、生产管柱等作业项目。应用连续油管进行水平井钻磨桥塞作业，钻磨施工参数及钻塞液体性能要求较高，钻塞液体携带悬浮效果不佳会导致井下岩屑床形成，进而引发下钻遇阻、卡钻等问题。因此，需要钻塞液体具有良好的碎屑携带与悬浮能力，配制适合钻塞的高效悬浮性循环液体以便清洗水平段/造斜段碎屑，预防下钻遇阻、卡钻问题，确保顺利安全施工。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方便现场使用的连续油管钻塞液体系，其具有环空携带悬浮碎屑，清洁井眼的作用，而且其与压裂液配伍性好，对储层无伤害，添加少量即可改进钻塞液体的携带悬浮效果，从而减少连续油管卡钻事故。杀菌剂与胶液、滑溜水配伍性好，不影响重新配制压裂液的成胶及破胶性能，返排液可重复利用，而且具有较高的抑菌效率和灭菌的广谱性。体系无毒无味，使用方便。
为达到上述目的，采用技术方案如下：
一种连续油管钻塞液体系，以水为分散介质，其组分按重量份数计为：流型改进剂0.1～0.5份、聚合物稠化剂0.25～0.3份、复合增效剂0.1～0.3份、杀菌剂0.1～0.5份、消泡剂0.02～0.1份。
按上述方案，所述的流型改进剂为聚丙烯酰胺、黄原胶、聚丙烯腈、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸盐聚合物任意一种或者几种混合。
按上述方案，所述的聚合物稠化剂为低分子量聚丙烯酰胺、聚丙烯醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯等一种或几种混合。
按上述方案，所述的复合增效剂为十六烷基三甲基氯化铵、聚氧丙烯聚氧乙烯脂肪醇醚、环氧乙烷、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、异丙醇，一种或多种表面活性剂复配而成。
按上述方案，所述的杀菌剂为乙醛、乙二醛、丙烯醛、脲醛、苯酚、联苯酚、水解植物酚、多聚磷酸钠、氯化钠、氯化铜任意一种或者几种混合。
按上述方案，所述的消泡剂为油酸、磷酸酯、异戊醇及脂肪酸聚氧乙烯酯的任意一种或者任意两者复配使用。
按上述方案，所述连续油管钻塞液体系的制备方法，包括以下步骤：
量取100份清水，搅拌条件下，依次加入聚合物稠化剂、复合增效剂、杀菌剂，待溶液搅拌均匀稳定后再加入流型改进剂，最后加入份消泡剂，搅拌5分钟得到高效悬浮钻塞液母液。
本发明的连续油管用钻塞液体系及其制备方法有益效果如下：
该体系具有优越的环空携带悬浮碎屑、清洁井眼作用，与压裂液配伍性好，对储层无伤害，添加少量即可改进胶液流变性能，从而减少连续油管卡钻事故。
配方组成简单，现场使用方便，价格低廉，安全环保无毒等特性。
杀菌剂具有较高的抑菌效率和灭菌的广谱性，无毒无味，使用方便。用量小、成本低。与胶液、滑溜水配伍性好，不影响重新配制的压裂液的成胶及破胶性能，返排液可重复利用。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
本发明连续油管钻塞液体系制备过程：
量取100份清水，在高速搅拌(8000r/min)的情况下，加入0.25份低分子聚合物稠化剂，搅拌10分钟；然后再加入0.1份复合增效剂，搅拌10分钟；加入0.1份杀菌剂，然后待溶液搅拌均匀稳定后再加入0.1份流型改进剂，搅拌5分钟；最后加入0.02份消泡剂，搅拌5分钟；即可形成高效悬浮钻塞液母液。
其中，流型改进剂为聚丙烯酰胺、黄原胶、聚丙烯腈、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇和聚丙烯酸盐聚合物中任意一种或几种。
杀菌剂为乙醛、乙二醛、丙烯醛、脲醛、苯酚、联苯酚、水解植物酚、多聚磷酸钠、氯化钠、氯化铜或者任意几种复配。
消泡剂为油酸、磷酸酯、异戊醇及脂肪酸聚氧乙烯酯等，或者四者复配使用。
复合增效剂为十六烷基三甲基氯化铵、聚氧丙烯聚氧乙烯脂肪醇醚、环氧乙烷、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、异丙醇，一种或多种表面活性剂复配而成。
聚合物稠化剂为低分子量聚丙烯酰胺、聚丙烯醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯等一种或任意混合。
实施例1
量取100份清水，在高速搅拌(8000r/min)的情况下，加入0.25份低分子聚合物稠化剂，搅拌10分钟；然后再加入0.1份复合增效剂，搅拌10分钟；加入0.1份杀菌剂，然后待溶液搅拌均匀稳定后再加入0.1份流型改进剂，搅拌5分钟；最后加入0.02份消泡剂，搅拌5分钟；即可形成高效悬浮钻塞液母液。
实施例2
量取100份清水，在高速搅拌(8000r/min)的情况下，加入0.25份低分子聚合物稠化剂，搅拌10分钟；然后再加入0.15份复合增效剂，搅拌10分钟；加入0.3份杀菌剂，然后待溶液搅拌均匀稳定后再加入0.3份流型改进剂，搅拌5分钟；最后加入0.04份消泡剂，搅拌5分钟；即可形成高效悬浮钻塞液母液。
实施例3
量取100份清水，在高速搅拌(8000r/min)的情况下，加入0.25份低分子聚合物稠化剂，搅拌10分钟；然后再加入0.2份复合增效剂，搅拌10分钟；加入0.4份杀菌剂，然后待溶液搅拌均匀稳定后再加入0.4份流型改进剂，搅拌5分钟；最后加入0.08份消泡剂，搅拌5分钟；即可形成高效悬浮钻塞液母液。
实施例4
量取100份清水，在高速搅拌(8000r/min)的情况下，加入0.3份低分子聚合物稠化剂，搅拌10分钟；然后再加入0.3份复合增效剂，搅拌10分钟；加入0.5份杀菌剂，然后待溶液搅拌均匀稳定后再加入0.5份流型改进剂，搅拌5分钟；最后加入0.1份消泡剂，搅拌5分钟；即可形成高效悬浮钻塞液母液。
按上述实施例所配制的钻塞液性能如表1所示，各参数均是在室温下测定的，其中，AV表示：表观粘度，增稠能力强弱；PV表示：塑性粘度；YP表示：动切力，形成空间网络结构能力的强弱，YP越大。表示结构强度越大，包被悬浮携带钻屑的效果越好；YP/PV表示：d动切力与塑性粘度之比，动塑比越大，剪切稀释能力越强，环空携岩效果好，但是流动阻力变大，泵压升高；GEL：静切力，表示钻井液静止状态的形成网状结构的结构强度，其值越大，表示静态悬浮携带钻屑性能越好；管路压降变化越小，表示利于施工。
钻井液性能测定方法按照以下石油行业标准进行执行：
石油天然气工业 钻井液现场测试第一部分 水基钻井液GB/T 16783.1-2006(AV、PV、YP、GEL、参数按照本标准执行)
表1通过对现今市场和室内合成的各类增粘提切剂的表观粘度、增稠能力、屈服值、摩阻性能、抑菌性能等四个方面进行评价，优选出一种优良的增粘剂，再通过对杀菌剂等添加剂进行优选和最优化配比研究，形成一种新型的钻塞液配方。
表1钻塞液流变性能实验数据
添加剂及用量/％ AV/mPa·s PV/mPa·s YP/Pa YP/PV GEL/Pa
0 7 6 1 0.17 0
流型调节剂G0.3 21.5 12 9.5 0.79 3/5
流型调节剂G0.5 31.5 14 17.5 1.25 6.5/9
稠化剂0.3 17.5 11 6.5 0.59 2/2
稠化剂0.5 31 20 11 0.55 5.5/7
KPAM 0.3 7 5 2 0.40 0
KPAM 0.5 10.5 10 0.5 0.05 0
HCMC 0.3 20.5 13 7.5 0.58 0.5/1
HCMC 0.5 31.5 20 11.5 0.58 1/1.5
由表1可以看出，在四种添加剂中，相同浓度下，流型调节剂的表观粘度与动切力、动塑比最高。因此流型调节剂的悬浮携带效果优于其余三种添加剂。
重复实施案例1，按照连续油管外径50.8mm，壁厚4.95mm，内径40.9mm，长度5500m，排量24m3/h，相对密度1.02设定参数，通过软件模拟不同用量的流型改进剂对连续油管管路摩阻压力的影响，结果如表2所示。
表2钻塞液流变与压降数据
由表2可知，随流型改进剂用量增加，钻塞液表观粘度、动切力、动塑比、静切力与压降增加而增大。
模拟井下温度60℃，将配置的3％与5％流型改进剂的钻塞液加热到60℃。添加0.3％流型改进剂的混合液中压裂砂静止5min后逐渐沉降。添加0.5％流型改进剂的混合液中压裂砂静止5min后仍然完全悬浮，没有沉降。
胶液与返排混合液添加0.5％流型改进剂形成的混合液体粘度保留率如表3所示。
表3钻塞液杀菌处理粘度数据
由表3可知，0.5％的杀菌剂可是钻塞胶液的六日粘度保留率达到92.5％，而不加入杀菌剂的钻塞胶液粘度保留率仅仅为51.2％。可见，该种杀菌剂能有效保留钻塞胶液的粘度，防止现场降解变质，便于下步施工。

Claims (3)

1.一种连续油管钻塞液体系，其特征在于以水为分散介质，组分按重量份数计为：流型改进剂0.1～0.5份、聚合物稠化剂0.25～0.3份、复合增效剂0.1～0.3份、杀菌剂0.1～0.5份、消泡剂0.02～0.1份；
所述的流型改进剂为聚丙烯酰胺、黄原胶、聚丙烯腈、聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸盐聚合物任意一种或者任意混合；
所述的复合增效剂为十六烷基三甲基氯化铵、聚氧丙烯聚氧乙烯脂肪醇醚、环氧乙烷、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、异丙醇任意一种或者任意混合；
所述的杀菌剂为乙醛、乙二醛、丙烯醛、脲醛、苯酚、联苯酚、水解植物酚、多聚磷酸钠、氯化钠、氯化铜任意一种或者任意混合；
所述的聚合物稠化剂为低分子量聚丙烯酰胺、聚丙烯醇、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸酯一种或任意混合。
2.如权利要求1所述连续油管钻塞液体系，其特征在于所述的消泡剂为油酸、磷酸酯、异戊醇及脂肪酸聚氧乙烯酯的任意一种或者任意两者复配使用。
3.权利要求1至2任一项所述连续油管钻塞液体系的制备方法，包括以下步骤：
量取100份清水，搅拌条件下，依次加入聚合物稠化剂、复合增效剂、杀菌剂，待溶液搅拌均匀稳定后再加入流型改进剂，最后加入消泡剂，搅拌5分钟得到高效悬浮钻塞液母液。
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