CN108441198A - 一种完井清洗液及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种完井清洗液，包括如下重量份的组分：水100份，pH调节剂：1‑3份，增稠剂：0.5‑10份，交联剂：0.5‑5份，清洗剂：10‑30份。本发明的深水保护储层的完井清洗液储层保护效果好，不会污染储层，渗透率恢复值达到90％以上；深水保护储层的完井清洗液能够有效的顶替合成基钻井液，并基本无混浆，最大限度的减少了混浆量，混浆量降低率可达90％以上；具有较好的清洗效果，能够实现对井壁进行清洗，清洗效率达到90％以上，能够实现润湿反转。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻井工程技术领域，尤其涉及一种完井清洗液及其应用。
背景技术
深水及超深水区域油气勘探开发是未来石油勘探开发的重点，并已在国内外初具规模，但是深水和超深水区域油气勘探开发中仍然存在一些技术难题亟需解决。深水及超深水区域由于地层欠压实，地层破裂压力低，地层含泥岩多，导致井壁稳定问题突出；由于深水及超深水区域的环境温度低，如果有气体侵入钻井液，极易形成水合物而堵塞管道。合成基钻井液是解决上述问题的有效途径，但是合成基钻井液在钻探储层时，尤其是钻探裸眼完井的储层时，往往会存在几个技术瓶颈：1)盐水类完井液与合成基钻井液的配伍性差，钻探储层后进行完井时需要采用盐水类完井液，会与合成基钻井液的滤液形成乳化层而伤害储层；2)盐水类完井液会与合成基钻井液形成互混层，所述互混层的混浆量往往会非常大，返出钻井平台后，对其储存、运输以及处理都会造成非常大的资金和空间困难。
研究者们对合成基或油基钻井液的清洗液进行了大量的研究，比如申请号为201310545773.3、201610438760.X及201510990331.9公开了适用于油基钻井液的清洗液，但是目前公开的清洗液仅仅是对钻井液进行清洗，并且都是为后续的固井作业做准备，是为了提高固井质量，现有技术中的完井清洗液并不能实现保护储层的目的，也不能够降低混浆量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于深水保护储层的完井清洗液，从而实现在减少完井液与合成基钻井液混浆量的前提下，对合成基钻井液及井壁进行有效的清洗及润湿反转，并且保护储层。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种完井清洗液，包括如下重量份的组分：水100份，pH调节剂1-3份，增稠剂0.5-10份，交联剂0.5-5份，清洗剂10-30份。
优选的，所述pH调节剂为磷酸氢二钠和磷酸二氢钠。
优选的，所述磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的质量比为(60-90):(10-40)。
优选的，所述增稠剂为聚乙二醇、淀粉、魔芋胶和瓜儿豆胶。
优选的，所述聚乙二醇、淀粉、魔芋胶和瓜儿豆胶的质量比为(20-40)：(20-40)：(10-30)：(10-30)。
优选的，所述交联剂为硼酸、四硼酸钠和戊二醛。
优选的，所述硼酸、四硼酸钠和戊二醛的质量比为(20-40):(40-60):(20-50)。
优选的，所述清洗剂为全氟辛基氯化铵碘化物、异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、三乙二醇单丁醚和正构烷烃。
优选的，所述全氟辛基氯化铵碘化物、异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、三乙二醇单丁醚和正构烷烃的质量比为(1-3):(5-10):(10-20)：(10-20):(30-40):(30-40)。
本发明提供了上述技术方案所述的完井清洗液在深水或超深水钻探中的应用。
本发明提供了一种完井清洗液，包括如下重量份的组分：水100份，pH调节剂1-3份，增稠剂0.5-10份，交联剂0.5-5份，清洗剂10-30份。本发明利用磷酸氢二钠和磷酸二氢钠作为缓冲溶液，通过不同结构的增稠剂达到一个初始黏度，并加入交联剂，在缓冲溶液作用下，不同的增稠剂以不同的方式(比如线性交联，空间网状交联)进行交联复配后，形成一个结构复杂的交联结构，得到一种流动状态较好的凝胶；该凝胶属于一个流动整体，在压差作用下很难在微孔隙(岩石孔隙)下流动，将该凝胶与清洗剂结合得到完井清洗液，从而达到保护储层的目的。本发明通过段塞的方式，使用该完井清洗液顶替合成基钻井液，对残留的合成基钻井液进行清洗与清除，能够达到清洗合成基钻井液以及保护储层的目的。
本发明提供的完井清洗液是一种水基清洗液，可以用于顶替合成基钻井液和油基钻井液。
本发明提供的完井清洗液适用于深水保护储层，储层保护效果好，不会污染储层，渗透率恢复值达到90％以上；
本发明提供的完井清洗液能够有效的顶替合成基或油基钻井液，并基本无混浆，最大限度的减少了混浆量，混浆量降低率可达90％以上；
本发明提供的完井清洗液具有较好的清洗效果，能够实现对井壁进行清洗，清洗效率达到90％以上，能够实现润湿反转。
具体实施方式
本发明提供了一种完井清洗液，包括如下重量份的组分：水100份，pH调节剂1-3份，增稠剂0.5-10份，交联剂0.5-5份，清洗剂10-30份。
本发明提供的完井清洗液以水为基体，在本发明中，所述水的重量份数为100份，本发明对所述水的种类没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的水即可，具体的可以为去离子水。
以所述水100重量份为基准，本发明提供的完井清洗液包括pH调节剂1-3份，优选为1.5-2.5份，更优选为2份。在本发明中，所述pH调节剂优选为磷酸氢二钠和磷酸二氢钠。在本发明中，所述磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的质量比优选为(60-90):(10-40)，更优选为(65-85):(15-35)，最优选为(70-80):(20-30)。本发明对所述磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的来源没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知来源的磷酸氢二钠和磷酸二氢钠即可，具体的可以为市售的磷酸氢二钠和磷酸二氢钠。
以所述水100重量份为基准，本发明提供的完井清洗液包括增稠剂0.5-10份，优选为2-8份，更优选为4-6份。在本发明中，所述增稠剂优选为聚乙二醇、淀粉、魔芋胶和瓜儿豆胶。在本发明中，所述聚乙二醇、淀粉、魔芋胶和瓜儿豆胶的质量比优选为(20-40):(20-40):(10-30):(10-30)，更优选为(25-35):(25-35):(15-25):(15-25)，最优选为(28-32):(28-32):(18-22):(18-22)。在本发明中，所述淀粉优选为木薯淀粉和马铃薯淀粉中的一种或两种。本发明对所述聚乙二醇、淀粉、魔芋胶和瓜儿豆胶的来源没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知来源的聚乙二醇、淀粉、魔芋胶和瓜儿豆胶即可，在本发明的具体实施例中，优选使用市售的聚乙二醇、淀粉、魔芋胶和瓜儿豆胶。本发明利用所述增稠剂提供完井清洗液的基本黏度。
以所述水100重量份为基准，本发明提供的完井清洗液包括交联剂0.5-5份，优选为2-8份，更优选为4-6份。在本发明中，所述交联剂优选为硼酸、四硼酸钠和戊二醛。在本发明中，所述硼酸、四硼酸钠和戊二醛的质量比优选为(20-40):(40-60):(20-50)，更优选为(25-35):(45-55):(30-45)，最优选为(28-32):(48-52):(35-42)。本发明对所述硼酸、四硼酸钠和戊二醛的来源没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知来源的硼酸、四硼酸钠和戊二醛即可。在本发明的具体实施例中，优选使用市售的硼酸、四硼酸钠和戊二醛。本发明利用所述交联剂对增稠剂(高分子聚合物)进行交联，从而改变增稠剂的原有结构，得到一种更为复杂的高分子交联聚合物，并且可以进一步提供黏度。
以所述水100重量份为基准，本发明提供的完井清洗液包括清洗剂10-30份，优选为15-25份，更优选为18-22份。在本发明中，所述清洗剂优选为全氟辛基氯化铵碘化物、异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、三乙二醇单丁醚和正构烷烃。在本发明中，所述全氟辛基氯化铵碘化物、异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、三乙二醇单丁醚和正构烷烃的质量比优选为(1-3):(5-10):(10-20)：(10-20):(30-40):(30-40)，更优选为(1.5-2.5):(6-8):(12-18)：(12-18):(32-38):(32-38)，最优选为(1.8-2.3):(6.5-7.5):(14-16)：(14-16):(34-36):(34-36)。在本发明中，所述正构烷烃优选为C10-20的单碳烷烃或复合物，更优选为C16烷烃、C10-20任意单碳复合烷烃。本发明对所述全氟辛基氯化铵碘化物、异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、三乙二醇单丁醚和正构烷烃的来源没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知来源的上述物质即可。在本发明的具体实施例中，优选使用市售的全氟辛基氯化铵碘化物、异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、三乙二醇单丁醚和正构烷烃。本发明利用清洗剂清洗油基或合成基钻井液。
本发明利用磷酸氢二钠和磷酸二氢钠作为缓冲溶液，通过不同结构的增稠剂达到一个初始黏度，并加入交联剂，在缓冲溶液作用下，不同的增稠剂以不同的方式(比如线性交联，空间网状交联)进行交联复配后，形成一个结构复杂的交联结构，得到一种流动状态较好的凝胶；该凝胶属于一个流动整体，在压差作用下很难在微孔隙(岩石孔隙)下流动，将该凝胶与清洗剂结合得到完井清洗液，从而达到保护储层的目的。
在本发明的实施例中，具体是将水、pH调节剂、增稠剂、交联剂和清洗剂混合得到完井清洗液。
本发明提供了上述技术方案所述的完井清洗液在深水或超深水钻探中的应用。本发明对于所述完井清洗液在深水或超深水钻探中的应用方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的完井清洗液的应用方法即可。
下面结合实施例对本发明提供的完井清洗液进行详细的说明，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
将如下重量份的各组分混合得到完井清洗液：100份水，1份pH调节剂，0.5份增稠剂，0.5份交联剂，10份清洗剂。
其中，pH调节剂是由磷酸氢二钠和磷酸二氢钠复配而成，二者的质量比为60:10；
增稠剂是由聚乙二醇，淀粉，魔芋胶和瓜儿豆胶复配而成，聚乙二醇、淀粉、魔芋胶和瓜儿豆胶的质量比为20:20:10:10；其中的淀粉为木薯淀粉；
交联剂是由20份硼酸、40份四硼酸钠、20份戊二醛复配而成，其中，硼酸、四硼酸钠和戊二醛的质量比为20:40:20；
清洗剂是由全氟辛基氯化铵碘化物、异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、三乙二醇单丁醚和正构烷烃复配而成；其中，全氟辛基氯化铵碘化物、异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、三乙二醇单丁醚和正构烷烃的质量比为1:5:10:10:30:30；其中的正构烷烃为C10-20的复合物。
实施例2
将如下重量份的各组分混合得到完井清洗液：100份水相，3份pH调节剂，10份增稠剂，5份交联剂，15份清洗剂。
其中，pH调节剂是由磷酸氢二钠和磷酸二氢钠复配而成，其中，磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的质量比为90:10；
增稠剂是由聚乙二醇、淀粉、魔芋胶和瓜儿豆胶复配而成；其中，聚乙二醇、淀粉、魔芋胶和瓜儿豆胶的质量比为40:40:30:30；其中的淀粉为马铃薯淀粉；
交联剂是由硼酸、四硼酸钠和戊二醛复配而成，其中，硼酸、四硼酸钠和戊二醛的质量比为40:60:50；
清洗剂是由全氟辛基氯化铵碘化物、异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、三乙二醇单丁醚和正构烷烃复配而成，其中，全氟辛基氯化铵碘化物、异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、三乙二醇单丁醚和正构烷烃的质量比为3:10:20:20:40:40；其中的正构烷烃为C16烷烃。
实施例3
将如下重量份的各组分混合得到完井清洗液：100份水相，3份pH调节剂，8份增稠剂，4份交联剂，20份清洗剂。
其中，pH调节剂是由磷酸氢二钠和磷酸二氢钠复配而成，其中，磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的质量比为70:20；
增稠剂是由聚乙二醇、淀粉、魔芋胶和瓜儿豆胶复配而成；其中，聚乙二醇、淀粉、魔芋胶和瓜儿豆胶的质量比为30:30:20:20；其中的淀粉为木薯淀粉和马铃薯淀粉按1:1复配使用；
交联剂是由硼酸、四硼酸钠和戊二醛复配而成，其中，硼酸、四硼酸钠和戊二醛的质量比为30:30:40；
清洗剂是由全氟辛基氯化铵碘化物、异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、三乙二醇单丁醚和正构烷烃复配而成，其中，全氟辛基氯化铵碘化物、异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、三乙二醇单丁醚和正构烷烃的质量比为2:7:15:15:35:35；其中的正构烷烃为C10-20复合物。
实施例4
将如下重量份的各组分混合得到完井清洗液：100份水相，2份pH调节剂，5份增稠剂，3份交联剂，30份清洗剂。
其中，pH调节剂是由磷酸氢二钠和磷酸二氢钠复配而成，其中，磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的质量比为75:25；
增稠剂是由聚乙二醇、淀粉、魔芋胶和瓜儿豆胶复配而成；其中，聚乙二醇、淀粉、魔芋胶和瓜儿豆胶的质量比为28:28:22:22；其中的淀粉为木薯淀粉和马铃薯淀粉按1:1复配使用；
交联剂是由硼酸、四硼酸钠和戊二醛复配而成，其中，硼酸、四硼酸钠和戊二醛的质量比为25:45:35；
清洗剂是由全氟辛基氯化铵碘化物、异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、三乙二醇单丁醚和正构烷烃复配而成，其中，全氟辛基氯化铵碘化物、异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、三乙二醇单丁醚和正构烷烃的质量比为2:8:16:16:36:36；其中的正构烷烃为C10-20复合物。
对比例1
按重量份数计，将100份海水，0.2份碳酸钠，0.1份氢氧化钠，0.5份黄原胶，2份淀粉和10份氯化钾混合，得到水基钻井液；将所述水基钻井液顶替油基钻井液或合成基钻井液，作为完井清洗液进行作业。
对比例2
按重量份数计，将100份海水和2份瓜尔豆胶混合，得到完井隔离液；将所述完井隔离液顶替油基钻井液或合成基钻井液，作为完井清洗液进行作业。
对比例3
按重量份数计，将100份海水和10份氯化钾混合，得到盐水完井液；将所述盐水完井液顶替油基钻井液或合成基钻井液，作为完井清洗液进行作业。
对实施例1～4和对比例1～3采用的完井清洗液进行性能测定，具体测定结果如表1所示。
表1实施例1～4和对比例1～3完井清洗液的各项性能
AV：流体的表观黏度，mPa·s；
ZHJDL：完井清洗液顶替合成基钻井液后的混浆降低率(相对于对比例3)，％；并在计算混浆量时要把完井液作为混浆的一部分进行计算；
Y：完井清洗液对管壁的清洗效率，％；
K：渗透率恢复值，％。
由以上实施例可知，以对比例3为参照(无完井清洗液)，对比例1的混浆降低率为13.6％，对比例2为高粘度的流体，混浆降低率仅为36.5％；而本发明的4个实施例的混浆降低率均达到了90％以上，能够有效的降低完井清洗液在顶替合成基钻井液过程中的混浆量，并且在完井清洗液顶替合成基钻井液时能够有效的对井壁进行清洗，清洗效率达到90％以上，且井壁润湿性反转为水润湿性，渗透率恢复值达到90％以上，具有很好的储层保护效果；而对比例1和对比例2的清洗效率最高也仅为25％，且润湿性依然保持为油润湿，渗透率恢复值最高也仅为60.5％，达不到保护储层的效果。
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 (10)
1.一种完井清洗液，包括如下重量份的组分：水100份，pH调节剂1-3份，增稠剂0.5-10份，交联剂0.5-5份，清洗剂10-30份。
2.根据权利要求1所述的完井清洗液，其特征在于，所述pH调节剂为磷酸氢二钠和磷酸二氢钠。
3.根据权利要求2所述的完井清洗液，其特征在于，所述磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的质量比为(60-90):(10-40)。
4.根据权利要求1所述的完井清洗液，其特征在于，所述增稠剂为聚乙二醇、淀粉、魔芋胶和瓜儿豆胶。
5.根据权利要求4所述的完井清洗液，其特征在于，所述聚乙二醇、淀粉、魔芋胶和瓜儿豆胶的质量比为(20-40)：(20-40)：(10-30)：(10-30)。
6.根据权利要求1所述的完井清洗液，其特征在于，所述交联剂为硼酸、四硼酸钠和戊二醛。
7.根据权利要求6所述的完井清洗液，其特征在于，所述硼酸、四硼酸钠和戊二醛的质量比为(20-40):(40-60):(20-50)。
8.根据权利要求1所述的完井清洗液，其特征在于，所述清洗剂为全氟辛基氯化铵碘化物、异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、三乙二醇单丁醚和正构烷烃。
9.根据权利要求8所述的完井清洗液，其特征在于，所述全氟辛基氯化铵碘化物、异构十三醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、三乙二醇单丁醚和正构烷烃的质量比为(1-3):(5-10):(10-20)：(10-20):(30-40):(30-40)。
10.权利要求1～9任一项所述的完井清洗液在深水或超深水钻探中的应用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180824 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |