CN109021944A - 油层保护剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油层保护剂，其特征在于，包括以重量份计的20～40份硬脂酸盐、30～40份磺化褐煤树脂、5～10份防水锁剂和20～35份乳化植物油渣；该油层保护剂油溶性好，配伍性佳，且具有较好的渗透率恢复值，同时，由于该油层保护剂具有一定温度下(超过50℃)可变性的特点，可在井壁表面形成致密屏蔽带，可有效阻止钻井液及后续完井液继续对储层的污染。

Description

油层保护剂

技术领域

本发明涉及油气田井下作业技术领域，特别涉及一种油层保护剂。

背景技术

在油气田的开采过程中，钻完井作业的各个环节都可能存在对储层的损害。 钻井液作为最先接触储层的流体，也是从钻开储层开始，一直持续到储层完成固 井或替换为盐水压井液这一长时间阶段会对储层造成损害的流体。因此，做好钻 井液的储层保护工作，是储层保护的关键环节，也是后续完井作业过程中储层保 护工作的基础，对提高油田勘探开发效益至关重要。

华北油田原有的油层保护剂主要是超细碳酸钙、超低渗处理剂、单封等材料 组成，油溶性较差，其油溶性<10％，室内实验评价渗透率恢复值较低，其现场 钻井液的渗透率恢复值<65％，达不到现场钻井液的渗透率恢复值>85％，即保护 油层的要求。同时，由于华北油田东营组地层造浆率较高，造成现场的钻井液膨 润土含量较高，即膨润土含量>80g/L，原有的超细碳酸钙，超低渗、单封等油层 保护剂加入到钻井液后对粘度影响较大，具体地，粘度升高幅度>20％，导致现 场存在油层保护剂无法按设计的加量加入，而钻井液中油层保护剂含量不足也导 致现场的油层保护效果较差，表现为储层的测试结果表皮系数>0，即储层的渗透 率小于地层原始的渗透率，渗透率的降低直接影响油井的产量。

华北油田大部分储层为砂岩油藏，中低渗透储量占相当大的比例。据统计， 低渗透储量接近四分之三，可见，随着勘探程度的提高，低渗透储层所占比重将 越来越大。中低渗透储层在钻完井过程中易于受到损害，且一旦发生损害就难以 解除。下表为2012年～2014年统计出的华北油田开发井存在储层污染问题的数量 统计。

从统计结果可知，华北油田60％的开发井存在储层污染的问题，因此有必要 研发新的油层保护剂，提高华北油田的油层保护技术水平。满足华北油田低渗透 储层高效勘探开发的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决现有油层保护剂的现场钻井液的渗透率恢复 值较低导致储层污染的油层保护剂。

为此，本发明技术方案如下：

一种油层保护剂，包括以重量份计的20～40份硬脂酸盐、30～40份磺化褐煤 树脂、5～10份防水锁剂和20～35份乳化植物油渣。

其中，硬脂酸盐具有油溶性，进而增加油层保护剂的油溶率，保证在油井投 产后可以溶解于原油，有利于提高储层的渗流通道；褐煤树脂用于降低钻井液的 API滤失量和高温高压滤失量，使其与钻井液中的膨润土形成薄而韧的泥饼，提 高钻井液的封堵护壁能力；防水锁剂用于降低储层的水锁效应，避免因水锁导致 储层渗透率受到损害；乳化植物油渣为豆油、棉籽油下脚料，其在该有层保护剂 中用于提高钻井液对井壁的涂覆能力，利用其超过50℃后呈现的变性对井壁进行 涂覆，提高钻井液的泥饼的致密程度，降低钻井液泥饼的渗透率，从而减少钻井 液滤液和后续完井液侵入储层的量，达到保护储层的目的。

优选，所述硬脂酸盐为硬脂酸铝或硬脂酸钙。

优选，所述防水锁剂为阴离子型有机硅表面活性剂。

现场使用时，将该油层保护剂中的各组分通过充分混合、干燥、破碎后即得 到相应产品。

与现有技术相比，该油层保护剂油溶性好，配伍性佳，且具有较好的渗透率 恢复值，同时，由于该油层保护剂具有一定温度下(超过50℃)可变性的特点， 可在井壁表面形成致密屏蔽带，可有效阻止钻井液及后续完井液继续对储层的污 染。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明 有任何限制。

根据下表1制备四种油层保护剂产品。

表1：

其中，实施例1-4中的硬脂酸铝、硬脂酸钙、磺化褐煤树脂、阴离子型有机 硅表面活性剂和乳化植物油渣均购自市售产品。

该油层保护剂具体制备方法为：按照表1各组分进行称量，然后将称量好的 各组分通过充分混合后，干燥、破碎得到相应产品。

实施例1～4制备的油层保护剂为灰黑色粉末，四种产品均符合产品技术要求， 即筛余(0.45mm)≤10.0％，油溶率：≥50.0％，荧光级别：≤4级。

首先对实施例1～4制备的油层保护剂进行流变性能和降滤失性能的测试。

具体测试方法为：将实施例样品按比例加入取自现场的钻井液杯子中，在 11000转/分转速条件下高速搅拌20min后，使用六速旋转粘度计测定 的读数，按照动切力＝表观粘度-塑性粘度初切为六速粘度计静止10秒后测读数的一半，终 切为六速粘度计静止10min后测读数的一半，HTHP滤失量是在93℃下、 3.5MPa测定30min滤失量的读数乘以2，中压滤失量为0.69MPa常温下、30min 的滤失量读数。测试结果见表2。

其中，雁60平4井浆的配方为：5％膨润土+0.2％纯碱+0.1％烧碱+0.3％聚丙 烯酸钾+0.7％铵盐+0.4％黑色正电胶+1.5％阳离子乳化沥青+2％极压润滑剂+1.5％ 磺化酚醛树脂+1.5％降滤失剂+1％石墨+2％磺化沥青+2％超细碳酸钙+1％单封+重 晶石(视密度确定加量)。

表2：

通过上表2中的测试结果可知，实施例1～4在现场钻井液中表观粘度、塑性 粘度和动切力上下波动不大，均不超过现场浆粘度的20％，符合现场施工要求； 其中，由于实施例2制备的油层保护剂的高温高压滤失量和中压的滤失量最小， 因而为该油层保护剂的最佳实施例。

进一步对油层保护剂的渗透率恢复值进行实验评价。具体地，采用兰6井岩 心作为实验岩心，按照SY/T6540-2002《钻井液完井液损害储层室内评价方法》； 其中，实验例1的实验液体为兰45井井浆，井浆具体配方为：5％膨润土+0.2％ 纯碱+0.1烧碱+0.3％聚丙烯酸钾+1％铵盐+2％降滤失剂+1％单封+2％润滑剂+1％ 乳化石蜡+1％石墨+重晶石(视密度确定加量)。其中加入有占井浆总质量2％实 施例2的油层保护剂产品；实验例2的实验液体为兰45井井浆作为参照组。实 验结果如表3所示。

表3：

在表3中，K₀、Kw分别表示地层煤油测渗透率、伤害后的地层煤油测渗透 率。从上表3可以看出，油层保护剂的加入能够有效提高岩心的渗透率恢复值， 具体地，使岩心的渗透率恢复值从56.8提升至86.8，确实起到保护储层的目的。

此外，将实施例1～4制备的油层保护剂与钻井液常用的磺化酚醛树脂、润滑 剂、降滤失剂等处理剂进行混合使用时，没有出现起泡、粘度大幅度变化等现象， 可见该油层保护专用剂与其它钻井液处理剂配伍性好，性质稳定。并且，当其与 钻井液中粘土接触时，由于磺化褐煤树脂和乳化植物油渣中具有的亲水基团可吸 附在粘土表面，或挤入细小的孔喉中，形成封堵，效果良好。

与此同时，该油层保护剂经过在华北油田固417x、固419x、固420x、固46-2、 庄3-1井、西41-1、西41-4井、兰14、兰16、兰17、兰45、高保1、家30、束 8、曹53、固421、固412、务古28-20x等超过30口井的现场试验，具有与现场 钻井液配伍性好，现场测试保护油层效果好的优点。

其中，以其在华北油田固417x施井工情况为例。该井的井浆配方：5％膨润 土+0.2％纯碱+0.1烧碱+0.3％聚丙烯酸钾+1％铵盐+2％降滤失剂+1％单封+2％润 滑剂+1％乳化石蜡+1％乳化沥青++2磺化酚醛树脂+1％石墨+重晶石(视密度确定 加量)。

表4：

由表4可以看出，油层保护剂加入钻井液后对钻井液的流变性几乎没有影响， 且对钻井液的API滤失量具有一定的降低作用，这说明油层保护剂的加入可以改 善钻井液的泥饼，避免后续完井液过多进入储层，达到减轻储层污染的目的。

进一步为考察油层保护剂在现场应用过程中对钻井液体系的影响，在固417x 井钻进过程中取不同井深测量的钻井液性能。

如表5所示为上述表4种中在聚合物(固417x/1570m)的钻井液体系下井浆 中加入有1wt.％的油层保护剂的施工过程中的测试结果。

表5：

从上表5中可以看出，储层保护剂与钻井液配伍性好，钻井液密度、粘度均 较好地保持在设计范围内；随着储层保护剂加入，滤失量、泥饼质量有所改善， 具有一定的井壁稳定效果。

为考察油层保护剂对渗透率恢复值的影响，在室内对加入由油层保护剂的现 场浆进行了渗透率恢复值的实验，实验结果见表6：

表6：

根据上表6所示测试结，钻井液能够在循环后形成致密的泥饼；动态损害后， 岩心渗透率反排恢复率为88.26％-95.48％，平均90.70％；高于油层保护对现场钻 井液大于85％的要求，说明加入该油层保护剂YDJ的钻井液具有较好的油层保 护作用。

此外，对上述实施过油层保护措施井的表皮系数进行测试。部分测试结果如 下表7所示。

表7：

如表7所示可知部分井测试的井数据其表皮系数均小于0，说明各井未受到 污染，可见通过采用本申请的公开的油层保护剂能够有效减小井下污染。

Claims (3)

1.一种油层保护剂，其特征在于，包括以重量份计的20～40份硬脂酸盐、30～40份磺化褐煤树脂、5～10份防水锁剂和20～35份乳化植物油渣。

2.根据权利要求1所述的油层保护剂，其特征在于，所述硬脂酸盐为硬脂酸铝或硬脂酸钙。

3.根据权利要求1所述的油层保护剂，其特征在于，所述防水锁剂为阴离子型有机硅表面活性剂。