CN1243075C - 油田修井作业用负压井压井液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

油田修井作业用的低伤害负压井压井液，属于油田化工技术领域。按重量份，阳离子聚电解质30-50份，椰子油二乙醇酰胺40-62份，烷基苯硫酸钠1.5-2.5份，聚季铵0-5.5份，依次加入各组分，混合均匀，即得压井液产品。本发明的压井液具有一定粘度，并且在泵送过程中产生稳定的泡沫，在剪切条件下变稀，易于配制，耐温性能好，而且原料廉价易得。

Description

油田修井作业用负压井压井液及其制备方法
(一)技术领域
本发明涉及一种油田修井作业用的低伤害负压井压井液，属于油田化工技术领域。
(二)背景技术
在采油修井作业中，提高泵效率，增加原油产量，提高作业成功率，压井液的选择是非常重要的关键之一。如果压井液选择不当，往往造成地层的堵塞，致使完井、修井后原油增产不明显，甚至造成地层的严重伤害。目前，普遍使用的以羟甲基纤维素和甲叉聚丙烯酰胺为主配制的压井液存在着难以配制，失水较高，能引起地层膨胀，对地层伤害较大等不足。中国专利申请85108040公开了一种“甲叉聚丙烯酰胺配制无固相压井液的方法”，该压井液是由甲叉聚丙烯酰胺和三氯化铝以及卤水配制而成的。中国专利申请90104514公开了美国俄亥俄州马拉索恩石油公司的“用于油田作业的压井液”，该压井液是一种含羧基的聚合物和一种用铬作交联剂的聚丙烯酰胺类的交联高分子聚合物。阳离子聚电解质一般都具有改变体系粘度的性质，CN1278271A提供了一种阳离子聚电解质的制备方法。以上公知技术对配制高比重压井液提供了一种良好的方法，但是甲叉聚丙烯酰胺水解后和带有羧基的聚丙烯酰胺容易引起粘土膨胀，对地层有一定的伤害，而铬作为交联剂，对环境和地层也有一定的污染。因此，很有必要提供一种防井喷、防井塌、防井漏、防堵，而且也具备稳定地层、防止地层膨胀等特性的低伤害压井液。
(三)发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷，提供一种在油田负压井采油修井作业中能提高泵效率，增加原油产量，提高作业成功率的低伤害负压井压井液及其制备方法。
本发明提供了一种油田修井作业中使用的低伤害负压井压井液，组成如下，按重量份数计：
            组分                              配比
            阳离子聚电解质                    30-50
            椰子油二乙醇酰胺                  40-62
            烷基苯硫酸钠                      1.5-2.5
            聚季铵                            0-5.5
上述的阳离子聚电解质是市售的10％含量的阳离子化度为3、分子量为200-400万的PF-C阳离子聚电解质，淡黄色粘稠状。
其他直链大分子阳离子聚电解质，应具有如下性能：在外力作用下，缠绕的链节定向伸直使体系的阻力变小、粘度下降，去掉外力作用，本身电荷的力量起主要作用，体系可恢复原状，粘度回升。也就是说，具有这种性质的阳离子聚电解质属于剪切变稀体系。
上述的烷基苯硫酸钠中的烷基是十二烷基、十六烷基或十二至十八之间的混合烷基。
上述的椰子油二乙醇酰胺和聚季铵可使用市售产品。也可使用下列方法自行制备：
①椰子油二乙醇酰胺的制备：按重量份，把40-50份的椰子油和50-70份二乙醇胺加入釜中，在搅拌下升温至100℃，加入0.4-0.5份KOH，继续升温至130℃，通氮气保护，反应2-3个小时，得椰子油二乙醇酰胺产品，黄色透明状液体，降温至室温后放料。
②聚季铵的制备：按重量份，把93-100份环氧氯丙烷放在合成釜中，开始搅拌，把100-120份二甲胺滴加进合成釜中，该反应为放热反应，温度控制在45℃±5℃。滴加完后，在45℃±5℃温度条件下再搅拌反应4小时直至呈淡黄色透明水溶性液体，得聚季铵。
本发明的油田修井作业用负压井压井液的制备方法，按重量份，阳离子聚电解质30-50份，椰子油二乙醇酰胺40-62份，烷基苯硫酸钠1.5-2.5份，聚季铵0-5.5份，依次加入各组分，混合均匀，即得本发明的压井液。
本发明的压井液具有一定粘度，并且在泵送过程中产生稳定的泡沫，在剪切条件下变稀，易于配制，耐温性能好，而且原料廉价易得。与现有技术相比具有以下优良效果：
1.防喷
当油井油层压力高于压井液压力时油井会出现井喷。由于本发明压井液与卤水或清水具有良好的配伍性，可根据现场要求配制不同浓度的压井液，选择正确配比浓度，来有效的控制压井液比重，维持油层压力略低于压井液压力，从而避免了井喷现象的发生。
2.防塌
本发明压井液是由特定的阳离子聚电解质为主配制的。阳离子聚电解质的直链大分子在一定外力作用下，缠绕的链节会定向伸直，使体系的阻力变小，粘度下降；去掉外力作用，则本身电荷的力量起主要作用，体系可恢复原状，粘度回升。也就是说，具有这种性质的阳离子聚电解质属于剪切变稀体系。如果控制好返排速度，压井液粘度在外力作用下变稀，与地层之间的粘附拉力变小，可有效避免地层坍塌。
3.防漏
由于本发明压井液具有一定的结构粘度，剪切条件下产生大量泡沫，具有良好的亲水性、防止地层膨胀及失水低等的特点，从而有效的克服了压井液漏失。
4.防堵
防堵性能指的是：有效地预防地层伤害，防止粘土因水化而引起的膨胀，即粘土(蒙脱土、高岭土、伊利石、绿泥石等含有负性表面的矿物质)的散凝。本发明加入了具有防膨胀性能的聚季铵，该聚季铵与PF-C和椰子油酰胺配伍后，具有抑制粘土膨胀的作用。其作用机理是，该配方能使粘土边缘电荷反转，双电层压缩，如果地层颗粒吸附溶剂分子达到两个单分子层程度，那么颗粒之间存在着一种短程液界面斥力，阻止了粘土晶体结构的相互穿插。由于以上原因，该种压井液具有防止水化膨胀堵塞地层的特点，从而对地层具有保护作用。
(四)具体实施方式
实施例1：油田修井作业用负压井压井液及其制备方法
    组分                                          配比
    PF-C阳离子聚电解质                            30
    (山东瑞星生物化工股份有限公司产)
    椰子油二乙醇酰胺                        62
    十二烷基苯硫酸钠                        2.5
    聚季铵                                  5.5
上述的PF-C阳离子聚电解质是市售的山东瑞星生物化工股份有限公司产的10％含量的阳离子化度为3，分子量为280万的淡黄色粘稠阳离子聚电解质。
上述的椰子油二乙醇酰胺是按如下方法制得的：按重量份，把43份椰子油和60份二乙醇胺加入釜中，在搅拌下升温至100℃，加入0.5份KOH，继续升温至130℃，通氮气保护，反应2个小时，产品是黄色透明状液体，降温至室温后放料。
上述的聚季铵按如下方法制得的：按重量份，把93份环氧氯丙烷放在合成釜中，开始搅拌，把100份二甲胺滴加进合成釜中，该反应为放热反应，温度控制在45℃±5℃。滴加完后，在45℃±5℃温度条件下再搅拌反应4小时直至呈淡黄色透明水溶性液体。
本实施例的油田修井作业用负压井压井液，按重量份，30份PF-C阳离子聚电解质、62份椰子油二乙醇酰胺、2.5份十二烷基苯硫酸钠、5.5份聚季铵，依次加入容器中，混合均匀，即得产品。
实施例2：如实施例1所述，所不同的是压井液组成如下，按重量份：
    组分                                  配比
    PF-C阳离子聚电解质                    40
    (山东瑞星生物化工股份有限公司产)
    椰子油二乙醇酰胺                      55
    十六烷基苯硫酸钠                      1.8
    聚季铵                                3.2
实施例3：如实施例1所述，所不同的是压井液组成如下，按重量份：
    组分                                  配比
    PF-C阳离子聚电解质                    50
    (山东瑞星生物化工股份有限公司产)
    椰子油二乙醇酰胺                      48
    十六烷基苯硫酸钠                      2
    聚季铵                                0
     表1  本发明压井液性能指标
  指标名称   指标
  粘度(20℃)mPaS固含量％PH值外观密度g/cm3   120-1352.70±0.1010-11淡黄色半透明0.95-1.05
表2  将1∶25的卤水与本发明压井液复配在一起后的各项性能指标
  项目            指标
  1   2
  密度g/cm3   1.190   1.42
  常温失水(％)ml/30min   5.8   5.9
  高温失水(％)ml/30min(80℃养护100h以上)   18.0   18.5
表3  本发明压井液与甲叉聚丙烯酰胺压井液对地层污染评价对比实验结果
  试剂   污染前后   时间(s)   压差(Mpa)   体积(ml)   流量(ml/s)   渗透率K(×10-3M)   K(×10-3μM)   渗透率恢复值   渗透率损坏程度
  本发明的压井液∶卤水＝1∶20   卤水   600   0.25   29.4   0.0490   33.7   33.7   0.858   14.2％
  600   0.25   29.4   0.0490   33.7
  600   0.25   29.4   0.0490   33.7
  卤水中加入压井液后   600   0.25   25.1   0.0420   28.9   28.9
  600   0.25   25.2   0.0420   28.9
  600   0.25   25.1   0.0420   28.9
  本发明的压井液∶卤水＝1∶25   卤水   600   0.25   29.0   0.0483   33.6   33.6   0.889   11.1％
  600   0.25   29.0   0.0483   33.6
  600   0.25   29.0   0.0483   33.6
  卤水中加入压井液后   600   0.25   25.7   0.0428   29.9   29.2
  600   0.25   25.6   0.0426   29.7
  600   0.25   25.8   0.0430   30.0
  甲叉聚丙烯酰胺压井液∶卤水＝1∶25   卤水   600   0.25   37.0   0.0616   43.6   43.6   0.459   54.1％
  600   0.25   37.0   0.0616   43.6
  600   0.25   37.0   0.0616   43.6
  卤水中加入压井液后   600   0.25   17.0   0.0283   20.0   20.0
  600   0.25   17.0   0.0283   20.0
  600   0.25   17.0   0.0283   20.0
备注：①本实验按能源部标准(砂岩储层敏感性流动实验程序)进行
②实验用流体为中性煤油
③所用人造岩芯的气体渗透率分别为64×10-3μM，62×10-3μM，63×10-3μM
由上表可以说明本发明压井液对人造岩芯伤害程度明显低于甲叉聚丙烯酰胺压井液。

Claims (6)

1.油田修井作业用负压井压井液，其特征在于，组成如下，按重量份数计：
组分                              配比
PF-C阳离子聚电解质                30-50
椰子油二乙醇酰胺                  40-62
烷基苯硫酸钠                      1.5-2.5
聚季铵                            0-5.5。
2.如权利要求1所述的油田修井作业用负压井压井液，其特征在于，所述的PF-C阳离子聚电解质是市售的10％含量的阳离子化度为3、分子量为200-400万的PF-C阳离子聚电解质，淡黄色粘稠状。
3.如权利要求1所述的油田修井作业用负压井压井液，其特征在于，所述的烷基苯硫酸钠中的烷基是十二烷基、十六烷基或十二至十八之间的混合烷基。
4.如权利要求1所述的油田修井作业用负压井压井液，其特征在于，所述的椰子油二乙醇酰胺是按如下方法制得的：按重量份，把40-50份的椰子油和50-70份二乙醇胺加入釜中，在搅拌下升温至100℃，加入0.4-0.5份KOH，继续升温至130℃，通氮气保护，反应2-3个小时，得椰子油二乙醇酰胺，黄色透明状液体，降温至室温后放料。
5.如权利要求1所述的油田修井作业用负压井压井液，其特征在于，所述聚季铵是按如下方法制得的：按重量份，把93-100份环氧氯丙烷放在合成釜中，开始搅拌，把100-120份二甲胺滴加进合成釜中，该反应为放热反应，温度控制在45℃±5℃，滴加完后，在45℃±5℃温度条件下再搅拌反应4小时直至呈淡黄色透明水溶性液体，得聚季铵。
6.权利要求1所述的油田修井作业用负压井压井液的制备方法，其特征在于，按重量份，PF-C阳离子聚电解质30-50份，椰子油二乙醇酰胺40-62份，烷基苯硫酸钠1.5-2.5份，聚季铵0-5.5份，依次加入各组分，混合均匀，即得产品。
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