CN1556170A

CN1556170A - 一种微泡沫发泡剂及其钻井液体系配方

Info

Publication number: CN1556170A
Application number: CNA2004100210148A
Authority: CN
Inventors: 张振华; 孙延德
Original assignee: Liaohe Petroleum Exploration Bureau
Current assignee: Liaohe Petroleum Exploration Bureau
Priority date: 2004-01-05
Filing date: 2004-01-05
Publication date: 2004-12-22

Abstract

一种低压钻井或欠平衡钻井过程用的一种微泡沫发泡剂及其钻井液体系配方。本发明解决现有技术问题所采用的主要技术是通过微泡沫发泡剂MF的合成工艺得到性能良好的微泡沫发泡剂，再通过钻井液体系配制工艺及其配方配制的具有泡沫细小、抗高温(＞120℃)能力强，抗盐和抗钙性能良好的微泡沫钻井液，它还具有密度低、保护油层效果好，不影响泥浆泵上水效率的优点解决了现有技术中存在因泡沫粒径大，含气量高，泥浆泵上水效率差，钻井成本高的问题。它可广泛应用在低压钻井或欠平衡钻井作业中。

Description

一种微泡沫发泡剂及其钻井液体系配方

技术领域：

本发明涉及一种低压钻井或欠平衡钻井过程用的一种微泡沫发泡剂及其钻井液体系配方。

背景技术：

目前国内油田在低压钻井或欠平衡钻井过程中采用普通的泡沫钻井流体，该泡沫钻井流体在井筒及地面钻井液循环设备中，因泡沫粒径大，含气量高，泥浆泵上水效率差，返出井口的泡沫流体必须经过机械除气后再加入起泡剂并重新充气才能实现有效的循环，因而不可避免地使钻井成本增高。使用油包水钻井液或水包油钻井液进行低压钻井或欠平衡钻井，除了安全因素和成本因素外，该类钻井液降低井底当量泥浆比重的能力有限。因此，我们研制了一种微泡沫发泡剂及其钻井液体系，解决了现有技术中存在的一些问题，该钻井液体系泡沫粒径细小，而且基本不影响泥浆泵的上水效率。

发明内容：

为了克服普通的泡沫钻井流体在井筒及地面钻井液循环设备中，因泡沫粒径大，含气量高，泥浆泵上水效率差的问题，本发明提供了一种微泡沫发泡剂及其钻井液体系配方，使用该发明的微泡沫发泡剂及与其配伍的钻井液材料，能形成泡沫细小，抗高温(＞120℃)能力强，抗盐和抗钙性能良好的微泡沫钻井液配方，使该钻井液体系具有密度低、保护油层效果好、携带岩屑能力强的优点，并且钻井液在地面循环过程中不影响泥浆泵的上水效率，还可以降低钻井成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

微泡沫发泡剂MF的合成工艺：非离子表面活性剂加温、恒温：将非离子表面活性剂NP6-NP10或OP10-OP50，在高温高压反应釜中加温至120℃～150℃，稳定0.2～1.0h；加入阴离子表面活性剂在催化剂作用下得到棕褐色粘稠状液体：在10～15min内加入计量好的阴离子表面活性剂磺酸盐(摩尔比1∶1.15)，在催化剂作用下反应2～3h，得到棕褐色粘稠状液体；冷却、中和：冷却在60～100℃后用30％NaOH中和至PH＝7.0～7.5即可。

合成或优选与发泡剂配伍的稳泡剂，选定十二醇作为本配方的稳泡剂，它可大幅度增强泥浆中泡沫的稳定性。

钻井液体系配制工艺：先配制5％基浆，老化24小时；加入XC、80A51、SPNH后充分搅拌；用加料漏斗及泥浆枪等添加微泡沫发泡剂MF和稳定剂SF后搅拌均匀。

钻井液体系配方：5％基浆+0.3％MF(微泡沫发泡剂)+0.03％SF(十二醇)+2％SMP-II(降滤失剂)+0.05％80A51(丙烯酰胺丙烯酸钠共聚物)+0.2％XC(生物聚合物)+1％SPNH(降滤失剂)。

本发明的有益效果是：微泡沫发泡剂的各项性能良好，在水溶液中加入0.3％的发泡剂发泡能力大于500ml，加入稳泡剂之后半衰期达到1650min以上(以泡沫高度计算)；发泡剂在150℃条件下恒温24h后，其各项指标基本不变，抗盐能力达到50000mg/l，抗盐能力达到10％，抗钙能力达到5000mg/l；微泡沫钻井液中泡沫细小，密度在0.6～0.95g/cm³之间可调，钻井液体系抗温能力＞120℃，体系稳定时间＞96h，钻井液长时间循环不出现气液分层现象，钻井液抗盐能力10000mg/l；在整个钻进及钻井液循环过程中，基本不影响泥浆泵的上水效率，保护低压低渗透油气藏的效果好。

附图说明：

图1是本发明微泡沫发泡剂合成工艺流程示意图。

图2是本发明钻井液体系配制工艺流程示意图。

图中1、非离子表面活性剂加温、恒温，2、加阴离子表面活性剂在催化剂作用下得到棕褐色粘稠状液体，3、冷却、中和，4、先配制5％基浆，老化2小时，5、加入XC、80A51、SPNH后充分搅拌，6、用加料漏斗、泥浆枪等添加微泡沫发泡剂MF和稳泡剂SF后搅拌均匀。

具体实施方式：

在图1中，微泡沫发泡剂MF的合成工艺是非离子表面活性剂加温、恒温1：将非离子表面活性剂NP6-NP10或OP10-OP50，在高温高压反应釜中加温至120℃～150℃，稳定0.2～1.0h；加阴离子表面活性剂在催化剂作用下得到棕褐色粘稠状液体2；在10～15min内加入计量好的阴离子表面活性剂磺酸盐(摩尔比1∶1.15)，在催化剂作用下反应2～3h，得到棕褐色粘稠状液体；冷却、中和3：冷却在60～100℃后用30％NaOH中和至PH＝7.0～7.5即可。该发泡剂理化性能如附表1。

在图2中，钻井液体系配制工艺：先配制5％基浆，老化24小时4；加入XC、80A51、SPNH后充分搅拌5；用加料漏斗及泥浆枪等添加微泡沫发泡剂MF和稳定剂SF后搅拌均匀6。该钻井液在常温下，热滚24小时后的性能如附表2。

附表1：该微泡沫发泡剂的理化性能表。

该发泡剂的理化性能如下。

项目	指标
项目	指标	外观	棕褐色粘稠液体
密度，g/cm³	0.95～1.00	外观	棕褐色粘稠液体
密度，g/cm³	0.95～1.00	发泡量(0.3％，100ml溶液，高搅)，ml	＞500
半衰期，min	＞60	发泡量(0.3％，100ml溶液，高搅)，ml	＞500
半衰期，min	＞60	抗温能力，℃	＞150
抗盐、抗钙能力，mg/l	抗盐＞50000，抗钙＞5000	抗温能力，℃	＞150
抗盐、抗钙能力，mg/l	抗盐＞50000，抗钙＞5000	抗油能力，％	＞10

附表2：钻井液在常温下的性能表与钻井液在120℃下热滚24h后，进行常规性能测量的结果。

该钻井液在常温下的性能见下表

ρg/cm³	AVmPa.s	PVmPa.s	YPPa	Gel 10’/10”Pa/Pa	YP/PV	FL APIml	pH
ρg/cm³	AVmPa.s	PVmPa.s	YPPa	Gel 10’/10”Pa/Pa	YP/PV	FL APIml	pH	0.591	45	29	16	7/19	0.551	10	9.5

表中，ρ为微泡沫钻井液的密度，AV为表观粘度，PV为塑性粘度，YP为动切力，Gel10’/10”为10s和10min的初切力和终切力，FL为API滤失量。

将该钻井液在120℃下热滚24h后，进行常规性能的测量，结果见下表

ρg/cm³	AVmPa.s	PVmPa.s	YPPa	Gel 10’/10”Pa/Pa	YP/PV	FL APIml	pH
ρg/cm³	AVmPa.s	PVmPa.s	YPPa	Gel 10’/10”Pa/Pa	YP/PV	FL APIml	pH	0.650	42	28	14	5/13	0.500	9.6	9.5

实施例3：钻井液体系配方：微泡沫发泡剂MF：稳泡剂SF：选定十二醇作为本发明的稳泡剂可大幅度增强泥浆中泡沫的稳定性；增粘剂：XC(生物聚合物)或80A51(丙烯酰胺丙烯酸钠共聚物)；降滤失剂：SMP、SPNH；钻井液体系具体配方：5％基浆+0.3％MF+0.03％SF+2％SMP-II+0.05％80A51+0.2％XC+1％SPNH。

Claims

1、一种微泡沫发泡剂及其钻井液体系配方，其特征在于：

a、微泡沫发泡剂MF的合成工艺：非离子表面活性剂加温、恒温(1)：将非离子表面活性剂NP6-NP10或OP10-OP50，在高温高压反应釜中加温至120℃～150℃，稳定0.2～1.0h；加入阴离子表面活性剂在催化剂作用下得到棕褐色粘稠状液体(2)；在10～15min内加入计量好的阴离子表面活性剂磺酸盐(摩尔比1∶1.15)，在催化剂作用下反应2～3h，得到棕褐色粘稠粘状液体(2)；冷却、中和(3)：冷却在60～100℃后用30％NaOH中和至PH＝7.0～7.5即可；

b、钻井液体系配制工艺：先配制5％基浆，老化24小时(4)；加入XC、80A51、SPNH后充分搅拌(5)；用加料漏斗及泥浆枪等添加微泡沫发泡剂MF和稳定剂SF后搅拌均匀(6)；

c、钻井液体系配方：5％基浆+0.3％MF+0.03％SF+2％SMP-II+0.05％80A51+0.2％XC+1％SPNH。