耐高温强化型钻完井液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐高温强化型钻完井液，其包括以下重量份的原料：100～150份的基浆、0.6～0.8份的十二烷基磺酸钠、0.6～0.8份的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.02～0.04份的碳酰二胺脲、0.04～0.08份的亚硝酸钠、0.06～0.1份的水滑石、0.3～2份的稳泡剂、1.8～2.4份的降滤失剂和0.8～1.2份的改性黄原胶。本发明专利技术提供的耐高温强化型钻完井液具有发泡能力强，能够抗高温、提高泡沫均匀性和稳定性的优点。

【技术实现步骤摘要】
耐高温强化型钻完井液及其制备方法
本专利技术涉及油气开采钻井用化学品
更具体地说，本专利技术涉及一种耐高温强化型钻完井液及其制备方法。
技术介绍
油气开采是将埋藏在地底下有层中的石油和天然气开采出来的技术，多采用钻井施工技术，即从地面竖直向下将底层钻成孔眼，地底下的石油和天然气从孔眼冲排出，在钻设孔眼的过程中，需要及时的将产生的钻屑排出，现有技术中通过向井眼中泵入钻井液，由钻井液携带钻屑排至地表面，进而保证钻孔的继续。钻井液是钻井的血液，又称作钻孔冲洗液，钻井液按流体介质可分为水基、油基、合成基等。钻井液除了携带钻屑的作用外，还需要具有稳定井壁、平衡地层压力、冷却和润滑钻具以及保护油气层的作用，因此，不同地质条件下的油气开采需要配置不同体系的钻井液，对于低压低渗、欠平衡井及水平井，油基钻井液对环境污染严重、易着火、成本高；而常规水基钻井液密度不易控制在1.0g/cm3以下，易造成储层伤害，且抑制性不强，导致井壁不稳定，即常规的水基钻井液无法实现低压低渗、欠平衡井及水平井的开采。为解决上述技术问题，人们引入了泡沫钻井液，即在钻井液中引入某些表面活性剂与聚合物结合产生泡沫，在井壁上形成可阻止或延缓钻井液侵入地层的泡沫网络，泡沫钻井液具有密度低、粘度大、携沙能力强的优点，能够有效解决低压、低渗、低漏地层的钻井难题，减少钻井液对油气层的伤害，进而达到提高油气井的采收率的目的。然而现有技术的泡沫钻井液产生的泡沫耐温性较差，泡沫体系内部松散，泡沫不均匀，瞬时产生的泡沫量过大，而随着时间的延长泡沫量又会降低，进而导致泡沫网络的漏失问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种耐高温强化型钻完井液，其发泡能力强，能够抗高温、提高泡沫均匀性和稳定性。本专利技术还有一个目的是提供一种耐高温强化型钻完井液的制备方法，其能够制备耐高温、稳定性较好的钻井液，将泡沫增效剂的有效包覆，实现对泡沫的有效补偿，保证泡沫的均衡性。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种耐高温强化型钻完井液，其包括以下重量份的原料：100～150份的基浆、0.6～0.8份的十二烷基磺酸钠、0.6～0.8份的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.02～0.04份的碳酰二胺脲、0.04～0.08份的亚硝酸钠、0.06～0.1份的水滑石、0.3～2份的稳泡剂、1.8～2.4份的降滤失剂和0.8～1.2份的改性黄原胶。优选的是，所述的耐高温强化型钻完井液，所述基浆为分散有改性纳米二氧化硅颗粒的水溶液，其中，改性纳米二氧化硅颗粒的质量分数为0.3％；改性纳米二氧化硅颗粒的制备方法为：按重量份数计，取60份的乙醇和1份的去离子水，混合后置于超声震荡仪下处理20～30min，随后在超声震荡下，向混合液中加入2.5份的正硅酸乙酯，继续超声震荡处理20～30min后，用0.1mog/L的盐酸水溶液将上述混合液的PH调至4，然后向混合液中滴加0.5份的硅烷偶联剂，边滴加边搅拌待硅烷偶联剂滴加完成后，将混合液加热至40℃，搅拌下反应6h后，用0.05mol/L的氨水将混合液的PH调至8，继续搅拌保温反应2h后停止加热、搅拌，自然冷却至室温，并将混合液置于冷冻干燥室内干燥，随后粉碎至纳米级粉末，用无水乙醇洗涤纳米级粉末1～3次后，置于80℃真空干燥箱内，干燥处理24h，研磨，得改性纳米二氧化硅颗粒。优选的是，所述的耐高温强化型钻完井液，所述降滤失剂为腐蚀酸为骨架的接枝共聚物。优选的是，所述的耐高温强化型钻完井液，改性黄原胶的制备方法为：步骤a、按重量份数计，取5份的黄原胶分散于100份的二甲基亚砜中，加热至40℃，保温搅拌10～12h，得黄原胶溶液；取2份的马来酸酐分散于60份的氯仿中，超声震荡20～30min后得酸酐溶液；步骤b、将步骤a中的酸酐溶液逐滴加入步骤a中的黄原胶溶液中，滴加完成后将反应液以5℃/min的速度升温至60～100℃，保温反应30～40h后停止加热，冷却至室温后用过量的乙醇沉淀，收集沉淀物，并用乙醇洗涤1～3次，真空干燥得酯化黄原胶；步骤c、步骤b得到的酯化黄原胶加入去离子水中，得酯化产物溶液，将酯化产物溶液装入截留分子量为14000的透析袋中，进行透析处理72h后将透析样品冷冻干燥，得改性黄原胶；其中，进行透析之前酯化产物溶液中，酯化黄原胶的质量分数为1.2％；透析期间透析袋内的温度控制在40℃，选取去离子水作为透析外液，每隔6h换一次透析外液。优选的是，所述的耐高温强化型钻完井液，所述稳泡剂为水解聚丙烯酰胺。一种耐高温强化型钻完井液的制备方法，包括以下步骤：步骤一、取0.05～0.08份的中软化点沥青加入沥青罐内加热至溶解，搅拌下向沥青罐内加入0.6～0.8份的十二烷基磺酸钠，充分搅拌30～40min后冷却、粉碎至粒径小于200nm，得第一泡沫增效剂；步骤二、取0.04～0.06份的明胶溶解于50℃的1～2份的温水中，得溶液一，在搅拌下向溶液一中加入依次0.2～0.4份的碳酰二胺脲和0.4～0.8份的亚硝酸钠，充分搅拌至碳酰二胺脲和亚硝酸钠溶解后，得溶液二；向溶液二中加入0.6～1.0份的水滑石，充分搅拌均匀后自然冷却至室温，得凝胶物，将凝胶物经冷冻干燥、粉碎至粒径小于200nm，得第二泡沫增效剂；步骤三、将改性纳米二氧化硅颗粒与乙醇按照重量比为1:2的比例进行混合，随后分散于水中制得改性纳米二氧化硅颗粒的质量分数为3％的基浆；步骤四、将0.6～0.8份的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、第一泡沫增效剂、第二泡沫增效剂、0.3～2份的稳泡剂、1.8～2.4份的降滤失剂和0.8～1.2份的改性黄原胶，依次加入100～150份的基浆中，充分搅拌均匀后即得所述耐高温强化型钻完井液。本专利技术至少包括以下有益效果：1、在地层高温条件下，碳酰二胺脲热分解生成二氧化碳和氨，氨进一步与亚硝酸钠反应生成氮气、二氧化碳和碱，实现钻井液在井下自生气体，保证井底能够持续、稳定地产生泡沫；同时在表面活性剂的十二烷基磺酸钠的配合作用下，降低气液界面张力，将大气泡变成微细气泡，提高了泡沫分散的均匀性；本专利技术无需额外向钻井液中鼓入空气，克服了现有技术中鼓入空气中地氧气导致钻井液高温氧化降解的技术问题，同时还能够有效控制泡沫量和泡沫体积，形成稳定的微泡沫体系；水滑石可促进碳酰二胺脲的热分解，同时可提高亚硝酸钠与氨的反应速率，进而达到促进发泡气体氮气的产生；2、本专利技术在泡沫钻井液中引入纳米二氧化硅，可吸附在泡沫气膜上，形成颗粒层，提升了泡沫的稳定性，使得泡沫体系在较高温度下仍然保持良好的稳定性；同时二氧化硅的吸附使得泡沫气膜界面粗糙，在一定程度上可增加泡沫流动时气泡间的内摩擦力，进而提升了泡沫的黏度，提升了高温界面黏弹模量，增强了泡沫网络膜抵抗及恢复形变能力；纳米二氧化硅与自生气体体系构建一种动态平衡，纳米二氧化硅可减缓自生气体二氧化碳和氮气的气窜幅度，而自生气体二氧化碳和氮气可改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.耐高温强化型钻完井液，其特征在于，其包括以下重量份的原料：100～150份的基浆、0.6～0.8份的十二烷基磺酸钠、0.6～0.8份的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.02～0.04份的碳酰二胺脲、0.04～0.08份的亚硝酸钠、0.06～0.1份的水滑石、0.3～2份的稳泡剂、1.8～2.4份的降滤失剂和0.8～1.2份的改性黄原胶。/n

【技术特征摘要】
1.耐高温强化型钻完井液，其特征在于，其包括以下重量份的原料：100～150份的基浆、0.6～0.8份的十二烷基磺酸钠、0.6～0.8份的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.02～0.04份的碳酰二胺脲、0.04～0.08份的亚硝酸钠、0.06～0.1份的水滑石、0.3～2份的稳泡剂、1.8～2.4份的降滤失剂和0.8～1.2份的改性黄原胶。


2.如权利要求1所述的耐高温强化型钻完井液，其特征在于，所述基浆为分散有改性纳米二氧化硅颗粒的水溶液，其中，改性纳米二氧化硅颗粒的质量分数为0.3％；
改性纳米二氧化硅颗粒的制备方法为：按重量份数计，取60份的乙醇和1份的去离子水，混合后置于超声震荡仪下处理20～30min，随后在超声震荡下，向混合液中加入2.5份的正硅酸乙酯，继续超声震荡处理20～30min后，用0.1mog/L的盐酸水溶液将上述混合液的PH调至4，然后向混合液中滴加0.5份的硅烷偶联剂，边滴加边搅拌待硅烷偶联剂滴加完成后，将混合液加热至40℃，搅拌下反应6h后，用0.05mol/L的氨水将混合液的PH调至8，继续搅拌保温反应2h后停止加热、搅拌，自然冷却至室温，并将混合液置于冷冻干燥室内干燥，随后粉碎至纳米级粉末，用无水乙醇洗涤纳米级粉末1～3次后，置于80℃真空干燥箱内，干燥处理24h，研磨，得改性纳米二氧化硅颗粒。


3.如权利要求1所述的耐高温强化型钻完井液，其特征在于，所述降滤失剂为腐蚀酸为骨架的接枝共聚物。


4.如权利要求1所述的耐高温强化型钻完井液，其特征在于，改性黄原胶的制备方法为：
步骤a、按重量份数计，取5份的黄原胶分散于100份的二甲基亚砜中，加热至40℃，保温搅拌10～12h，得黄原胶溶液；取2份的马来酸酐分散于60份的氯仿中，超声震荡20～30min后得酸酐溶液；
步骤b、将步骤a中的酸酐溶液逐滴加入步骤a中的黄原胶溶液中，滴加完成后将反应液...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚东，陈亚宁，何文捷，谷团，王炳刚，
申请(专利权)人：西安通源正合石油工程有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61