一种自生泡沫压井液及其制备方法以及自生泡沫组合物技术

一种自生泡沫组合物，涉及油田化学领域，包括：聚合物2～6wt％，交联剂0.1～3wt％，起泡剂1～3wt％，生气剂6～10wt％和余量的水。生气剂包括碳酸盐和酸类物质，生气剂中的酸类物质和碳酸盐的质量比为1:1～3。一种自生泡沫压井液，其以聚合物与交联剂为骨架形成凝胶，并以碳酸盐与酸类物质反应产生的二氧化碳作为气体填充，具有低密度、低伤害、稳定性好的特点。一种上述自生泡沫压井液的制备方法，其配制工艺十分简单，无需注气设备和高速搅拌设备，通过简单的混合即能得到，能够满足现场有限的生产条件，极大地降低了生产成本。

Self generating foam well killing fluid, preparation method thereof and self generating foam composition

The invention relates to an in-situ foam composition, which relates to the field of oil field chemistry, comprising: polymer 2 to 6wt%, crosslinker 0.1 to 3wt%, foaming agent 1 to 3wt%, gas generating agent 6 to 10wt% and residual water. The gas generating agent comprises carbonates and acids, and the mass ratio of acids and carbonates in the gas generating agent is 1:1 to 3. A fluid in the authigenic foam, polymer and crosslinking agent for gel formation and skeleton, produced by reaction with acids as carbonate carbon dioxide gas filling, it has the characteristics of low density, low damage and good stability. One of the autogenetic foam killing fluid preparation method, the preparation process is simple, without gas injection equipment and high-speed mixing equipment, by simple mixing can be obtained, which can meet the field of limited production conditions, greatly reduce the cost of production.

【技术实现步骤摘要】
一种自生泡沫压井液及其制备方法以及自生泡沫组合物
本专利技术涉及油田化学领域，具体而言，涉及一种自生泡沫压井液及其制备方法以及自生泡沫组合物。
技术介绍
在油气田的生产开发后期，地层压力衰减明显，常规使用的压井液密度远大于地层压力系数，存在压井液易漏失、对储层伤害大等问题。而泡沫压井液具有低密度、低漏失、对储层伤害小的特点，在国内外许多油气田得到了广泛应用，并取得了良好效果。现有技术中，泡沫压井液中的泡沫来源主要依赖于注入氮气、空气或通过高速搅拌来混入空气。但是，注入氮气需要专用车辆运输和专用泵车，成本较高；注入空气，则会造成空气中的氧气与井内天然气混合，容易发生爆炸；同时，由于作业现场的条件有一定的局限性，通过高速搅拌来混入空气的方式在实际操作起来也很难达到实验室的搅拌速度。其次，常规泡沫压井液虽然通过加入聚合物可提高泡沫的稳定性，但提升空间有限。因此，开发一种方便现场配置、低密度的、低伤害且稳定性较好的泡沫压井液十分必要。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种自生泡沫组合物，其通过简单的混合后，即可发生反应，得到自生泡沫压井液。具有操作简单、配制方便的优点。本专利技术的第二目的在于提供一种自生泡沫压井液，其适用于低压油气井，具有低密度、低伤害、稳定性好的特点。并且，其制备方法简单，不需要注气设备和高速搅拌设备即可实现现场配置。本专利技术的第三目的在于提供一种上述自生泡沫压井液的制备方法，其操作简单，不需要注气设备和高速搅拌设备即可方便的实现现场配置。本专利技术的实施例是这样实现的：一种自生泡沫组合物，其包括：聚合物2～6wt％，交联剂0.1～3wt％，起泡剂1～3wt％，生气剂6～10wt％和余量的水。生气剂包括碳酸盐和酸类物质，生气剂中的酸类物质和碳酸盐的质量比为1:1～3。一种自生泡沫压井液，其由上述自生泡沫组合物制备得到。一种上述自生泡沫压井液的制备方法，包括：将发泡之后的起泡剂与聚合物、交联剂混合，得到凝胶材料；将凝胶材料与生气剂混合。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术提供了一种自生泡沫组合物，其通过简单的混合后，即可发生反应，得到自生泡沫压井液。配制时不需要注气设备和高速搅拌设备，适合现场即用即配，具有操作简单、配制方便的优点。本专利技术所提供的一种自生泡沫压井液是以气相为分散相，凝胶体系为连续相的气液分散系统。其以聚合物与交联剂为骨架形成凝胶，并以碳酸盐与酸类物质反应产生的二氧化碳作为气体填充，具有低密度、低伤害、稳定性好的特点。二氧化碳是一种不助燃、不可燃的稳定气体，其与天然气混合不会发生爆炸，使用起来更为安全。同时，凝胶体系具有很好的弹性且粘性适中，以凝胶为基础的上述自生泡沫压井液，在压井作业时有利于建立井筒循环。本专利技术还提供了一种上述自生泡沫压井液的制备方法，该自生泡沫压井液的配制工艺十分简单，无需注气设备和高速搅拌设备，通过简单的混合即能得到，能够满足现场有限的生产条件，极大地降低了生产成本。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的一种自生泡沫压井液及其制备方法以及自生泡沫组合物进行具体说明。一种自生泡沫组合物，其包括：聚合物2～6wt％，交联剂0.1～3wt％，起泡剂1～3wt％，生气剂6～10wt％和余量的水。生气剂包括碳酸盐和酸类物质，生气剂中的酸类物质和碳酸盐的质量比为1:1～3。同时，本专利技术还提供了一种由上述自生泡沫组合物制备得到的自生泡沫压井液。由该自生泡沫组合物得到的自生泡沫压井液以气相为分散相，凝胶体系为连续相的气液分散系统。其以聚合物与交联剂为骨架形成凝胶，凝胶体系具有很好的弹性且粘性适中，以凝胶为基础的上述自生泡沫压井液，在压井作业时有利于建立井筒循环。同时，本专利技术以碳酸盐与酸类物质反应产生的二氧化碳作为凝胶中的气体填充。二氧化碳是一种不助燃、不可燃的稳定气体，其与天然气混合不会发生爆炸，使用起来更为安全。进一步地，上述自生泡沫组合物包括：聚合物2～4wt％，交联剂0.5～2.5wt％，起泡剂1～2wt％，生气剂6～8wt％和余量的水。该范围值是专利技术人结合自身经验与创造性劳动得到的优选值，在该范围值内得到的自生泡沫压井液的各项性能更佳。聚合物包括聚丙烯酰胺、黄原胶、胍胶、聚磺酸丙烯酰胺、丙烯酰胺/叔丁基共聚物和丙烯酰胺共聚物中的至少一种。本专利技术所采用的聚合物，其分子链上均包括许多活性基团，可以与交联剂发生交联，形成网状结构。这种结构给气体的填充提供了空间，利于形成密度低、稳定性好的泡沫压井液。交联剂包括第一交联剂和第二交联剂中的至少一种。其中，第一交联剂包括有机铬交联剂和有机铝交联剂中的至少一种，第二交联剂包括甲醛、酚醛树脂、间苯二酚、聚乙烯亚胺、六亚甲基四胺、间苯二酚和邻苯二酚中的至少一种。优选地，有机铬交联剂和有机铝交联剂分别为三价铬离子和三价铝离子与有机酸形成的络合物，该有机酸包括醋酸、己酸、丙酸、乳酸、丙二酸、甘醇酸、水杨酸等，优选为醋酸。进一步地，在本专利技术中，交联剂包括第一交联剂和第二交联剂。有机金属型的交联剂和非金属型的交联剂，在交联机理上略有差异，专利技术人基于自身经验和付出了创造性劳动得出结论，将有机金属型的交联剂与非金属型的交联剂配合使用，可以达到协同增效的作用，不但可以缩短交联的时间，同时可以提高交联的效果。优选地，第一交联剂和第二交联剂的质量比为1:5～20。以该比例混合得到的交联剂，交联的效果更佳。起泡剂是一种表面活性剂，包括十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、甜菜碱、十二烷基苯磺酸钠、十八烷基磷酸钠、十二烷基伯胺、烷基糖苷中的至少一种。起泡剂的分子结构由非极性的亲油(疏水)基团和极性的亲水(疏油)基团构成，形成既有亲水性又有亲油型的所谓的“双亲结构”分子。起泡剂加到水中，亲水基插入水相而亲油基插入油相或竖立在空气中，形成在界面层或表面上的定向排列，从而能在气-水界面上降低界面张力，促使空气在料浆中形成小气泡，以扩大分选截面，形成泡沫层。充分起泡后的起泡剂与聚合物、交联剂混合，形成凝胶泡沫，进一步提高了泡沫的稳定性。碳酸盐包括碳酸氢铵、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸钙中的至少一种。同时，酸类物质包括氯化铵、柠檬酸、醋酸、甲酸、乙酸、山梨酸、丁酸、己酸、戊酸、乳酸、盐酸、硼酸、葡萄糖酸、水杨酸、酒石酸、苹果酸、琥珀酸、癸二酸、异丁烯酸中的至少一种。碳酸盐和酸类物质混合后，能够产生二氧化碳。二氧化碳分散在凝胶泡沫中，进一步增加凝胶泡沫的气容量，降低压井液的整体密度，以得到低密度、低漏失且稳定性良好的压井液。一种上述自生泡沫压井液的制备方法，包括：将搅拌发泡之后的起泡剂与聚合物、交联剂混合，得到凝胶材料。再将凝胶材料与生气剂混合。其中，凝胶材料为不流动或几乎不流动的高形变凝胶，参照Sydansk等人提出的堵剂凝胶强度十等评价标准，属于E～F级的凝胶。在该强度下的凝胶，更为适合于气相进行混合，得到弹性好且粘性适中的压井液，有利于在压井作业时建立井筒循环。值得注意的是，除了上述方法之外，也可以先将起泡剂搅拌均匀至一定泡沫，然后再依本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自生泡沫组合物，其特征在于，包括：聚合物2～6wt％，交联剂0.1～3wt％，起泡剂1～3wt％，生气剂6～10wt％和余量的水；所述生气剂包括碳酸盐和酸类物质，所述生气剂中的所述酸类物质和所述碳酸盐的质量比为1:1～3。

【技术特征摘要】
1.一种自生泡沫组合物，其特征在于，包括：聚合物2～6wt％，交联剂0.1～3wt％，起泡剂1～3wt％，生气剂6～10wt％和余量的水；所述生气剂包括碳酸盐和酸类物质，所述生气剂中的所述酸类物质和所述碳酸盐的质量比为1:1～3。2.根据权利要求1所述的自生泡沫组合物，其特征在于，包括：所述聚合物2～4wt％，所述交联剂0.5～2.5wt％，所述起泡剂1～2wt％，所述生气剂6～8wt％和余量的所述水。3.根据权利要求1所述的自生泡沫组合物，其特征在于，所述聚合物包括聚丙烯酰胺、黄原胶、胍胶、聚磺酸丙烯酰胺、丙烯酰胺/叔丁基共聚物和丙烯酰胺共聚物中的至少一种。4.根据权利要求1所述的自生泡沫组合物，其特征在于，所述交联剂包括第一交联剂和第二交联剂中的至少一种；所述第一交联剂包括有机铬交联剂和有机铝交联剂中的至少一种，所述第二交联剂包括甲醛、酚醛树脂、间苯二酚、聚乙烯亚胺、六亚甲基四胺、间苯二酚和邻苯二酚中的至少一种。5.根据权利要求4所述的自生泡沫组合物，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨欣雨，贾虎，陈昊，吴晓虎，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51