油气田钻井完井用水溶性加重材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种油气田钻井完井用水溶性加重材料，该水溶性加重材料包括至少一种有机铵盐、甲酸铯和至少一种其它碱金属盐，所述有机胺盐通过有机胺与有机酸按摩尔数之比为1:1～1:2发生中和反应制，有机铵盐、甲酸铯和其它碱金属盐的重量分别为加重材料总重量的3％～7％、25％～60％和30％～67％；该加重材料制备方法简单，将有机胺溶解在水中，搅拌均匀后加入有机酸发生反应生成有机铵盐，再将甲酸铯和至少一种其它碱金属盐按比例混拌均匀，并加热烘干至含水量低于5％，得到水溶性加重材料；该水溶性加重材料具有优越的抑制效果和加重效果，对钢铁材料腐蚀性小，可实现1.55g/cm3～1.85g/cm3的钻井液加重，其在饱和水溶液中可实现90％以上的页岩岩心滚动回收率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于油气田钻完井中的钻井液和完井液领域，特别设及一种油气田钻井完 井用水溶性加重材料及其制备方法。
技术介绍
在油田钻井施工中，尤其是高压油气储层的钻探开发，通常需要高密度泥浆来平 衡地层压力，W确保井壁稳定。高密度泥浆的获得通常是采用向泥浆中添加加重剂的方法， 传统的泥浆加重剂为不溶于水的惰性固体材料，如重晶石粉、铁矿粉、石灰石粉、方铅矿粉 等。运些加重剂通常会导致泥浆固相含量增高，从而引起泥浆粘度增加、钻进速度降低，且 会对储层孔隙堵塞，从而伤害储层。 为了减少不溶固相对储层的伤害，在很多钻井施工中和绝大多数的完井液领域都 采用水溶性加重剂进行加重。通常的水溶性加重剂为碱金属无机盐（如，氯化钢、氯化钟、 漠化钢等）、二价金属无机盐（如氯化巧、漠化巧、漠化锋等）、碱金属甲酸盐（如甲酸钢、甲 酸钟、甲酸飽等），然而运些水溶性盐类存在很多不足之处，如腐蚀性大、成本高、加重密度 难W达到要求、二价盐容易结垢堵塞储层孔隙等。近年来已有关于水溶性加重材料的研究 报道，如已公开专利CN103992777BXN103992779B和CN103992778B分别公开了最高密度可 达1. 35g/cm3、l. 55g/cm3、l. 80g/cm3的有机盐加重剂配方、制备方法及应用，采用Cl~Ce的 混合有机簇酸与复合碱发生酸碱中和反应制得，专利中要求混合酸中Cl至Ce的不同碳链长 度的酸都占有一定份额，且其中有机酸中还要含有一定量的氯和漠取代基团，氯和漠取代 基的含量因有机盐加重密度的不同而不同；复合碱为化0H、氨水、K0H、S甲胺和环氧氯丙 烧五种碱性物质构成的混合物，导致该水溶性加重材料的配方复杂、成本过高；而已公开专 利CN104531100A则公开了一类由甲酸钢、甲酸钟、亚硫酸钢、硫酸钢四种物质复配的水溶 性加重剂，该加重剂可将泥浆密度加重到2. 8g/cm3,但是抑制性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种解决传统加重材料如重晶石、铁矿石等引起的高固相 含量的问题，传统水溶性加重剂腐蚀性大、抑制能力差等问题的油气田钻井完井用水溶性 加重材料。 本专利技术还提供了一种简单易行的制备该油气田钻井完井用水溶性加重材料的制 备方法。 为了实现上述目的，本专利技术所述油气田钻井完井用水溶性加重材料包括至少一种 有机锭盐、甲酸飽和至少一种其它碱金属盐，所述有机胺盐通过至少一种有机胺与至少一 种有机酸中和反应制得，其中： 所述有机胺与所述有机酸的摩尔数之比为1:1~1:2 ; 所述的有机锭盐的重量为加重材料总重量的3%~7%，所述甲酸飽的重量为加 重材料总重量的25%~60%，所述其它碱金属盐的重量为加重材料总重量的30%~67%， 余量为水。 其中，所述加重材料的总重量为干燥溶剂水后的有机锭盐、甲酸飽、其它碱金属盐 等混合物的总重量，其中余量水为溶剂水经加热烘干后仍存在加重材料中的溶剂水，所述 余量水低于5wt%。 优选地，所述有机胺为一甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺、乙醇胺、二乙醇胺、=乙醇 胺、乙二胺、二乙締=胺、=乙締四胺、四乙締五胺中至少一种。 优选地，所述有机酸为甲酸、乙酸、丙酸、草酸、酒石酸、下二酸、己二酸、径基乙酸、 乙二胺四乙酸、二乙締S胺五乙酸、乳酸中至少一种。 优选地，所述其他碱金属盐包括氯化钢、氯化钟、甲酸钢、甲酸钟、乙酸钢、乙酸钟 中至少一种。 在上述配方中，有机锭盐作为抑制剂主要起抑制作用，而碱金属盐则主要为加重 作用，=者相互配合，当=者为一定的配比范围时，所制备的油气田钻井完井用水溶性加重 材料兼具加重性能、抑制性能和防腐蚀性能，具有非常好的使用效果。 一种油气田钻井完井用水溶性加重材料的制备方法，包括W下步骤： (1)将至少一种有机胺溶解在水中，揽拌均匀，得到有机胺的水溶液，再在揽拌条 件下缓慢加入至少一种有机酸，继续揽拌30~50min，使酸碱发生中和反应，制得锭盐水溶 液，其中溶液中溶剂水总重量为有机酸总重量的1~2倍； 似将甲酸飽与至少一种其它碱金属盐根据一定比例混拌均匀后，再与步骤（1) 制得的有机锭盐根据一定比例混合均匀，在100~120°c条件下加热烘干至含水量低于 5 %，然后将固体粉碎，即得到水溶性加重材料粉末状固体。 步骤（1)中有机酸的加入过程中发生的中和反应为放热反应，因此一般有机酸的 加入时间控制在30~50min，即滴加过程中只要保持有机酸和有机胺的酸碱中和反应平 和，不剧烈。 其中，在上述有机胺中，一甲胺、二甲胺和乙胺一般直接购得的均为有机胺的水 溶液，如一甲胺水溶液（30 %~40wt % )、二甲胺水溶液（30 %~40wt % )、乙胺水溶液 (60%~70wt% )，因此在制备过程中，应在上述制备过程的步骤（1)中，需要根据上述情况 对溶剂水的加入量进行减少。因而所述步骤（1)中的溶剂水，包括有机胺溶液中的溶剂水 和后加入的溶剂水的总量为有机酸的1~2倍，且溶剂水必须在加入有机酸之前加入。 该油气田钻井完井用水溶性加重材料通过调节加入量对溶液密度进行调节，其饱 和溶液密度最大可达到1. 85g/cm3,即可实现1. 55g/cm3~1. 85g/cm3的水基钻井液加重。 该油气田钻井完井用水溶性加重材料具有优越的抑制效果和加重效果，对钢铁材 料腐蚀性小，可实现1. 55g/cm3~1. 85g/cm3的钻井液加重，其在饱和水溶液中可实现90% W上的页岩岩屯、滚动回收率。【具体实施方式】 下面结合【具体实施方式】对本专利技术的上述
技术实现思路
作进一步的详细描述。但不应将 此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油气田钻井完井用水溶性加重材料，其特征在于，包括至少一种有机铵盐、甲酸铯和至少一种其它碱金属盐，所述有机胺盐通过至少一种有机胺与至少一种有机酸中和反应制得，其中：所述有机胺与所述有机酸的摩尔数之比为1:1～1:2；所述的有机铵盐的重量为加重材料总重量的3％～7％，所述甲酸铯的重量为加重材料总重量的25％～60％，所述其它碱金属盐的重量为加重材料总重量的30％～67％，余量为水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘音，王红科，解洪祥，陈世春，郑武，周振良，李立昌，刘永峰，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12