CN108384527B - 一种用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液，属于石油天然深水钻井工程油田化学领域。本发明包括以下重量份数的组分：100份水相，30～100份乳化剂，0.1～1份低表面张力剂，10～20份溶剂，10～30份渗透剂，50～200份互溶剂。本发明中乳化剂、溶剂、互溶剂的净洗、乳化功能对合成基钻井液中所含有的合成基液进行清洗、乳化，使合成基液能够从泥饼中分离处理，从而减弱泥饼的附着力；通过渗透剂、低表面张力剂、互溶剂的共同作用，使本发明的泥饼清洗液整体能够渗透进入到泥饼深部与井壁相结合的部位，利用极低的表面张力在清洗液的紊流冲刷作用下，使合成基钻井液泥饼与井壁实现剥离，并实现润湿反转。

Description

一种用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液及其应用
技术领域
本发明涉及石油天然深水钻井工程油田化学技术领域，尤其涉及一种用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液。
背景技术
固井施工是油气田开发过程中必不可少的一个环节，而在固井施工过程中往往会在固井水泥浆之前顶替一定量的前置液，前置液是冲洗液、清洗液、隔离液的统称，用以清除、隔离钻井液，降低固井水泥浆提前固化的风险，并提高固井质量，而在油基钻井液作业时，往往需要特殊的前置液，即清洗液来清除油基钻井液的泥饼以及油膜，并提供润湿反转效果，以提高固井质量。
目前，油气勘探开发逐步向深水、超深水发展，深水(超深水)钻井液为了解决海水低温冷却以及井壁稳定问题，往往采用合成基钻井液技术，合成基钻井液是一种安全、环保、无毒的乳化钻井液，其所采用的基液为合成基液，组分更加单一，与传统的油基钻井液所采用的柴油、矿物白油有着本质的区别，给固井施工带来了一定的难度和挑战，甚至有可能由于对合成基钻井液泥饼的清洗和润湿反转效果不好而引起固井质量问题。现有技术中公开了多种不同类型的油基钻井液清洗液、冲洗及其制备方法，但是均仅适用于油基钻井液，未提及是否适用于合成基钻井液，而合成基钻井液由于其所用到的合成基液与油基钻井液所用到的柴油、矿物白油有着本质的区别，尤其是柴油和矿物白油中的含有的芳香烃等更容易被表面活性剂清洗，而合成基液组分基本属于直链或支链烷烃类，组分更加单一，更难以被表面活性剂清洗。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液。本发明提供的用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液能够有效清除合成基钻井液泥饼，并实现润湿反转的效果。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液，包括以下重量份数的组分：
Figure GDA0002534477910000011
Figure GDA0002534477910000021
优选地，所述低表面张力剂包括全氟辛基氧化铵和/或全氟辛基氯化铵碘化物。
优选地，所述乳化剂包括以下重量份数的组分：50～60份的异构十三醇聚氧乙烯醚，10～30份的脂肪酸聚氧乙烯酯，10～20份脂肪醇聚氧乙烯醚。
优选地，所述溶剂包括以下重量份数的组分：0～20份异丙醇，20～40份C8～C16脂肪醇，20～40份正构C13～16烷烃，0～10份全氟正辛烷。
优选地，所述C8～C16脂肪醇包括C8～C16单碳脂肪醇中的一种或多种。
优选地，所述正构C13～16烷烃包括正构C13～16单碳烷烃中的一种或多种。
优选地，所述渗透剂包括琥珀酸烷基酯磺酸钠、磷酸酯和仲烷基磺酸钠中的一种或多种。
优选地，所述互溶剂包括乙二醇单丁醚，二乙二醇单丁醚，乙二醇叔丁基醚，三乙二醇单丁醚，丙二醇丙醚和丙二醇丁醚中的一种或多种。
优选地，所述水相为淡水和/或海水。
本发明还提供了上述技术方案所述泥饼清洗液在深水合成基钻井液中的应用。
本发明提供了一种用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液，包括以下重量份数的组分：100份水相，30～100份乳化剂，0.1～1份低表面张力剂，10～20份溶剂，10～30份渗透剂，50～200份互溶剂。本发明中乳化剂、溶剂、互溶剂的净洗、乳化功能对合成基钻井液中所含有的合成基液进行清洗、乳化，使合成基液能够从泥饼中分离处理，从而减弱泥饼的附着力；通过渗透剂、低表面张力剂、互溶剂的共同作用，使本发明的泥饼清洗液整体能够渗透进入到泥饼深部与井壁相结合的部位，利用极低的表面张力在清洗液的紊流冲刷作用下，使合成基钻井液泥饼与井壁实现剥离，并实现润湿反转；并且本发明提供的泥饼清洗液具有较宽的使用温度范围，可达20～120℃，同时具有与固井水泥浆良好的配伍性，不会在水泥浆泵送过程造成事故。实施例的数据表明，本发明提供的泥饼清洗液对套管和模拟井壁均具有较好的清洗效果，并且套管和模拟井壁均从油润湿转变为水润湿，随着泥饼清洗液侵入到水泥浆中，稠化时间延长，未出现缩短的现象，抗压强度大于14MPa。
具体实施方式
本发明提供了一种用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液，包括以下重量份数的组分：
Figure GDA0002534477910000031
在本发明中，所述水相优选为淡水或海水。本发明对所述淡水或海水的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的淡水或海水即可。在本发明中，所述水相为泥饼清洗液的主要组成。
在本发明中，所述乳化剂优选包括以下重量份数的组分：50～60份的异构十三醇聚氧乙烯醚，10～30份的脂肪酸聚氧乙烯酯，10～20份脂肪醇聚氧乙烯醚，更优选为55份的异构十三醇聚氧乙烯醚，20份的脂肪酸聚氧乙烯酯，15份脂肪醇聚氧乙烯醚。本发明对所述异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯和脂肪醇聚氧乙烯醚的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述乳化剂的制备方法优选包括以下步骤：
将异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯和脂肪醇聚氧乙烯醚混合，即得乳化剂。本发明对所述异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯和脂肪醇聚氧乙烯醚的加入顺序、混合方式没有特殊的限定，能够混合均匀即可。
以所述水相的质量为100重量份，本发明中所述泥饼清洗液优选包括15重量份数的溶剂。在本发明中，所述溶剂优选包括以下重量份数的组分：0～20份异丙醇，20～40份C8～C16脂肪醇，20～40份正构C13～16烷烃，0～10份全氟正辛烷，更优选为10份异丙醇，30份C8～C16脂肪醇，30份正构C13～16烷烃，0～10份全氟正辛烷。
在本发明中，所述C8～C16脂肪醇优选包括C8～C16单碳脂肪醇中的一种或多种，更优选为C8单碳脂肪醇、C14单碳脂肪醇或C9～C12单碳脂肪醇复合物。当所述C8～C16脂肪醇为混合物时，本发明对所述混合物中各C8～C16脂肪醇的用量比没有特殊的限定，采用任意质量比的混合物即可。
在本发明中，所述正构C13～16烷烃优选包括正构C13～16单碳烷烃中的一种或多种，更优选为正构C13～C14单碳烷烃复合物、正构C15～C16单碳烷烃复合物或正构C14～C16单碳烷烃复合物。当所述正构C13～16烷烃为混合物时，本发明对所述混合物中各正构C13～16烷烃的用量比没有特殊的限定，采用任意质量比的混合物即可。
本发明对所述溶剂的制备方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的组合物的制备方法即可。
以所述水相的质量为100重量份，本发明中所述泥饼清洗液优选包括100重量份数的互溶剂。在本发明中，所述互溶剂优选包括乙二醇单丁醚，二乙二醇单丁醚，乙二醇叔丁基醚，三乙二醇单丁醚，丙二醇丙醚和丙二醇丁醚中的一种或多种，更优选为乙二醇单丁醚，二乙二醇单丁醚，三乙二醇单丁醚的混合物。当所述互溶剂为混合物时，本发明对所述混合物中各互溶剂的用量比没有特殊的限定，采用任意质量比的混合物即可，具体的，如乙二醇单丁醚，二乙二醇单丁醚和三乙二醇单丁醚按1:1:1复配使用。
本发明中乳化剂、溶剂、互溶剂的净洗、乳化功能对合成基钻井液中所含有的合成基液进行清洗、乳化，使合成基液能够从泥饼中分离处理，从而减弱泥饼的附着力。
在本发明中，所述低表面张力剂优选包括全氟辛基氧化铵和/或全氟辛基氯化铵碘化物，当所述低表面张力剂为混合物时，本发明对所述低表面张力剂中全氟辛基氧化铵和全氟辛基氯化铵碘化物的用量比没有特殊的限定，采用任意质量比的混合物即可，具体的，如1:1。
在本发明中，所述低表面张力剂的表面张力优选为小于25mN/m，更优选为小于20mN/m。
以所述水相的质量为100重量份，本发明中所述泥饼清洗液优选包括15重量份数的渗透剂。在本发明中，所述渗透剂优选包括琥珀酸烷基酯磺酸钠、磷酸酯和仲烷基磺酸钠中的一种或多种。当所述渗透剂为混合物时，本发明对所述混合物中各渗透剂的用量比没有特殊的限定，采用任意质量比的混合物即可，具体的如琥珀酸烷基酯磺酸钠与仲烷基磺酸钠质量比按1:1复配使用。
本发明通过渗透剂、低表面张力剂和互溶剂的共同作用，使本发明的泥饼清洗液整体能够渗透进入到泥饼深部与井壁相结合的部位，利用极低的表面张力在清洗液的紊流冲刷作用下，使合成基钻井液泥饼与井壁实现剥离，并实现润湿反转。
本发明对所述用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液的制备方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的组合物的制备方法即可。
本发明还提供了上述技术方案所述泥饼清洗液在深水合成基钻井液中的应用。
下面结合实施例对本发明提供的用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液及其应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液包括以下重量份数的组分：100份淡水，30份乳化剂，0.1份全氟辛基氧化铵，10份溶剂，10份琥珀酸烷基酯磺酸钠，50份乙二醇单丁醚。
乳化剂为50份的异构十三醇聚氧乙烯醚，10份的脂肪酸聚氧乙烯酯，10份脂肪醇聚氧乙烯醚。
溶剂为20份C8脂肪醇，20份正构16烷烃复配使用。
用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液的制备方法，包括以下步骤：
将淡水，乳化剂，全氟辛基氧化铵，溶剂，琥珀酸烷基酯磺酸钠，乙二醇单丁醚在搅拌条件下混合均匀，得到用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液。
实施例2
一种用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液包括以下重量份数的组分：100份淡水，100份乳化剂，1份全氟辛基氯化铵碘化物，20份溶剂，30份仲烷基磺酸钠，200份互溶剂(二乙二醇单丁醚与丙二醇丁醚按1:1复配使用)。
乳化剂为60份的异构十三醇聚氧乙烯醚，30份的脂肪酸聚氧乙烯酯，20份脂肪醇聚氧乙烯醚。
所述的溶剂为20份异丙醇、40份C8脂肪醇，40份正构13-14烷烃复合物复配使用。
制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液包括以下重量份数的组分：100份海水，60份乳化剂，0.5份低表面张力剂(全氟辛基氧化铵与全氟辛基氯化铵碘化物按1:1复配)，15份溶剂，15份渗透剂(琥珀酸烷基酯磺酸钠与仲烷基磺酸钠按1:1复配使用)，100份丙二醇丁醚。
乳化剂为55份的异构十三醇聚氧乙烯醚，20份的脂肪酸聚氧乙烯酯，15份脂肪醇聚氧乙烯醚。
溶剂为10份异丙醇、30份C14脂肪醇，10份正构15-16烷烃复合物复配使用。
制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液包括以下重量份数的组分：100份海水，100份乳化剂，0.1份全氟辛基氯化铵，10份溶剂，10份琥珀酸烷基酯磺酸钠，200份互溶剂(乙二醇单丁醚，二乙二醇单丁醚，三乙二醇单丁醚按1:1:1复配使用)。
乳化剂为60份的异构十三醇聚氧乙烯醚，10份的脂肪酸聚氧乙烯酯，10份脂肪醇聚氧乙烯醚。
所述的溶剂为40份C9～C12脂肪醇复合物，20份正构14-16烷烃复合物、10份全氟正辛烷复配使用。
制备方法与实施例1相同。
对实施例1～4制得的各泥饼清洗液对套管和模拟井壁的清洗性能进行测试，结果如表1所示，由表1可以看出，本发明制得的用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液对套管和模拟井壁均具有较好的清洗效果，并且套管和模拟井壁均从油润湿转变为水润湿。
表1实施例1～4各泥饼清洗液的清洗性能
Figure GDA0002534477910000061
Figure GDA0002534477910000071
下面以实施例1和实施例3为例，评价了本发明制得的用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液与水泥浆的配伍性，结果如表2所示，由表2可以看出，随着泥饼清洗液侵入到水泥浆中，稠化时间延长，未出现缩短的现象；抗压强度适当的降低，但仍然能够保持较高的抗压强度(大于14MPa)。
表2实施例1和3制得的泥饼清洗液对水泥浆性能的影响
Figure GDA0002534477910000072
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于深水合成基钻井液的泥饼清洗液，包括以下重量份数的组分：
100份 水相
30~100份 乳化剂
0.1~1份 低表面张力剂
10~20份 溶剂
10~30份 渗透剂
50~200份 互溶剂；
所述低表面张力剂为全氟辛基氯化铵；
所述乳化剂包括以下重量份数的组分：50~60份的异构十三醇聚氧乙烯醚，10~30份的脂肪酸聚氧乙烯酯，10~20份脂肪醇聚氧乙烯醚；
所述溶剂包括以下重量份数的组分：0~20份异丙醇，20~40份C8~C16脂肪醇，20~40份正构C13~16烷烃，0~10份全氟正辛烷；
所述渗透剂包括琥珀酸烷基酯磺酸钠、磷酸酯和仲烷基磺酸钠中的一种或多种；
所述互溶剂包括乙二醇单丁醚，二乙二醇单丁醚，乙二醇叔丁基醚，三乙二醇单丁醚，丙二醇丙醚和丙二醇丁醚中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的泥饼清洗液，其特征在于，所述C8~C16脂肪醇包括C8~C16单碳脂肪醇中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的泥饼清洗液，其特征在于，所述正构C13~16烷烃包括正构C13~16单碳烷烃中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的泥饼清洗液，其特征在于，所述水相为淡水和/或海水。
5.权利要求1~4任意一项所述泥饼清洗液在深水合成基钻井液中的应用。
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