抗温抗盐流型调节剂及无固相抗污染钻井液制造技术

本发明专利技术涉及石油、天然气勘探开发过程中的钻井液领域，特别涉及一种抗温抗盐流型调节剂及无固相抗污染钻井液，该无固相抗污染钻井液包括以下原料：淡水、增粘剂、抗温抗盐流型调节剂、胺类抑制剂、降滤失剂、封堵防塌剂，所述的抗温抗盐流型调节剂为烯基磺酸、烯基吡啶和烯基苯反应生成的共聚物。本发明专利技术至少具有以下优点：抗温抗盐流型调节剂具有较好的增粘提切和抗温、抗污染性，在此基础上结合钻井液性能需求，使得配制的无固相抗污染钻井液具有良好的流变性、低密度、较好的抗温性和抗盐抗钙性等特点，同时由于没有膨润土和其他固相颗粒的添加，体系的储层保护效果明显。体系的储层保护效果明显。

【技术实现步骤摘要】
抗温抗盐流型调节剂及无固相抗污染钻井液


[0001]本专利技术涉及一种抗温抗盐流型调节剂及无固相抗污染钻井液，尤其涉及一种适用于胜利油田潜山高温低压油气藏的无固相抗污染钻井液。

技术介绍

[0002]由于无固相钻井液具有众多优点，自20世纪70年代国外首先研究应用无固相钻井液以来，其得到了国内外极大的关注及不断发展。目前国内外已形成了多种成熟的无固相钻井液体系，主要包括水基无固相钻井液以及近年来大力推广应用的欠平衡无固相钻井流体。
[0003]1、水基无固相钻井液
[0004]由于水基钻井液具有成本低、可供选择的类型多、所需处理剂来源广泛及性能容易控制等优点，因此一直是钻开油气层的首选，其中比较有代表性的有无固相清洁盐水钻井液、无膨润土暂堵型聚合物钻井液、水包油钻井液以及近年来新研制的甲酸盐钻井液、无固相弱凝胶钻井液体系等。
[0005](1)无固相清洁盐水钻井液
[0006]该类钻井液不含膨润土和其它固相，其密度通过添加不同类型和不同数量的可溶性无机盐进行调节。常用的无机盐有氯化钠、氯化钙、氯化钾、溴化钠、溴化钾、溴化钙和溴化锌等，其密度可在1.0-2.3g/m3范围内可调，因此基本上能在不使用固相的情况下满足不同油气井对其密度的要求。该钻井液的流变参数和滤失量可以通过添加对油气层无伤害或低伤害的聚合物来控制，还应加入适量的防腐剂防腐蚀。
[0007]无固相清洁盐水钻井液可以大大降低固相伤害和水敏伤害，但其仅适用于套管下至油气层顶部的、油气层为单一压力层系的裂缝性油气层或强水敏性油气层。该钻井液在辽河、长庆、华北、中原等油田多口井的现场应用中取得了较好效果，但由于存在成本高、工艺复杂、对处理剂和固控设备要求高、易发生漏失以及腐蚀较严重等问题，所以很少用做钻井液，但它在射孔液和压井液中应用广泛。
[0008](2)无膨润土暂堵型聚合物钻井液
[0009]该钻井液由水相、聚合物和固相颗粒暂堵剂组成。其密度可以根据油气层孔隙压力，利用不同种类和加量的可溶性无机盐来调节(注意避免引发盐敏)。其流变性可通过选用各种与油气层配伍的聚合物和高价金属离子来调控，常用的聚合物有：生物聚合物、高粘CMC、HEC等。滤失量则可通过加入各种与油气层孔喉直径匹配的暂堵剂来控制，在钻井液液柱压差作用下，暂堵剂在近井壁形成泥饼，阻止钻井液中的固相或滤液侵入储层。在使用过程中必须加强固控控制，以降低有害固相含量。目前常用的暂堵剂按其溶解性和作用原理可分为以下四类：
[0010]①
酸溶性暂堵剂
[0011]常用的有不同粒径的碳酸钙、碳酸铁等能溶于酸的固相颗粒。当油井投产时，可以通过酸化而实现解堵，从而恢复油气层的原始渗透率。但此类暂堵剂不宜用于酸敏性油气
层。酸溶性暂堵剂的加量一般为3-5％。
[0012]②
水溶性暂堵剂
[0013]常用的有细目氯化钠和复合硼酸盐等。它只适用于加有缓蚀剂和盐抑制剂的饱和盐水体系中。所用的饱和盐水要根据所配体系密度大小来选择。例如，低密度体系用复合硼酸盐饱和盐水或其它低密度盐水作为基液，体系密度范围为1.03-1.20g/m3。而氯化钠加入到密度为1.2g/m3的饱和盐水中，体系密度范围为1.20-1.56g/m3。当选用高密度体系时，需选用氯化钙、溴化钙或溴化锌饱和盐水，密度可达到1.50-2.30g/m3。此种暂堵剂在油气井投产时，可用低矿化度水来溶解各种盐粒实现解堵。
[0014]③
油溶性暂堵剂
[0015]常用的有油溶性树脂、石蜡、沥青类等产品，按其作用方式不同可以分为两类：一类是脆性油溶性树脂，其主要用做架桥粒子，这类产品有油溶性的聚苯乙烯、改性酚醛树脂、二聚松香酸等；另一类是可塑性油溶性树脂，它的微粒在一定压差下可以变形，在使用时主要用作充填颗粒，此类树脂有乙烯-丙烯酸酯、乙烯-醋酸乙烯树脂、石蜡、氧化沥青、磺化沥青等。油溶性暂堵剂可以被地层中产出的原油而溶解，也可以通过注入柴油或亲油的表面活性剂将其溶解，从而实现解堵。
[0016]④
单向压力暂堵剂
[0017]常用的有改性纤维素或各种极细的改性木屑、改性果壳等。这类暂堵剂在压差作用下进入储层，与储层孔吼直径相匹配的颗粒封堵孔吼。而当油气井投产后，油气层压力将大于井下液柱压力，在反向压差作用下，该暂堵剂将被从孔吼中推出，进而实现解堵。
[0018]以上各类暂堵剂可以根据油气层特性而单独使用，也可以复配使用。无膨润土暂堵型聚合物钻井液通常只宜用在技术套管下至油气层顶部，且油气层为单一压力层系的油气井中。这种钻井液尽管有很多优点，但使用成本很高，且使用条件较苛刻，故在实际钻井中并未得到广泛应用。
[0019](3)水包油钻井液
[0020]水包油钻井液是将一定量的油分散在水或不同矿化度的盐水中，形成一种水为分散介质、油为分散相的无固相水包油钻井液。其组分除水和油外，还有水相增粘剂，主、辅乳化剂和降滤失剂等。其密度可以通过调节油水比和加入不同类型、数量的可溶性无机盐来调节，其最低密度可达0.89g/m3。水包油钻井液的流变性能和滤失量可通过在水相或油相中加入各种低伤害的处理剂来调节。
[0021]这种钻井液特别适用于技术套管下至油气层顶部的低压、裂缝性油气层，且它也是欠平衡钻井中的一种常用的钻井液。但它的缺点是油的用量较大，且配置成本较高，对固控要求较高，维护较困难。
[0022](4)甲酸盐钻井液
[0023]甲酸盐钻井液是指由甲酸钠、甲酸钾、甲酸铯等有机盐为主处理剂，配置的钻井完井液体系，其基液密度可以根据不同油气层压力和钻井完井液的设计要求进行调节，最高可达到2.3g/m3，不需要添加固体加重材料，且在高密度下可方便的实现低粘度。高矿化度的有机盐水能预防大多数油气层的粘土水化膨胀和分散运移，具有很好的抑制性，且甲酸盐盐水不含卤化物，腐蚀性小，不需添加腐蚀剂。研究表明，甲酸盐与聚合物配伍性良好，可以提高聚合物的转变温度(如生物聚合物XC)或改变聚合物分子结构的有序度(如聚阴离子
纤维素、淀粉等)；同时，甲酸根离子是医疗等行业中广泛使用的有效除氧剂和自由基清除剂，因此在钻井完井液体系中能清除氧化性物质，提高聚合物抗热氧降解的能力，所以甲酸盐能在一定程度上能明显提高聚合物的抗温能力，非常适用于配制无固相钻井完井液。
[0024]甲酸盐钻井液首先由壳牌石油公司于上世纪80年代末90年代初研制出来，Mobil公司首次在印度尼西亚Belanak油田和德国Walsrode地区的高温高压实验井中成功应用了甲酸盐无固相钻井液，实验井温度分别为157℃和162.8℃，其后并在深井高温环境下的钻井、完井作业中取得了较好的应用效果。且大量试验表明，甲酸盐盐水具有非常好的HSE性能，与常用的高密度无机盐水钻井液相比，具有明显优势。目前，该钻井液已在国内外各种井型中得到了良好的应用。但甲酸盐存在价格较高、货源不足等缺点，这在很大程度上制约了其应用的广泛性。随着甲酸盐生产工艺的改善和回收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗温抗盐流型调节剂，其特征在于：包括烯基磺酸、烯基吡啶和烯基苯反应生成的共聚物。2.根据权利要求1所述的抗温抗盐流型调节剂，其特征在于：所述的烯基磺酸、烯基吡啶和烯基苯的质量比为 (20-80) ：(10-60) ：(0.3-1.5)；所述的烯基磺酸是乙烯基磺酸、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸或2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸中的一种或几种混合物；所述的烯基吡啶是1-乙烯基-2-吡咯烷酮（N-乙烯基吡啶烷酮）、5-乙烯基-2-吡咯烷酮、4-乙烯基吡啶中的任意一种；所述的烯基苯是苯乙烯或二乙烯苯中的一种或混合物。3.根据权利要求 1或2所述的抗温抗盐流型调节剂，其特征在于：所述的共聚物是将烯基磺酸、烯基吡啶和烯基苯作为反应物，去离子水作为溶剂，十二烷基硫酸钠作为助溶剂，在pH值调节到7.0后，在65℃、引发剂作用下，通过共聚反应7h，制得；所述的引发剂是偶氮二异丁腈、过硫酸钾或过硫酸铵中的任意一种，引发剂的加入量为烯基磺酸、烯基吡啶和烯基苯总质量的0.3%；所述的十二烷基硫酸钠的加入量为烯基磺酸、烯基吡啶和烯基苯总质量的1.0%。4.一种无固相抗污染钻井液，包括权利要求3所述的抗温抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秀灵，陈二丁，刘均一，李琼，刘振东，赵怀珍，郑成胜，王莉萍，
申请(专利权)人：中石化胜利石油工程有限公司中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，
类型：发明
国别省市：