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一种用于低孔低渗储层的保护液 Download PDF

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Abstract

本发明具体涉及一种用于低孔低渗储层的保护液，属于石油开采技术领域。本发明的保护液由以下重量份数的组分组成：膨润土4～6份、纯碱0.3～0.4份、包被剂0.3～0.5份、降滤失剂0.4～0.6份、成膜剂1.5～2份、水100份；所述成膜剂为无渗透钻井液处理剂CY‑1、成膜抗压剂CY‑3中的至少一种。本发明的保护液功能多、适应性强，既可用作储层保护液，又可用作钻井液。本发明的保护液能够有效保护低孔低渗储层，既可以降低滤失量，保护油气层；同时又可以降低压差卡钻、稳定井壁。

Description

一种用于低孔低渗储层的保护液
技术领域
本发明具体涉及一种用于低孔低渗储层的保护液，属于石油开采技术领域。
背景技术
目前多数油田进入开发后期，石油产量递减严重，急需找到接替的新增储量。因此，在低孔低渗储层中寻找新增储量迫在眉睫。低孔低渗储层由于储层孔喉小、毛管压力高易发生水锁，同时低孔低渗储层中黏土矿物含量高易引起水敏。在低孔低渗储层的勘探过程中，存在井壁坍塌、卡钻等井下复杂情况；并且钻井周期长，可能引起钻井液中的固液相对储层浸泡时间长从而造成渗透率下降，使储层产量降低，影响油气层的发现。因此，储层保护液的研发及使用是解决低孔低渗储层的保护问题的有效途径之一。
申请公布号为CN106479458A的中国发明专利申请文件公开了一种双膜承压水基钻井液。按质量份数计，该双膜承压水基钻井液包括以下物质：水1000份、膨润土10～30份、纯碱5～10份、封堵剂20～30份、成膜剂30～50份、包被剂2～5份、泥页岩抑制剂30～50份、pH调节剂5～10份、流型调节剂5～20份、降滤失剂10～40份和井壁稳定剂20～30份；所述成膜剂为BT-100水基成膜封堵剂。该双膜承压水基钻井液有效解决了页岩气二开大井眼井段易漏、易垮的问题，但是对于钻井液的承压能力未公开。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于低孔低渗储层的保护液，该保护液形成的保护膜具有较高的承压能力，能够对低孔低渗储层起到很好的保护作用。
为实现上述目的，本发明的用于低孔低渗储层的保护液所采用的技术方案为：
一种用于低孔低渗储层的保护液，由以下重量份数的组分组成：膨润土4～6份、纯碱0.3～0.4份、包被剂0.3～0.5份、降滤失剂0.4～0.6份、成膜剂1.5～2份、水100份；所述成膜剂为无渗透钻井液处理剂CY-1、成膜抗压剂CY-3中的至少一种。
本发明的保护液主要由钻井液和成膜剂两部分组成，既可用作储层保护液，也可用作钻井液。其中主要由膨润土、纯碱、包被剂以及降滤失剂组成的钻井液具有保护储层、降低压差卡钻、稳定井壁的作用。其中纯碱能够提高膨润土的造浆率，从而提高钻井液的粘度和切力。成膜剂与钻井液协同作用在井壁上形成了一种承压能力可以达到10～15MPa的屏蔽保护膜，既可以降低滤失量，保护油气层；同时可以提高井壁承压能力，进一步稳定井壁，降低了压差卡钻的风险。本发明的保护液主要应用于低孔低渗储层的保护工艺中。本发明的保护液还具有良好的返排性能。
采用本发明的保护液后储层的岩心渗透率仍能达到85％以上，能够降低储层伤害，有效保护储层，有利于油气层的发现和提高产量。
所述包被剂为聚合物包被剂。包被剂能够有效包被钻屑，有利于稳定井壁。
优选的，聚合物包被剂为包被剂FA367、聚丙烯酰胺钾盐、PAC141中的至少一种。
为降低成本并保证低滤失量，所述降滤失剂为低粘度羧甲基纤维素、聚丙烯腈盐中的至少一种。
所述膨润土的膨胀倍数为12～20mL/g，平均粒径为50～70μm。
具体实施方式
优选的，本发明的用于低孔低渗储层的保护液，由以下重量份数的组分组成：膨润土4～6份、纯碱0.3～0.4份、包被剂0.3～0.5份、降滤失剂0.4～0.6份、成膜剂1.5～2份、水100份；所述成膜剂为无渗透钻井液处理剂CY-1、成膜抗压剂CY-3中的至少一种。
所述降滤失剂为低粘度羧甲基纤维素、聚丙烯腈盐中的至少一种。所述聚丙烯腈盐为聚丙烯腈铵盐、聚丙烯腈钾盐中的至少一种。
优选的，降滤失剂为低粘度羧甲基纤维素。
所述低粘度羧甲基纤维素的水溶液的粘度为7～12mPa·s。
优选的，膨润土为钠基膨润土。
优选的，膨润土的膨胀倍数为18mL/g，平均粒径为62μm。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例的用于低孔低渗储层的保护液，由以下重量份数的组分组成：膨润土4份、纯碱0.3份、包被剂0.4份、降滤失剂0.5份、成膜剂1.5份、水100份。其中包被剂为两性离子聚合物强包被剂FA367(生产厂家为河南金马石油科技有限公司)；降滤失剂为低粘度羧甲基纤维素(CMC-LV，生产厂家为濮阳市金泰化工有限公司，其水溶液粘度为9mPa·s)；成膜剂为无渗透钻井液处理剂CY-1(生产厂家为巩义市丰业石油助剂有限公司)；所用膨润土为钠基膨润土，在水中的膨胀倍数为18mL/g，颗粒平均粒径为62μm。
实施例2
本实施例的用于低孔低渗储层的保护液，由以下重量份数的组分组成：膨润土4份、纯碱0.3份、包被剂0.3份、降滤失剂0.6份、成膜剂1.8份、水100份。其中包被剂为聚丙烯酰胺钾盐KPAM(生产厂家为河南金马石油科技有限公司)；降滤失剂为低粘度羧甲基纤维素(CMC-LV，生产厂家为濮阳市金泰化工有限公司，其水溶液粘度为9mPa·s)；成膜剂为无渗透钻井液处理剂CY-1(生产厂家为巩义市丰业石油助剂有限公司)；所用膨润土为钠基膨润土，在水中的膨胀倍数为18mL/g，颗粒平均粒径为62μm。
实施例3
本实施例的用于低孔低渗储层的保护液，由以下重量份数的组分组成：膨润土5份、纯碱0.4份、包被剂0.5份、降滤失剂0.5份、成膜剂2.0份、水100份。其中包被剂为两性离子聚合物强包被剂FA367(生产厂家为河南金马石油科技有限公司)；降滤失剂为水解聚丙烯腈铵盐NH4HPAN(生产厂家为濮阳市金泰化工有限公司，其水溶液的粘度为7mPa·s)；成膜剂为成膜抗压剂CY-3(生产厂家为巩义市丰业石油助剂有限公司)；所用膨润土为钠基膨润土，在水中的膨胀倍数为18mL/g，颗粒平均粒径为62μm。
实施例4
本实施例的用于低孔低渗储层的保护液，由以下重量份数的组分组成：膨润土6份、纯碱0.3份、包被剂0.5份、降滤失剂0.6份、成膜剂1.5份、水100份。膨润土为钠基膨润土，其膨胀倍数及平均粒径同实施例1；包被剂为PAC141(生产厂家为河南金马石油科技有限公司)；降滤失剂为低粘度羧甲基纤维素(CMC-LV，生产厂家为濮阳市金泰化工有限公司，其水溶液粘度为9mPa·s)；成膜剂为无渗透钻井液处理剂CY-1(生产厂家为巩义市丰业石油助剂有限公司)。
在本发明的其他实施例中，采用膨胀倍数在12～20mL/g范围内，平均粒径在50～70μm范围内的钠基膨润土。
对比例1
本对比例的保护液，由以下重量份数的组分组成：钠基膨润土4份、纯碱0.3份、包被剂0.5份、降滤失剂0.5份、储层保护剂2份、水100份。钠基膨润土的膨胀倍数及平均粒径同实施例1；包被剂为两性离子聚合物包被剂FA367(生产厂家为河南金马石油科技有限公司)；降滤失剂为水解聚丙烯腈铵盐NH4HPAN(生产厂家为濮阳市金泰化工有限公司，其水溶液的粘度为7mPa·s)；储层保护剂为无渗透钻井液处理剂(即非渗透抗压处理剂KSY，生产厂家为河南金马石油科技有限公司)。
对比例2
本对比例的保护液，由以下重量份数的组分组成：钠基膨润土5份、纯碱0.4份、包被剂0.4份、降滤失剂0.6份、储层保护剂1.8份、水100份。钠基膨润土的膨胀倍数及平均粒径同实施例1；包被剂为两性离子聚合物包被剂FA367(生产厂家为河南金马石油科技有限公司)；降滤失剂为低粘度羧甲基纤维素(CMC-LV，生产厂家为濮阳市金泰化工有限公司，其水溶液粘度为9mPa·s)；储层保护剂为无渗透钻井液处理剂(即非渗透抗压处理剂KSY，生产厂家为河南金马石油科技有限公司)。
对比例3
本对比例的保护液，由以下重量份数的组分组成：钠基膨润土6份、纯碱0.3份、包被剂0.5份、降滤失剂0.6份、储层保护剂1.5份、水100份。钠基膨润土的膨胀倍数及平均粒径同实施例1；包被剂为聚丙烯酰胺钾盐KPAM(生产厂家为河南金马石油科技有限公司)；降滤失剂为低粘度羧甲基纤维素(CMC-LV，生产厂家为濮阳市金泰化工有限公司，其水溶液粘度为9mPa·s)；储层保护剂为无渗透钻井液处理剂(即非渗透抗压处理剂KSY，生产厂家为河南金马石油科技有限公司)。
对比例4
本对比例的保护液，由以下重量份数的组分组成：钠基膨润土6份、纯碱0.3份、降滤失剂0.6份、成膜剂1.5份、水100份。钠基膨润土的膨胀倍数及平均粒径同实施例1；降滤失剂为低粘度羧甲基纤维素(CMC-LV，生产厂家为濮阳市金泰化工有限公司，其水溶液粘度为9mPa·s)；成膜剂为无渗透钻井液处理剂CY-1(生产厂家为巩义市丰业石油助剂有限公司)。
试验例1
对实施例1～4以及对比例1～4中的保护液采用保护液高温高压可视沙床滤失仪(规格型号为：TSCL-3A)进行承压能力测试。具体测试过程为：
(1)制作砂床：向高温高压可视沙床滤失仪的圆柱筒体(耐压20MPa的蓝宝石玻璃杯)中加入350cm3 100～120目砂子，摇匀；
(2)加入400cm3～500cm3的保护液，将圆柱筒体固定在仪器架上并封固好上下通道；
(3)打开气源压力调至0.69MPa，同时打开上下开关，在30min过程中保护液侵入砂床形成稳定的泥饼；
(4)形成泥饼后，再次逐次加压至4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、10MPa、11MPa、13MPa、14MPa、15MPa等，直至测量30min后砂床漏失，砂床漏失前一个压力值为保护液最大可承受的压力。
测试结果如表1所示。
表1承压性能测试结果
样品 最大承压强度(MPa)
实施例1 11
实施例2 13
实施例3 14
实施例4 12
对比例1 7
对比例2 6
对比例3 6
对比例4 8
试验例2
对实施例1～4以及对比例1～4中的保护液采用高温高压动态污染仪(型号：DV-Ⅱ)进行返排性能测试(参照标准：SY/T6540-2002)，具体测试过程为：
(1)用标准盐水测岩心正向原始渗透率K1(具体测试过程参照SY/T5358-2002)；
(2)采用保护液对岩心进行反向损害，保护液在岩心端面成膜。损害条件：温度为80℃，压差3.5MPa，转速100r/min，损害时间2h；
(3)然后用标准盐水测经过反向损害的岩心的正向渗透率K2，分析返排解堵效果；
(4)计算渗透率恢复值，渗透率恢复率＝K2÷K1×％。
测试结果如表2所示。
表2岩心渗透率恢复率
样品 岩心渗透率恢复率(％)
实施例1 85.2
实施例2 88.6
实施例3 91.5
实施例4 85.7
对比例1 78.1
对比例2 76.4
对比例3 73.7
对比例4 79.2
由表2可知，本发明的保护液对储层的伤害程度小，具有较好的返排性能。

Claims (5)

1.一种用于低孔低渗储层的保护液，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：膨润土4～6份、纯碱0.3～0.4份、包被剂0.3～0.5份、降滤失剂0.4～0.6份、成膜剂1.5～2份、水100份；所述成膜剂为无渗透钻井液处理剂CY-1、成膜抗压剂CY-3中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的用于低孔低渗储层的保护液，其特征在于，所述包被剂为聚合物包被剂。
3.根据权利要求2所述的用于低孔低渗储层的保护液，其特征在于，所述聚合物包被剂为包被剂FA367、聚丙烯酰胺钾盐、PAC141中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的用于低孔低渗储层的保护液，其特征在于，所述降滤失剂为低粘度羧甲基纤维素、聚丙烯腈盐中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的用于低孔低渗储层的保护液，其特征在于，所述膨润土的膨胀倍数为12～20mL/g，平均粒径为50～70μm。
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