CN106867489A - 一种用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液，包括以下重量百分比的组分：有机溶剂5％～10％、渗透剂0.5％～1％、破乳剂0.2％～0.5％、余量为水。有机溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇、低碳醇醚及其衍生物中的至少一种；渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；破乳剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯的结构通式为:其中，R为C₁₂-C₁₆的烷基，n为2-5的整数。本发明提供的用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液，其配方简单，能够针对完井后粘附在套管内壁的油泥进行清洗，且清洁效果优异，操作简便，便于规模化推广应用。

Description

一种用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液

技术领域

本发明涉及油基钻井液领域，特别涉及一种用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液。

背景技术

钻井液是钻探过程中使用的循环冲洗介质，具有清洁井底、平衡井壁压力、冷却并润滑钻头及钻柱等作用。钻井液可分为水基钻井液、油基钻井液和气体钻井液，而油基钻井液因其具有耐高温、抗盐侵蚀、润滑性好等优点，广泛应用于油田钻井过程。但油基钻井液的粘度较大，容易粘附地层微粒、固井水泥浆以及钻井泥浆中的固相物质而形成油泥，在后续的完井过程中，当油泥与一些水基材料接触后，粘度进一步增大，容易粘附在套管内壁上，使压裂前的通、刮、洗井作业不能正常进行。因此，对油基钻井液进行清洗是十分必要的。

现有技术针对油基钻井液的清洗主要集中在固井作业前，对井壁和套管外壁进行清洗隔离，例如如下所示的清洗隔离液，由非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂等组成，通过清洗隔离液将油基钻井液与井壁和压裂封隔器的套管外壁隔离开，起到隔离、清洁地层和套管界面的作用，保持井壁和套管界面的水润湿性，使水泥浆与套管和井壁牢固的胶结，提高固井质量，使钻井作业正常进行。

但是，如何对完井后粘附在套管内壁的油泥进行清洗则尚未被现有技术公开，因此，提供一种针对完井后粘附在套管内壁的油泥进行清洗、且清洁效果优异的清除油基钻井液油泥污染的清洗液具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种针对完井后粘附在套管内壁的油泥进行清洗、且清洁效果优异的清除油基钻井液油泥污染的清洗液，具体技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液，包括以下重量百分比的组分：有机溶剂5％～10％、渗透剂0.5％～1％、破乳剂0.2％～0.5％、余量为水。

所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇、低碳醇醚中的至少一种；所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述破乳剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯，所述脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯的结构通式为:

其中，R为C₁₂-C₁₆的烷基，n为2-5的整数。

具体地，作为优选，所述清洗液还可包括重量百分比为0.1～1％的悬浮剂。

具体地，作为优选，所述悬浮剂为聚丙烯酰胺及其衍生物或聚乙烯醇及其衍生物。

具体地，作为优选，所述清洗液包括以下重量百分比的组分：有机溶剂8％～10％、渗透剂0.8％～1％、破乳剂0.3％～0.5％、悬浮剂0.3-0.8％、余量为水。

具体地，作为优选，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的结构通式为RO(CH₂CH₂O)_nH，R为C₈-C₁₀的烷基，n为6-8的整数。

具体地，作为优选，所述低碳醇醚的结构通式为CH₃(CH₂)_n(OC₂H₄)_xOH，其中，n为0～3的整数，x为1或2。

另一方面，本发明实施例还提供了一种用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液的制备方法，包括以下步骤：

将水加入到反应釜中，加热至35～45℃，依次加入有机溶剂、渗透剂、破乳剂，搅拌均匀，得到透明液体，冷却至室温，得到用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液，利用如上所述的有机溶剂，其能溶油并与水混溶，从而溶解油泥中的油相物质以及固体物质表面的部分油膜，使被油泥粘结的固体物质逐渐瓦解而分散在清洗液中；利用如上所述的渗透剂，其具有良好的扩散性和渗透性，能提高油泥中颗粒物质表面的水润湿性，使分散后的固体物质在纯水溶液中不再聚结；利用如上所述的破乳剂，其中具有良好亲水性能的氧乙烯醚和膦酸基团能进入油水界面，顶替油泥中原有的乳化剂分子，导致乳液体系瓦解，发生油水分离，并防止清洗液与洗掉的油相物质产生二次乳化现象。可见，本发明实施例提供的用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液，其配方简单，能够针对完井后粘附在套管内壁的油泥进行清洗，且清洁效果优异，操作简便，便于规模化推广应用。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

一方面，本发明实施例提供给了一种用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液，该清洗液包括以下重量百分比的组分：有机溶剂5％～10％、渗透剂0.5％～1％、破乳剂0.2％～0.5％、余量为水。

其中，有机溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇、低碳醇醚中的至少一种；渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；破乳剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯的结构通式为:

其中，R为C₁₂-C₁₆的烷基，n为2-5的整数。

本发明实施例提供的用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液，利用如上的有机溶剂，其能溶油并与水混溶，从而溶解油泥中的油相物质以及固体物质表面的部分油膜，使被油泥粘结的固体物质逐渐瓦解而分散在清洗液中；利用如上的渗透剂，其具有良好的扩散性和渗透性，能提高油泥中颗粒物质表面的水润湿性，使分散后的固体物质在纯水溶液中不再聚结；利用如上的破乳剂，其中具有良好亲水性能的氧乙烯醚和膦酸基团能进入油水界面，顶替油泥中原有的乳化剂分子，导致乳液体系瓦解，发生油水分离，并防止清洗液与洗掉的油相物质产生二次乳化现象。可见，本发明实施例提供的用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液，其配方简单，能够针对完井后粘附在套管内壁的油泥进行清洗，且清洁效果优异，操作简便，便于规模化推广应用。

具体地，有机溶剂中低碳醇醚的结构通式为CH₃(CH₂)_n(OC₂H₄)_xOH，其中，n为0～3的整数，x为1或2。

作为优选，本发明实施例提供的清洗液还可包括重量百分比为0.1～1％的悬浮剂。更详细地，悬浮剂为聚丙烯酰胺及其衍生物或聚乙烯醇，如非离子聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、磺酸盐聚丙烯酰胺、聚乙烯醇1788、聚乙烯醇1792等。选择高分子量的聚合物作为悬浮剂，可显著降低清洗液的摩擦阻力，保证清洗液能被大排量的紊流冲走，同时适当提高了清洗液的粘度，使清洗液能有效携带清洗掉的固相物质，从而清除套管内壁油基钻井液形成的油泥污染。

作为优选，本发明实施例提供了一种具有优选组分及配比的清洗液，其包括以下重量百分比的组分：有机溶剂8％～10％、渗透剂0.8％～1％、破乳剂0.3％～0.5％、悬浮剂0.3-0.8％、余量为水。清洗液中的有机溶剂溶解油相物质后，使粘结在一起的固体颗粒分散开，在渗透剂的作用下使固体颗粒表面恢复水润湿状态，同时使固体颗粒在清洗液中不再聚结，而破乳剂能防止清洗掉的油相与清洗液产生二次乳化现象，清洗掉的固体颗粒在悬浮剂的作用下保持一定的悬浮稳定性，并通过洗井冲刷作用经清洗液将固体颗粒携带出井，从而清除油基钻井液钻井后的油泥污染。

具体地，脂肪醇聚氧乙烯醚的结构通式为RO(CH₂CH₂O)_nH，其中，R为C₈-C₁₀的烷基，n为6-8的整数。另一方面，本发明实施例还提供了一种用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液的制备方法，包括以下步骤：

将水加入到反应釜中，加热至35～45℃(例如35℃、38℃、40℃、42℃、45℃)，依次加入有机溶剂、渗透剂、破乳剂，搅拌均匀，得到透明液体，冷却至室温(即23-27℃，例如23℃、24℃、25℃、26℃、27℃)出料，得到用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液。

若清洗液包含悬浮剂，则先加入悬浮剂，然后再依次加入有机溶剂、渗透剂、破乳剂。

以下将通过具体实施例进行详细阐述：

实施例1

本实施例提供了一种用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液，其包括以下重量百分比的组分：乙醇10％、脂肪醇聚氧乙烯醚1％、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯0.5％、余量为水。

上述清洗液的制备方法为：根据各组分的重量配比，将水加入到反应釜中，加热至35℃，然后依次加入乙醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯，搅拌均匀，得到透明液体，冷却至23℃出料，得到用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液。

实施例2

本实施例提供了一种用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液，其包括以下重量百分比的组分组成：异丙醇8％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.8％、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯0.3％、余量为水。

上述清洗液的制备方法为：将计算好量的水加入到反应釜中，加热至40℃，然后依次加入乙醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯，搅拌均匀，得到透明液体，冷却至25℃出料，得到用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液。

实施例3

本实施例提供了一种用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液，其包括以下重量百分比的组分组成：乙二醇单丁醚9％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.7％、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯0.2％、聚丙烯酰胺0.5％、余量为水。

上述清洗液的制备方法为：将计算好量的水加入到反应釜中，加热至45℃，依次加入聚丙烯酰胺、乙二醇单丁醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯，搅拌均匀，得到透明液体，冷却至27℃出料，得到用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液。

实施例4

本实施例对实施例1-3中制备的用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液的清洗效率进行评价。

步骤1：向配制好的油基钻井液中加入岩屑粉末，用以模拟油泥，加入岩屑粉末的质量为总油泥质量的10％。将配制好的油泥倒入第一烧杯中，称取第一烧杯和油泥的总重量，记为W₀。

步骤2：；将六速旋转粘度计的转芯从转头取下，将旋转粘度计的外筒浸入油泥中，在100r/min的条件下搅拌1min，将粘附有油泥的旋转粘度计外筒取出后静滴3min，再次称取第一烧杯和油泥的总重量，记为W₁。

步骤3：向第二烧杯中装入适量清水，称取第二烧杯和清水的总重量，记为W₂。

步骤4：将粘附有油泥的旋转粘度计外筒浸入清水中浸泡5min，然后取出，静滴3min，再次称取第二烧杯和清水的总重量，记为W₃。

步骤5：将配好的清洗液倒入第三烧杯中，称取第三烧杯和清洗液的总重量，记为W₄。

步骤6：将粘附有油泥的旋转粘度计外筒在清洗液中以300r/min转速清洗5min，将粘附有油泥的旋转粘度计外筒取出后静滴3min，称取第三烧杯和清洗液的总重量，记为W₅。

清洗液的清洗效率通过如下公式进行计算：

按上述方法分别测试清水和实施例1-3中清洗液的清洗效果，实验结果如表1所示。

表1 清水和实施例1-3中清洗液的清洗效果

从表1可以看出清水的清洗效果在30％以下，清洗效果差，无法有效的清除油泥污染，而实施例1-3中清洗液的清洗效率则都达到了95％以上，具有非常好的清洗效果。

为了说明实施例3制备的清洗液具有较小的摩擦阻力(以下简称摩阻性能)，容易携带清洗掉的固相物质被大排量的紊流冲走，进而清除套油基钻井液形成的油泥污染，测定实施例3中清洗液的摩阻性能。

表2 清水与实施例3中清洗液摩阻性能对比

从表2可以看出，与清水相比，实施例3提供的清洗液摩阻值大大减小，降阻率达到70％以上，可以使清洗液在管路中流动时具有较低的摩阻，为采油现场建立大排量解堵清洗作业提供了条件。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液，包括以下重量百分比的组分：有机溶剂5％～10％、渗透剂0.5％～1％、破乳剂0.2％～0.5％、余量为水；

所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇、低碳醇醚中的至少一种；

所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；

所述破乳剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯，所述脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯的结构通式为:

其中，R为C₁₂-C₁₆的烷基，n为2-5的整数。

2.根据权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述清洗液还可包括重量百分比为0.1～1％的悬浮剂。

3.根据权利要求2所述的清洗液，其特征在于，所述悬浮剂为聚丙烯酰胺及其衍生物或聚乙烯醇。

4.根据权利要求2所述的清洗液，其特征在于，所述清洗液包括以下重量百分比的组分：有机溶剂8％～10％、渗透剂0.8％～1％、破乳剂0.3％～0.5％、悬浮剂0.3-0.8％、余量为水。

5.根据权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的结构通式为RO(CH₂CH₂O)_nH，其中，R为C₈-C₁₀的烷基，n为6-8的整数。

6.根据权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述低碳醇醚的结构通式为CH₃(CH₂)_n(OC₂H₄)_xOH，其中，n为0～3的整数，x为1或2。

7.权利要求1所述清洗液的制备方法，包括以下步骤：

将水加入到反应釜中，加热至35～45℃，依次加入有机溶剂、渗透剂、破乳剂，搅拌均匀，得到透明液体，冷却至室温，得到用于清除油基钻井液油泥污染的清洗液。