CN108843973A

CN108843973A - 一种连续油管用降阻剂及制备方法和应用

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Publication number: CN108843973A
Application number: CN201810545936.0A
Authority: CN
Inventors: 杨军; 费节高; 尹俊禄; 高燕; 宇文昔涵; 廖乐军; 陈亚联; 安崇清
Original assignee: Changqing Downhole Operation Co of CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
Current assignee: China National Petroleum Corp; CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2018-05-31
Publication date: 2018-11-20
Anticipated expiration: 2038-05-31
Also published as: CN108843973B

Abstract

本发明提供了一种连续油管用降阻剂及制备方法和应用，由以下重量百分比的物质组成：基础油45‑60%、阴离子表面活性剂14‑18%、非离子表面活性剂15‑20%、缓蚀剂5‑8%，余量为水。本发明提供的这种连续油管用降阻剂，阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配使用用以将基础油乳化成小液滴分散于水溶液中，基础油起到润滑降阻作用，而缓蚀剂的加入用于降低溶液对连续油管的腐蚀作用。在连续油管下入过程中使用该降阻剂的水溶液，可有效降低连续油管与井筒内壁之间的摩擦阻力，从而提高连续管的下入深度和下入效率。此外，该降阻剂成本低廉、对油套管腐蚀性低、现场配置使用方便，可大规模应用。

Description

一种连续油管用降阻剂及制备方法和应用

技术领域

本发明属于油气田开发中连续油管施工技术领域，具体涉及一种连续油管用降阻剂及制备方法和应用。

背景技术

近年来，采用连续油管在水平井、大斜度井及侧钻井上作业的需求不断增加，由于此类复杂结构井的井筒轨道曲率变化较大, 连续油管下入时会遇到比直井更大的阻力。此外，连续油管自身的柔性及不能旋转性导致在其上加压困难，上述原因共同导致连续油管在下入过程中容易和井筒内壁之间产生摩擦阻力而自行锁定，从而不能下入到预定深度进行后续作业。

目前，连续油管下入过程中遇阻时会泵入降阻滑溜水进行润滑，但因其摩擦系数较高（约0.21），效果不是很理想。

根据降阻剂的作用原理可以将水基降阻剂可分为高柔性高分子和粘弹性表面活性剂两种。高分子量高柔性线性高分子主要包括聚丙烯酰胺类聚合物、羟丙基胍胶等植物胶高分子以及纤维素类高分子。高分子聚合物可以在流体当中自由伸展，抑制流体分子在湍流区发生的分子碰撞而产生的能量损耗，达到降阻的目的。高分子聚合物降阻剂的优点在于使用浓度低，较低浓度就可以实现降阻目的。

US 4615825 公开了采用十六烷基三甲基氢氧化铵、水杨酸、氢氧化钠按照适当比例复配可形成粘弹性表面活性剂；专利WO 116117A1 报道了利用阴离子表面活性剂（例如油酸钠）与阳离子表面活性剂（例如十八烷基三甲基氯化铵）按照一定比例复配，可形成具有粘弹性的体系；专利CN 1177974 描述了烷基甜菜碱与硫酸盐型或者磺酸盐型阴离子表面活性剂复配，形成一种粘弹性表面活性剂。US2010167967A1 报道了利用双子型阴离子表面活性剂与双子型阳离子表面活性剂复配形成的粘弹性表面活性剂。上述体系都具有一定的降阻性，但降阻率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续油管用降阻剂，在低浓度下可高效降阻润滑，提高连续油管下入深度和下入效率。

本发明的另一个目的在于提供一种连续油管用降阻剂的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种连续油管用降阻剂的应用。

本发明提供的技术方案如下：

一种连续油管用降阻剂，由以下重量百分比的物质组成：基础油45-60%、阴离子表面活性剂14-18%、非离子表面活性剂15-20%、缓蚀剂5-8%，余量为水。

所述基础油为60N基础油或100N基础油。

所述阴离子表面活性剂为石油磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。

所述非离子表面活性剂为油酸二乙醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚的复配物。

所述缓蚀剂为吗啉或二乙醇胺或吗啉和二乙醇胺中两者的复配物。

所述油酸二乙醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚的复配比为1:1-1.5。

一种连续油管用降阻剂的制备方法，将配方量的基础油、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂混合搅拌均匀后加热至65-75℃，然后加入配方量的缓蚀剂和水，继续搅拌30min，冷却后得到棕黄色透明油状降阻剂。

一种连续油管用降阻剂的应用，在连续油管入井过程中，降低连续油管与井筒内壁之间的摩擦阻力。

通过地面泵注系统将降阻剂的水溶液在井筒内进行循环，使连续油管与井筒内壁之间充满降阻剂水溶液，其中，降阻剂水溶液质量浓度为1-5%。

本发明的有益效果是：

本发明提供的这种连续油管用降阻剂，阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配使用用以将基础油乳化成小液滴分散于水溶液中，基础油起到润滑降阻作用，而缓蚀剂的加入用于降低溶液对连续油管的腐蚀作用。

在连续油管下入过程中使用该降阻剂的水溶液，可有效降低连续油管与井筒内壁之间的摩擦阻力，从而提高连续管的下入深度和下入效率。此外，该降阻剂成本低廉、对油套管腐蚀性低、现场配置使用方便，可大规模应用。

下面将结合附图做进一步详细说明。

附图说明

图1是降阻剂水溶液质量浓度1%和3%的摩擦系数-时间曲线。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供了一种连续油管用降阻剂，由以下重量百分比的物质组成：基础油45-60%、阴离子表面活性剂14-18%、非离子表面活性剂15-20%、缓蚀剂5-8%，余量为水。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种连续油管用降阻剂，由以下重量百分比的物质组成：基础油50%、阴离子表面活性剂14%、非离子表面活性剂20%、缓蚀剂6%，余量为水。

制备方法：

将50wt.%的基础油60N、14wt.%的石油磺酸钠、10wt.%脂肪醇聚氧乙烯醚和10wt.%的油酸二乙醇酰胺混合后搅拌加热至65℃，随后加入3wt.%吗啉和3wt.%二乙醇胺，加入余量水使各组分质量百分数总和为100%，继续搅拌30min，冷却后得到棕黄色透明油状降阻剂。

在本实施例中，基础油为60N基础油；阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；非离子表面活性剂为油酸二乙醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚（聚合度10-20）的复配物，其中，以占降阻剂的质量百分比计，脂肪醇聚氧乙烯醚10%，油酸二乙醇酰胺10%；缓蚀剂为吗啉和二乙醇胺中两者的复配物，以占降阻剂的质量百分比计，吗啉3%，二乙醇胺3%。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种连续油管用降阻剂，由以下重量百分比的物质组成：基础油55%、阴离子表面活性剂16%、非离子表面活性剂18%、缓蚀剂6%，余量为水。

制备方法：

将55wt.%的基础油60N、8wt.%的石油磺酸钠、8wt.%十二烷基苯磺酸钠、8wt.%脂肪醇聚氧乙烯醚和10wt.%的油酸二乙醇酰胺混合后搅拌加热至70℃，随后加入4wt.%吗啉和2wt.%二乙醇胺，加入余量水使各组分质量百分数总和为100%，继续搅拌30min，冷却后得到棕黄色透明油状降阻剂。

在本实施例中，基础油为60N基础油；阴离子表面活性剂为石油磺酸钠和十二烷基硫酸钠的复配物，以占降阻剂的质量百分比计，石油磺酸钠8%，十二烷基硫酸钠8%；非离子表面活性剂为油酸二乙醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚（聚合度10-20）的复配物，其中，以占降阻剂的质量百分比计，脂肪醇聚氧乙烯醚8%，油酸二乙醇酰胺10%；缓蚀剂为吗啉和二乙醇胺中两者的复配物，以占降阻剂的质量百分比计，吗啉4%，二乙醇胺2%。

实施例4：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种连续油管用降阻剂，由以下重量百分比的物质组成：基础油50%、阴离子表面活性剂18%、非离子表面活性剂20%、缓蚀剂6%，余量为水。

制备方法：

将50wt.%的基础油100N、9wt.%的石油磺酸钠、9wt.%十二烷基苯磺酸钠、8wt.%脂肪醇聚氧乙烯醚和12wt.%的油酸二乙醇酰胺混合后搅拌加热至70℃，随后加入6wt.%吗啉，加入余量水使各组分质量百分数总和为100%，继续搅拌30min，冷却后得到棕黄色透明粘稠降阻剂。

在本实施例中，基础油为100N基础油；阴离子表面活性剂为石油磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠的复配物，以占降阻剂的质量百分比计，石油磺酸钠9%，十二烷基苯磺酸钠9%；非离子表面活性剂为油酸二乙醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚（聚合度10-20）的复配物，其中，以占降阻剂的质量百分比计，脂肪醇聚氧乙烯醚8%，油酸二乙醇酰胺12%；缓蚀剂为吗啉。

实施例5：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种连续油管用降阻剂，由以下重量百分比的物质组成：基础油55%、阴离子表面活性剂15%、非离子表面活性剂18%、缓蚀剂7%，余量为水。

制备方法：

将55wt.%的基础油100N、7wt.%的石油磺酸钠、4wt.%十二烷基苯磺酸钠、4wt.%十二烷基硫酸钠、8wt.%脂肪醇聚氧乙烯醚和10wt.%的油酸二乙醇酰胺混合后搅拌加热至70℃，随后加入5wt.%吗啉和2wt.%二乙醇胺，加入余量水使各组分质量百分数总和为100%，继续搅拌30min，冷却后便得到棕黄色透明粘稠降阻剂。

在本实施例中，基础油为100N基础油；阴离子表面活性剂为石油磺酸、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠三者的复配物，以占降阻剂的质量百分比计，石油磺酸钠7%，十二烷基硫酸钠4%，十二烷基苯磺酸钠4；非离子表面活性剂为油酸二乙醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚（聚合度10-20）的复配物，其中，以占降阻剂的质量百分比计，脂肪醇聚氧乙烯醚8%，油酸二乙醇酰胺10%；缓蚀剂为吗啉和二乙醇胺中两者的复配物，以占降阻剂的质量百分比计，吗啉5%，二乙醇胺2%。

实施例6：

本实施例提供了一种连续油管用降阻剂的应用，在连续油管入井过程中，降低连续油管与井筒内壁之间的摩擦阻力。

在本实施例中，对质量浓度为1%和3%的降阻剂（实施例4制备的）水溶液进行室内试验。摩擦系数-时间曲线如图1所示。试验证明，该降阻剂易在清水中分散形成乳白色溶液，且降阻效果明显。

本发明中所涉及的降阻剂是以清水稀释液的形式使用的，使用浓度1wt.% -5wt.%。连续油管入井过程中，通过地面泵注系统将该降阻剂的水溶液在井筒内进行循环，使连续油管与井筒内壁之间充满该液体进而起到降低两者之间摩擦阻力作用。

综上所述，本发明提供的这种连续油管用降阻剂，阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配使用用以将基础油乳化成小液滴分散于水溶液中，基础油起到润滑降阻作用，而缓蚀剂的加入用于降低溶液对连续油管的腐蚀作用。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。实施例没有详细叙述的试验方法和测试方法属本行业的公知技术，这里不一一叙述。

Claims

1.一种连续油管用降阻剂，其特征在于，由以下重量百分比的物质组成：基础油45-60%、阴离子表面活性剂14-18%、非离子表面活性剂15-20%、缓蚀剂5-8%，余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种连续油管用降阻剂，其特征在于：所述基础油为60N基础油或100N基础油。

3.根据权利要求1所述的一种连续油管用降阻剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为石油磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种连续油管用降阻剂，其特征在于：所述非离子表面活性剂为油酸二乙醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚的复配物。

5.根据权利要求1所述的一种连续油管用降阻剂，其特征在于：所述缓蚀剂为吗啉或二乙醇胺或吗啉和二乙醇胺中两者的复配物。

6.根据权利要求4所述的一种连续油管用降阻剂，其特征在于：所述油酸二乙醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚的复配比为1:1-1.5。

7.根据权利要求1所述的一种连续油管用降阻剂的制备方法，其特征在于：将配方量的基础油、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂混合搅拌均匀后加热至65-75℃，然后加入配方量的缓蚀剂和水，继续搅拌30min，冷却后得到棕黄色透明油状降阻剂。

8.根据权利要求1所述的一种连续油管用降阻剂的应用，其特征在于：在连续油管入井过程中，降低连续油管与井筒内壁之间的摩擦阻力。

9.根据权利要求8所述的一种连续油管用降阻剂的应用，其特征在于：通过地面泵注系统将降阻剂的水溶液在井筒内进行循环，使连续油管与井筒内壁之间充满降阻剂水溶液，其中，降阻剂水溶液质量浓度为1-5%。