CN113278407A - 一种钻井液聚醚多元醇类解卡材料及其制备方法和使用方法 - Google Patents

一种钻井液聚醚多元醇类解卡材料及其制备方法和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钻井液聚醚多元醇类解卡材料及其制备方法和使用方法，属于油基或水基钻井液解卡技术领域，该聚醚多元醇类解卡材料按质量百分比计，包括主剂：聚氧乙烯醚60‑70％；辅剂：月桂醇5‑8％；溶剂：丙二醇5‑8％；破胶剂：叔丁基过氧化氢0.1‑0.2％；破乳剂：聚氧乙烯烷基甲苯酚醚0.1‑0.2％；余量为水。该聚醚多元醇类解卡材料制备方法简单易操作，其外观呈无色或浅黄色透明液体，不具挥发性、不具可燃性、不具爆炸性、不属于危险化学品，能与水、醇混溶，能够很快作用于油基或水基钻井液中，快速解除钻井过程中的卡钻事故，能够产生较大的经济利益和社会效益，具有广阔的应用前景。

Description

一种钻井液聚醚多元醇类解卡材料及其制备方法和使用方法
技术领域
本发明属于石油钻井技术领域，更具体地说，特别涉及一种钻井液聚醚多元醇类解卡材料及其制备方法和使用方法，能有效解除油基或水基钻井液粘附卡钻事故，确保顺利钻进，缩短工程周期，具有解卡快、抗高温的水溶性复配物。
背景技术
1、在钻井过程中，由于地质和钻井液性能以及操作的原因，造成钻具被卡在井筒内，用液体去进行解卡，这种液体被称为解卡剂，目的在于解除钻具卡在井中。
2、现有的解卡剂的技术现状：随着钻井工程的实施，解卡技术就相应而生，在上世纪70年代前，主要用机械解卡。从80年代开始，使用液体解卡成为主流，因为液体解卡使用方便，成功率高。解卡剂可以分为两类一类是水基解卡剂，这类解卡剂的各组分或单一化合物是可以水溶性的，在钻具被卡位置，灌满该解卡剂进行浸泡，降低或消除钻柱与泥饼的粘附，达到解卡目的。
3、水性钻井解卡剂。目前大部分解卡剂是水溶性的，容易与钻具所在的卡点附近的地层中的粘土发生水化膨胀，导致井眼缩小，延长解卡时间，甚至无法解卡；容易与井筒内的钻井液混合，出现严重的不配伍，影响钻井液性能，会导致更为严重的井下复杂。
4、油性解卡剂。这类解卡剂主要是有机膨润土凝胶剂，可用作润滑脂稠化剂，油漆的防沉降剂和增稠剂以及原油(柴油)混合物，在钻具被卡位置，灌满该解卡剂进行浸泡，降低或消除钻柱与泥饼的粘附，达到解卡目的。不足之处是使用了多种氢型膨润土和季胺盐或季胺盐与叔胺混合物，目的是防止地层中的粘土膨胀，降低钻具与井壁的粘滞性，浸泡时间非常长，长达数天之久，解卡不迅速；添加剂太多，成本相应增高，不利于推广使用；密度调整范围较窄，尤其是气田钻井发生粘吸卡钻时，由于高压、超高压气层的存在，常常需要将解卡剂密度调整到2.0g/cm3以上，该技术满足不了此要求；有机组分太多，其抗盐性能较差，不能满足盐膏层解卡要求。
发明内容
有鉴于此，本发明目的之一在于提供一种钻井液用聚醚多元醇类解卡材料；目的之二在于提供一种钻井液用聚醚多元醇类解卡材料的制备方法；目的之三在于提供一种钻井液用聚醚多元醇类解卡材料的使用方法，使其同时适用于油基和水基钻井液解卡。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
优选的，一种钻井液聚醚多元醇类解卡材料及其制备方法和使用方法，材料按质量百分比计，所述聚醚多元醇类解卡材料包括如下组分：
主剂：聚氧乙烯醚60-70％；
辅剂：月桂醇5-8％；
溶剂：丙二醇5％、丁二醇1-2％％；
破胶剂：叔丁基过氧化氢0.1-0.2％；
破乳剂：聚氧乙烯烷基甲苯酚醚0.1-0.2％；
余量为水。
优选的，按质量百分比计，所述聚醚多元醇类解卡材料包括如下组分：
主剂：聚氧乙烯醚60-65％；
辅剂：月桂醇7-8％；
溶剂：丙二醇7％；
破胶剂：叔丁基过氧化氢0.1-0.2％；
破乳剂：聚氧乙烯烷基甲苯酚醚0.1-0.2％；
余量为水。
优选的，主剂：聚氧乙烯醚60-65％；辅剂：月桂醇7-8％；溶剂：丙二醇7-8％。
优选的，所述的一种钻井液用聚醚多元醇类解卡材料的制备方法，所述方法如下：
将聚氧乙烯醚和丙二醇搅拌混匀，并升温至80±3℃，加入月桂醇，升压至0.5±0.1Mpa，再继续搅拌60±10min后停止搅拌泄压至常压，然后搅拌降温至70℃以下，加入叔丁基过氧化氢和聚氧乙烯烷基甲苯酚醚，继续搅拌降温至40℃以下即可。
优选的，所述的一种钻井液用聚醚多元醇类解卡材料的使用方法如下：聚醚多元醇类解卡材料与所述柴油、有机土、司盘80、加重剂等材料按体积比为50:50配制成不同密度的解卡液；所述钻井液为油基钻井液、水基钻井液。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种钻井液聚醚多元醇类解卡材料及其制备方法和使用方法，该聚醚多元醇类解卡材料的主剂聚氧乙烯醚，其本身有很强的渗透作用，且能耐受150℃高温，主剂中加入月桂醇，在油基钻井液中发挥渗透作用。通过加入破胶剂叔丁基过氧化氢破坏泥饼或周围环境的胶状物，同时添加聚氧乙烯烷基甲苯酚醚作为破乳剂，破坏泥饼或周围环境的乳状物，降低其粘度。
该聚醚多元醇类解卡材料制备方法简单易操作，其外观呈无色或浅黄色透明液体，不具挥发性、不具可燃性、不具爆炸性、不属于危险化学品，能与水、醇混溶，能够均匀分散于油基钻井液中，于快速解除卡钻事故很有意义，能够产生较大的经济利益和社会效益，具有广阔的应用前景。
丙二醇和丁二醇同时利用，能够增加粘着性和稳定性，丙二醇和丁二醇的主要作用相同，且混合使用相比单独使用更为稳定，由于丁二醇比丙二醇成本高，将丁二醇控制在1-2％能够降低成本，使稳定性增幅收益大于成本的提升。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
具体实施方式
下面实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
实施例1
一种钻井液用聚醚多元醇类解卡材料，按质量百分比计，所述聚醚多元醇类解卡材料包括如下组分：
主剂：聚氧乙烯醚65-70％；
辅剂：月桂醇5-6％；
溶剂：丙二醇5-6％；
破胶剂：叔丁基过氧化氢0.1-0.2％；
破乳剂：聚氧乙烯烷基甲苯酚醚0.1-0.2％；
余量为水。
该聚醚多元醇类解卡材料的制备方法如下：
将聚氧乙烯醚和丙二醇搅拌混匀，并升温至80±3℃，加入月桂醇，升压至0.6Mpa，再继续搅拌50min后停止搅拌泄压至常压，然后搅拌降温至70℃以下，加入叔丁基过氧化氢和聚氧乙烯烷基甲苯酚醚，继续搅拌降温至40℃以下即可。
实施例2
一种钻井液用聚醚多元醇类解卡材料，按质量百分比计，所述聚醚多元醇类解卡材料包括如下组分：
主剂：聚氧乙烯醚60-65％；
辅剂：月桂醇7-8％；
溶剂：丁二醇7％；
破胶剂：叔丁基过氧化氢0.1-0.2％；
破乳剂：聚氧乙烯烷基甲苯酚醚0.1-0.2％；
余量为水。
该聚醚多元醇类解卡材料的制备方法如下：
将聚氧乙烯醚和丙二醇搅拌混匀，并升温至80±3℃，加入月桂醇，升压至0.5Mpa，再继续搅拌60min后停止搅拌泄压至常压，然后搅拌降温至70℃以下，加入叔丁基过氧化氢和聚氧乙烯烷基甲苯酚醚，继续搅拌降温至40℃以下即可。
实施例3
一种钻井液用聚醚多元醇类解卡材料，按质量百分比计，所述聚醚多元醇类解卡材料包括如下组分：
主剂：聚氧乙烯醚63-68％；
辅剂：月桂醇6-7％；
溶剂：丙二醇3-4％、丁二醇3-4％；
破胶剂：叔丁基过氧化氢0.1-0.2％；
破乳剂：聚氧乙烯烷基甲苯酚醚0.1-0.2％；
余量为水。
该聚醚多元醇类解卡材料的制备方法如下：
将聚氧乙烯醚和丙二醇搅拌混匀，并升温至80±3℃，加入月桂醇，升压至0.4Mpa，再继续搅拌70min后停止搅拌泄压至常压，然后搅拌降温至70℃以下，加入叔丁基过氧化氢和聚氧乙烯烷基甲苯酚醚，继续搅拌降温至40℃以下即可。
实施例4
本发明中聚醚多元醇类解卡材料浸泡泥饼的作用现象
将聚醚多元醇类解卡材料与柴油、有机土、司盘80、加重剂等材料按体积比为50:50配制成不同密度的解卡液。按聚磺钻井液配方配制密度2.02g/cm3钻井液，取龙岗37井(井深5803米、层位嘉一)密度1.97g/cm3的井浆，用高温高压滤失仪压制泥饼，泥饼制成后加压使其粘附在粘附盘上，其作用效果如表1和表2所示：
表1：聚醚多元醇类解卡材料在室温时对室内配制浆泥饼的浸泡效果
Figure BDA0003113783780000061
表2：聚醚多元醇类解卡材料在室温时对龙岗37井浆泥饼的浸泡效果
Figure BDA0003113783780000062
表1和表2实验表明，解卡液的密度在1.44g/cm3范围内，对室内配制的钻井液和龙岗37井井浆都具有相同的作用效果。
实施例5
本发明中聚醚多元醇类解卡材料在不同温度下对泥饼的浸泡效果
将聚醚多元醇类解卡材料与柴油、有机土、司盘80、加重剂等材料按体积比为50:50配制成1.44g/cm3的解卡液进行老化试验，进一步验证抗温能力，结果见表3和表4
表3：聚醚多元醇类解卡材料在不同温度滚动后对室内配制浆泥饼的浸泡效果
Figure BDA0003113783780000071
表4：聚醚多元醇类解卡材料在不同温度滚动后对龙岗37井浆泥饼的浸泡效果
Figure BDA0003113783780000072
表3和表4实验表明，1.44g/cm3解卡液的抗温能力强，在温度160℃范围内，温度对解卡液无不良影响。
实施例6
本发明中聚醚多元醇类解卡材料室内解卡效果
将聚醚多元醇类解卡材料与柴油、有机土、司盘80、加重剂等材料按体积比为50:50配制成不同密度的解卡液。按聚磺钻井液配方配制密度为2.16g/cm3的钻井液，用JK解卡仪进行解卡实验，结果见表5
表5：聚醚多元醇类解卡材料室内解卡效果
解卡液密度，g/cm<sup>3</sup> 解卡效果
1.01 129min，解卡仪粘附盘弹出、解卡
1.22 131min，解卡仪粘附盘弹出、解卡
1.34 127min，解卡仪粘附盘弹出、解卡
1.44 142min，解卡仪粘附盘弹出、解卡
表5实验表明，解卡液浸泡150min内，其解卡分析仪均能自动解卡。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (4)

1.一种钻井液聚醚多元醇类解卡材料及其制备方法和使用方法，其特征在于：该一种钻井液聚醚多元醇类解卡材料包括以下步骤：
1)、原料准备：
主剂：聚氧乙烯醚；
辅剂：月桂醇；
溶剂：丙二醇、丁二醇；
破胶剂：叔丁基过氧化氢；
破乳剂：聚氧乙烯烷基甲苯酚醚；
填充剂：水；
2)、制备方法：
将聚氧乙烯醚和丙二醇搅拌混匀，并升温至80±3℃；
加入月桂醇，升压至0.5±0.1Mpa，再继续搅拌60±10min后停止搅拌泄压至常压，然后搅拌降温至70℃以下；
加入叔丁基过氧化氢和聚氧乙烯烷基甲苯酚醚，继续搅拌降温至40℃以下即可；
3)、使用方法：
将聚醚多元醇类解卡材料与柴油、有机土、司盘80、加重剂等材料配制成不同密度的解卡液实施解卡。
2.如权利要求1所述一种钻井液聚醚多元醇类解卡材料及其制备方法和使用方法，其特征在于：步骤1)中，按质量百分比计，成分比例如下：
主剂：聚氧乙烯醚65-70％；
辅剂：月桂醇5-6％；
溶剂：丙二醇5％、丁二醇1-2％；
破胶剂：叔丁基过氧化氢0.1-0.2％；
破乳剂：聚氧乙烯烷基甲苯酚醚0.1-0.2％；
余量为水。
3.如权利要求1所述一种钻井液聚醚多元醇类解卡材料及其制备方法和使用方法，其特征在于：步骤2)中，所述聚醚多元醇类解卡材料与所述柴油、有机土、司盘80、加重剂等材料按体积比为50:50配制成不同密度的解卡液。
4.如权利要求1所述一种钻井液聚醚多元醇类解卡材料及其制备方法和使用方法，其特征在于：步骤1)中，钻井液为油基钻井液、水基钻井液。
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