CN107573909A - 一种泥页岩表面水化抑制剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种泥页岩表面水化抑制剂及其制备方法，该泥页岩表面水化抑制剂包括如下重量份数的原料：乙醇水溶液10‑30份、多烯多胺有机酸盐50‑70份、氟碳醇5‑20份；本申请提供的泥页岩表面水化抑制剂，其在应用于水基钻井液时，增强水基钻井液的抑制性，使其显著降低与其接触的泥页岩的水化膨胀、水化分散，从而起到稳定井壁的作用，能够满足大位移井、非常规油气井施工对水基钻井液抑制性的要求。
Description
技术领域
本发明属于石油钻井用钻井液技术领域，具体涉及一种泥页岩表面水化抑制剂。
背景技术
页岩气水平井钻进过程中井壁失稳问题一直是限制水基钻井液应用的技术瓶颈，井壁失稳与岩石结构、活性粘土矿物及钻井液抑制性有密切关系。页岩与钻井液接触后，沿微裂缝渗入，页岩发生水化膨胀和分散，另外钻井液的压力也会缓慢传递至地层，造成井壁失稳。稳定井壁的途径主要是抑制粘土矿物活性组分的水化膨胀分散及阻止钻井液压力沿微裂缝在地层中的传递。油基钻井液因具有抑制性强、高温稳定性和润滑性好等优点，一直是复杂井和高难度井的理想选择，因此目前国内页岩气钻井主要采用油基钻井液。近年来高性能水基钻井液由于相对于油基钻井液更环保、成本低，因而发展迅速。随着水基钻井液技术的发展，目前已经研发出许多不同形式、不同特点的钻井液抑制剂，这些抑制剂能够抑制粘土矿物活性组分的水化膨胀分散。
聚胺类抑制剂由于具有有效抑制泥页岩水化作用，减小水化应力(水化膜斥力)，有利于保持井壁稳定近年来得到广泛的应用。聚胺类聚合物作为主要的泥页岩抑制剂，其作用机理为：通过胺基特有的吸附起作用，低分子胺像钾离子一样进入黏土层，带正电的铵正离子通过静电吸附在黏土表面，低浓度的胺类解吸附带水化膜的可交换阳离子，通过静电吸附、氢键作用和偶极作用等将黏土片层束缚在一起，阻止水分子进入，起到页岩抑制的作用。但是国内页岩气开采过程中发现，只使用聚胺等抑制剂抑制页岩表面水化的效果不理想。
采用水基钻井液勘探开发页岩气，抑制页岩表面水化是维持井壁稳定的关键。常用的水基钻井液润湿性与地层匹配性不好，有些页岩地层富含有机质，导致地层既亲水又亲油的特性，表面水化问题突出。国内有关最新研究表明，多碳醇在页岩表面吸附后，水与页岩的接触角从13.9°增加到63.5°，表面自由能显著降低，页岩表面吸附水的能力显著减弱，从润湿性方面为降低页岩表面水化提供了一种方法，但是多碳醇对页岩表面改性效果仍需进一步提高，以适应勘探开发需求。
发明内容
本发明针对当前水基钻井液页岩气开发技术难点，尤其是硬脆性泥页岩，开发了一种泥页岩表面水化抑制剂，通过在钻井液体系中添加氟碳醇类表面活性剂和多烯多胺有机酸盐，能够改变泥页岩表面的润湿性，抑制表面水化，增强水基钻井液的抑制性，使其显著降低与其接触的泥页岩的表面水化，能够满足非常规油气井施工对水基钻井液抑制性的要求。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：
一种泥页岩表面水化抑制剂，包括如下重量份数的原料：乙醇水溶液10-20份；多烯多胺有机酸盐50-70份；氟碳醇5-20份。
所述的乙醇水溶液为乙醇体积分数为50％的乙醇水溶液。
所述的多烯多胺有机酸盐为多烯多胺与有机酸反应生成的盐。
所述的多烯多胺有机酸盐为四乙烯五胺、五乙烯六胺或多乙烯多胺的醋酸盐、丙酸盐、丁酸盐。
所述的氟碳醇为含碳3-5，全氟或部分氟取代的一元或多元醇。
上述泥页岩表面水化抑制剂的制备方法，包括以下步骤：
将乙醇水溶液和多烯多胺有机酸盐混合，然后加入氟碳醇，搅拌均匀即得。
本发明的有益效果为：本发明公开的泥页岩表面水化抑制剂，多烯多胺有机酸盐抑制泥页岩中粘土矿物的水化膨胀分散，氟碳醇类表面活性剂，从改变页岩表面润湿性入手，最大限度降低钻井液与泥页岩间界面张力，使泥页岩表面疏水疏油，从而达到抑制页岩表面水化的最佳效果。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明，但所举实例不作为对本发明的限定。实施例1-12所用到的组分及其重量份数如表1所示。
表1实施例物料组成
抑制性实验
对实施例1-12的抑制性处理剂，按照GB/T 29170-2012《石油天然气工业钻井液实验室测试》中23章“页岩滚动回收测试”中规定的页岩滚动分散回收率实验方法，在水中添加1％的实施例制备的产品，岩芯为渤海湾明化镇组红色泥岩，以蒸馏水和7％KCl水溶液、1％聚胺抑制剂做对比实验，评价了其抑制性。
对实施例1-12的抑制性处理剂，添加1％到清水中，采用OFITE 150-80-1高温动态线性页岩膨胀仪，实验采用钻井液膨胀试验用膨润土(符合SY/T 5490-2015)压制人工岩芯，于25℃测定膨胀率，评价了其抑制性。
表2各实施例膨胀率和回收率数据
从表2中的数据可以看出，多烯多胺有机酸盐本身有一定的抑制性，单独使用氟碳醇，抑制效果不佳，但是多烯多胺有机酸盐和氟碳醇配合使用，抑制效果显著，抑制效果好于7％KCl和1％的聚胺抑制剂，本发明所述的泥页岩表面水化抑制剂，抑制性能突出。
以上实施例仅是选取的本发明几个较佳的实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何等同修改，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种泥页岩表面水化抑制剂，其特征在于，包括如下重量份数的原料：乙醇水溶液10-20份；多烯多胺有机酸盐50-70份；氟碳醇5-20份。
2.如权利要求1所述的泥页岩表面水化抑制剂，其特征在于，所述的乙醇水溶液为乙醇体积分数为50％的乙醇水溶液。
3.如权利要求1所述的泥页岩表面水化抑制剂，其特征在于，所述的多烯多胺有机酸盐为多烯多胺与有机酸反应生成的盐。
4.如权利要求1所述的泥页岩表面水化抑制剂，其特征在于，所述的多烯多胺有机酸盐为四乙烯五胺、五乙烯六胺或多乙烯多胺的醋酸盐、丙酸盐、丁酸盐。
5.如权利要求1所述的泥页岩表面水化抑制剂，其特征在于，所述的氟碳醇为含碳3-5，全氟或部分氟取代的一元或多元醇。
6.权利要求1所述的泥页岩表面水化抑制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将乙醇水溶液和多烯多胺有机酸盐混合，然后加入氟碳醇，搅拌均匀即得。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111909667A (zh) * | 2019-05-07 | 2020-11-10 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种泥页岩早期水化抑制剂组合物及钻井液 |
| CN112858576A (zh) * | 2019-11-28 | 2021-05-28 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种页岩气钻井液抑制性强弱的判断方法 |
| CN112858577A (zh) * | 2019-11-28 | 2021-05-28 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种页岩气钻井液抑制性强弱的判断方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1923945A (zh) * | 2006-09-14 | 2007-03-07 | 中国石化集团江苏石油勘探局 | 一种双保钻井液及其使用方法 |
| CN103502569A (zh) * | 2011-06-13 | 2014-01-08 | 纳尔科公司 | 用于提高烃回收的添加剂 |
| CN104087274A (zh) * | 2014-07-14 | 2014-10-08 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 多级封堵承压堵漏剂 |
| CN104119854A (zh) * | 2014-08-01 | 2014-10-29 | 青岛蓬勃石油技术服务有限公司 | 一种防膨粘土稳定剂及其制备方法 |
| CN105062452A (zh) * | 2015-07-15 | 2015-11-18 | 国勘石油技术有限公司 | 破乳助排剂、其制备方法和油田储层的处理方法 |
| CN105694830A (zh) * | 2016-03-14 | 2016-06-22 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种有机盐钻井液 |
| CN105754563A (zh) * | 2016-03-14 | 2016-07-13 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种适用于大位移井的有机盐钻井液 |
| CN106675531A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-05-17 | 天津民旌科技发展有限公司 | 一种高效防膨缩膨地层处理剂 |
-
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1923945A (zh) * | 2006-09-14 | 2007-03-07 | 中国石化集团江苏石油勘探局 | 一种双保钻井液及其使用方法 |
| CN103502569A (zh) * | 2011-06-13 | 2014-01-08 | 纳尔科公司 | 用于提高烃回收的添加剂 |
| CN104087274A (zh) * | 2014-07-14 | 2014-10-08 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 多级封堵承压堵漏剂 |
| CN104119854A (zh) * | 2014-08-01 | 2014-10-29 | 青岛蓬勃石油技术服务有限公司 | 一种防膨粘土稳定剂及其制备方法 |
| CN105062452A (zh) * | 2015-07-15 | 2015-11-18 | 国勘石油技术有限公司 | 破乳助排剂、其制备方法和油田储层的处理方法 |
| CN105694830A (zh) * | 2016-03-14 | 2016-06-22 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种有机盐钻井液 |
| CN105754563A (zh) * | 2016-03-14 | 2016-07-13 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种适用于大位移井的有机盐钻井液 |
| CN106675531A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-05-17 | 天津民旌科技发展有限公司 | 一种高效防膨缩膨地层处理剂 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111909667A (zh) * | 2019-05-07 | 2020-11-10 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种泥页岩早期水化抑制剂组合物及钻井液 |
| CN112858576A (zh) * | 2019-11-28 | 2021-05-28 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种页岩气钻井液抑制性强弱的判断方法 |
| CN112858577A (zh) * | 2019-11-28 | 2021-05-28 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种页岩气钻井液抑制性强弱的判断方法 |
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