聚合物弹性颗粒储层保护剂及其制备方法和应用技术

技术编号:14905287 阅读:103 留言:0更新日期:2017-03-29 20:01
本发明专利技术涉及石油钻井技术领域,公开了一种储层保护剂中间产品、储层保护剂及其制备方法和应用以及钻井液及其应用,该储层保护剂中间产品由包括丙烯酰胺、阳离子单体、交联剂、引发剂、增韧材料和水的原料制成,且以100重量份的所述原料计,丙烯酰胺、阳离子单体、交联剂、引发剂、增韧材料的用量分别为8‑30、1‑10、0.01‑0.5、0.01‑0.1、5‑25重量份。所述储层保护剂包括本发明专利技术的中间产品、碱、盐和水,且以100重量份的所述储层保护剂计,中间产品、碱、盐的用量分别为5‑40、1‑10、1‑12重量份。本发明专利技术的储层保护剂的封堵效果好,能够提高钻井液的储层保护能力,增强钻井液稳定井壁的能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油钻井
,具体地,涉及一种储层保护剂中间产品、储层保护剂及其制备方法和应用以及一种钻井液及其应用。
技术介绍
石油钻井过程中储层损害一旦发生,将降低储层的渗透率,增大油气流动阻力,轻则降低油气井产能,影响试井和测井解释的准确性,严重时可导致误诊,漏掉储层,造成重大的经济损失。因此,钻井过程中保护好储层十分重要。在钻井过程中钻井液极易侵入储层孔隙,通过颗粒堵塞和(或)水敏等作用导致储层渗透率降低,伤害储层。在钻井过程中,向钻井液中加入储层保护剂是目前较为普遍采用的保护储层方法,目前常采用的储层保护剂为碳酸钙。碳酸钙为刚性颗粒,在压差的作用下进入储层孔隙后,遵循“选择性架桥,逐级填充”的过程,需要较大尺寸的碳酸钙粒子的架桥作用、较小尺寸碳酸钙粒子的架桥充填作用和可变形粒子(如沥青)的充填作用(见图1),在孔隙内部形成渗透率几乎为零的封堵层,阻止钻井液继续侵入储层,达到保护储层的作用。然而,碳酸钙作为储层保护剂,存在以下问题:(1)碳酸钙为刚性颗粒,单独使用封堵效果不理想,必须与沥青类等可变形粒子一起使用;(2)碳酸钙进入储层孔隙内部封堵,要求颗粒直径与储层孔隙直径严格匹配,否则封堵效果不佳;(3)碳酸钙进入储层孔隙内部封堵,钻完井后必须进行酸化解堵,才能解除封堵,使储层渗透率恢复,油气井才能正常生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中碳酸钙作为储层保护剂存在的上述缺陷,提供一种储层保护剂中间产品、储层保护剂及其制备方法和应用以及一种含有该储层保护剂的钻井液及其应用。本专利技术的储层保护剂封堵速度快,封堵范围广,封堵效果好,单向封堵、不需要解堵作业、封堵易于返排解除,适合于在钻井过程中进行储层保护,能够提高钻井液的储层保护能力,增强钻井液稳定井壁的能力。为了实现上述目的,第一方面,本专利技术提供了一种储层保护剂中间产品,该储层保护剂中间产品由包括丙烯酰胺、阳离子单体、交联剂、引发剂、增韧材料和水的原料制成,且以100重量份的所述原料计,丙烯酰胺的用量为8-30重量份,阳离子单体的用量为1-10重量份,交联剂的用量为0.01-0.5重量份,引发剂的用量为0.01-0.1重量份,增韧材料的用量为5-25重量份。第二方面,本专利技术提供了本专利技术所述储层保护剂中间产品的制备方法,该方法包括:将丙烯酰胺、阳离子单体、交联剂、增韧材料和水进行混合,向所得混合物中加入引发剂进行反应,然后将反应产物进行烘干和粉碎。第三方面,本专利技术提供了一种储层保护剂,所述储层保护剂包括中间产品、碱、盐和水,且以100重量份的所述储层保护剂计,中间产品的用量为5-40重量份,碱的用量为1-10重量份,盐的用量为1-12重量份,其中,所述中间产品为本专利技术所述的储层保护剂中间产品。第四方面,本专利技术提供了本专利技术所述的储层保护剂的制备方法,该方法包括:将本专利技术所述的储层保护剂中间产品、碱、盐、可选的杀菌剂和水进行混合。第五方面,本专利技术提供了一种钻井液,所述钻井液含有本专利技术所述的储层保护剂。第六方面,本专利技术提供了本专利技术所述的储层保护剂中间产品或者本专利技术所述的储层保护剂或者本专利技术所述的钻井液在储层段钻井中的应用。本专利技术的储层保护剂,为聚合物弹性颗粒储层保护剂,能够有效防止钻井液侵入储层,适合于在钻井过程中保护储层,可适用于孔隙性储层和裂缝性储层,封堵率高且封堵层易返排,具有使用简单、环保性能好、储层保护性能优异等优点;且本专利技术的储层保护剂可根据需要加入任意组成的钻井液体系中,除提高钻井液的储层保护能力外,还能增强钻井液稳定井壁的能力,并对其它钻井液性能无不良影响。具体地,以孔隙性储层的储层保护为例,本专利技术的储层保护剂具有以下显著优点:(1)封堵速度快,封堵成功率高。聚合物弹性颗粒储层保护剂为形状不规则、可变形、不易被破坏的弹性颗粒,具有较好的弹性和韧性,同时其直径需大于储层的孔隙直径(可根据实际使用情况制备相应粒度的储层保护剂)。由于该弹性颗粒直径大于储层的孔隙直径,在压差的作用下,弹性颗粒可部分镶嵌入孔隙入口处,将孔隙封堵住,其余部分仍在孔隙外面,起到封堵的作用(见图2)。同时,可变形弹性颗粒对入口为不同形状(圆形入口、方形入口、椭圆形入口等)的孔隙均具有良好的适应性,克服了刚性颗粒因不能变形而适应性差的缺点,可在孔隙中快速产生封堵,达到阻止钻井液继续侵入储层的目的。(2)单向封堵,不需要解堵作业。聚合物弹性颗粒储层保护剂镶嵌在孔隙的入口处,没有进入孔隙内部,若有反压差存在,镶嵌封堵层很容易解除。因此,使用本专利技术的储层保护剂不需要特殊的解堵措施,完井后,在生产压差(负压差)的作用下,堵塞自动解除,储层恢复原来的渗透率,不影响油井产能,不需要解堵作业。(3)适用温度和矿化度范围广。聚合物弹性颗粒储层保护剂在室温~200℃温度范围内稳定存在,具有较高的热稳定性能,可使用于不同井深的储层;聚合物弹性颗粒储层保护剂性能受矿化度影响小,可用于高矿化度盐水钻井液。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术,但并不构成对本专利技术的限制。在附图中:图1是碳酸钙架桥充填封堵作用机理示意图。图2是本专利技术的储层保护剂镶嵌封堵示意图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术,并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面,本专利技术提供了一种储层保护剂中间产品,该储层保护剂中间产品由包括丙烯酰胺、阳离子单体、交联剂、引发剂、增韧材料和水的原料制成,且以100重量份的所述原料计,丙烯酰胺的用量为8-30重量份,阳离子单体的用量为1-10重量份,交联剂的用量为0.01-0.5重量份,引发剂的用量为0.01-0.1重量份,增韧材料的用量为5-25重量份。本专利技术的储层保护剂中间产品中,为了进一步提高钻井液的储层保护能力和增强钻井液稳定井壁的能力,优选情况下,以100重量份的所述原料计,丙烯酰胺的用量为10-25重量份,阳离子单体的用量为2-5重量份,交联剂的用量为0.01-0.05重量份,引发剂的用量为0.02-0.05重量份,增韧材料的用量为8-15重量份。本领域技术人员应该理解的是,前述原料中,水的用量满足构成原料的所有组分的重量份之和为100。本专利技术的储层保护剂中间产品中,优选情况下,阳离子单体为季铵盐化合物,进一步优选为二甲基二烯丙基卤化铵(如二甲基二烯丙基氯化铵、二甲基二烯丙基溴化铵)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基卤化铵(如甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基溴化铵)、丙烯酰氧乙基三甲基卤化铵(如丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基溴化铵)、烷基二甲基苄基卤化铵和烷基三甲基卤化铵中的至少一种,更进一步优选地,烷基二甲基苄基卤化铵中的烷基为C8-C20的烷基(如十二烷基二甲基苄基本文档来自技高网...
<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/27/201610931864.html" title="聚合物弹性颗粒储层保护剂及其制备方法和应用原文来自X技术">聚合物弹性颗粒储层保护剂及其制备方法和应用</a>

【技术保护点】
一种储层保护剂中间产品,其特征在于,该储层保护剂中间产品由包括丙烯酰胺、阳离子单体、交联剂、引发剂、增韧材料和水的原料制成,且以100重量份的所述原料计,丙烯酰胺的用量为8‑30重量份,阳离子单体的用量为1‑10重量份,交联剂的用量为0.01‑0.5重量份,引发剂的用量为0.01‑0.1重量份,增韧材料的用量为5‑25重量份。

【技术特征摘要】
1.一种储层保护剂中间产品,其特征在于,该储层保护剂中间产品由包括丙烯酰胺、阳离子单体、交联剂、引发剂、增韧材料和水的原料制成,且以100重量份的所述原料计,丙烯酰胺的用量为8-30重量份,阳离子单体的用量为1-10重量份,交联剂的用量为0.01-0.5重量份,引发剂的用量为0.01-0.1重量份,增韧材料的用量为5-25重量份。2.根据权利要求1所述的储层保护剂中间产品,其中,以100重量份的所述原料计,丙烯酰胺的用量为10-25重量份,阳离子单体的用量为2-5重量份,交联剂的用量为0.01-0.05重量份,引发剂的用量为0.02-0.05重量份,增韧材料的用量为8-15重量份。3.根据权利要求1或2所述的储层保护剂中间产品,其中,所述阳离子单体为季铵盐化合物,优选为二甲基二烯丙基卤化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基卤化铵、丙烯酰氧乙基三甲基卤化铵、烷基二甲基苄基卤化铵和烷基三甲基卤化铵中的至少一种,进一步优选地,烷基二甲基苄基卤化铵中的烷基为C8-C20的烷基,烷基三甲基卤化铵中的烷基为C8-C20的烷基;和/或所述交联剂为N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯和戊二醛中的至少一种;和/或所述引发剂为过硫酸盐,优选为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的至少一种;和/或所述增韧材料为淀粉和/或膨润土。4.权利要求1-3中任意一项所述的储层保护剂中间产品的制备方法,其特征在于,该方法包括:将丙烯酰胺、阳离子单体、交联剂、增韧材料和水进行混合,向所得混合物中加入引发剂进行反应,然后将反应产物进行烘干和粉碎;优选地,所述反应的条件包括:温度为30-60℃,时间为3-5h。5.一种储层保护剂,其特征在于,所述储层保护剂包括中间产品、碱、盐和水,且以100重量份的所述储层保护剂计,中间产品的用量为5-40重量份,碱的用量为1-1...

【专利技术属性】
技术研发人员:吕开河孙金声刘敬平
申请(专利权)人:中国石油大学华东
类型:发明
国别省市:山东;37

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1