一种煤层气井固井用耐冲刷型界面增强剂及制备方法和应用技术

本发明专利技术属于油气井固井及油田化学领域，具体涉及一种耐冲刷型界面增强剂的制备方法和应用。该耐冲刷型界面增强剂是由0.1％表面活性剂CAEO

【技术实现步骤摘要】
一种煤层气井固井用耐冲刷型界面增强剂及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于油气井固井及油田化学领域，具体涉及一种耐冲刷型界面增强剂及制备方法和应用。

技术介绍

[0002]能源是世界经济与社会发展的基础。我国是一个煤炭资源大国，煤层气资源量与我国的常规天然气资源量相当，具有丰富的储量资源。煤层气无污染、热值高，作为新能源具有十分广阔的应用前景。
[0003]作为一种新能源，煤层气的开发和利用可以解决能源不足的重大问题，同样可以起到减灾和改善地球大气环境的作用，但煤层气的开采同样面临着诸多问题。基于煤层的本身成分及其结构特性，煤层是有机岩，与无机水泥浆胶结强度低，煤层固井质量差，造成瓦斯事故、井壁易坍塌、漏失量大、开采量小、污染地层等不良后果。煤层气的安全高效开发需要钻探大量的煤层气井，并配合压裂等增产工艺。由于煤层的特殊性，再加上煤层气井压裂对煤层气井井筒完整性的危害问题，决定了煤层气井的固井问题是影响煤层气安全高效开发的关键问题之一。
[0004]由于煤层表面的亲油性与水泥浆的亲水性相矛盾导致煤层固井二界面交接质量差，煤层表面的润湿改性成为提高煤层二界面胶结质量的关键之一。但是煤层表面经前置液润湿改性后，水泥浆的驱替冲刷对煤层表面润湿性的二次影响有待进一步探究。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种耐冲刷型界面增强剂及其制备方法和应用。该增强剂应用于煤层气井固井，可以将煤岩表面由油湿改性为完全水湿，并且经水泥浆冲刷后煤岩表面仍可保持水湿特性，经该增强剂处理过的煤岩，其二界面胶结质量将会得到明显的改善。
[0006]本专利技术所述的耐冲刷型界面增强剂是以表面活性剂CAEO
‑
15和硅烷偶联剂为溶质，以清水与无水乙醇的混合液为溶剂配制的复配溶液。
[0007]所述表面活性剂CAEO
‑
15的质量百分数为0.1％；所述硅烷偶联剂的质量百分数为0.3％。
[0008]以质量比计，清水：无水乙醇＝9:1。
[0009]本专利技术中，表面活性剂CAEO
‑
15增加煤岩表面的润湿改性效果，使煤岩表面达到完全水湿；硅烷偶联剂增加煤岩表面的耐冲刷效果，使煤岩表面经水泥浆冲刷后仍保持水湿；无水乙醇为硅烷偶联剂提供稳定的环境，在水中加入适当的乙醇可以确保硅烷偶联剂有效水解产生硅羟基，并防止生成的硅羟基发生逆转反应。
[0010]本专利技术所述的耐冲刷型界面增强剂的制备方法，具体步骤为：
[0011](1)将清水与无水乙醇按比例混合，得溶液I；
[0012](2)向溶液I中加入表面活性剂CAEO
‑
15，低速搅拌过程中逐滴加入硅烷偶联剂，继
续低速搅拌15min，即得耐冲刷型界面增强剂。硅烷偶联剂的滴加速度不宜太快，否则大量的硅烷偶联剂聚集，容易发生缩聚反应，影响硅烷偶联剂反应生成硅羟基，影响实际的效果。
[0013]将本专利技术所述的耐冲刷型界面增强剂应用于煤层气井固井中，所述的耐冲刷型界面增强剂对煤层二界面胶结质量具有明显的改善效果，对于煤层二界面剪切强度与气密性均具有明显的改善作用，并且本专利技术所述的耐冲刷型界面增强剂与水泥浆具有良好的配伍性。
具体实施方式
[0014]实施例1
[0015]从现场煤块中取若干小块煤样，将上下两表面用低目数砂纸打磨平整，上表面用高目数砂纸打磨光滑，用于测量润湿角。
[0016]实施例2
[0017](1)分别将不同浓度乳化剂OP
‑
10溶解于清水中，慢速搅拌15min，得溶液I；
[0018](2)分别将不同浓度平平加O
‑
25溶解于清水中，慢速搅拌15min，得溶液2；
[0019](3)分别将不同浓度表面活性剂CAEO
‑
15溶解于清水中，慢速搅拌15min，得溶液3；
[0020](4)分别将不同浓度椰子油二乙醇酰胺溶解于清水中，慢速搅拌15min，得溶液4；
[0021](5)分别将不同浓度吐温60溶解于清水中，慢速搅拌15min，得溶液5；
[0022](6)分别将不同浓度十二烷基硫酸钠溶解于清水中，慢速搅拌15min，得溶液6；
[0023](7)分别将不同浓度十八烷基三甲基氯化铵溶解于清水中，慢速搅拌15min，得溶液7。
[0024]所述浓度为表面活性剂占清水质量比。
[0025]实施例3
[0026](1)将清水与无水乙醇混合，得溶液1；
[0027](2)向溶液1中加入表面活性剂CAEO
‑
15，慢速搅拌，搅拌过程中逐滴加入硅烷偶联剂，慢速搅拌15min，即得产物。
[0028]所述清水与无水乙醇质量比为9:1；
[0029]所述表面活性剂CAEO
‑
15浓度为0.1％；
[0030]所述硅烷偶联剂浓度为0.3％。
[0031]对比例1
[0032]对现场不同区块煤样表面润湿角进行测试，实验仪器采用光学法接触角/界面张力仪，滴定液体分别选用蒸馏水与水泥浆滤液。润湿角测量三个点取平均值。从表1可以看出，各区块煤样表面润湿角都大于90
°
，呈亲油特性，水泥浆滤液滴定测试结果略小于蒸馏水滴定，为模拟现场，后续均采用水泥浆滤液滴定测量润湿角。
[0033]表1不同区块煤样润湿角
[0034][0035]实验例1
[0036]对各种表面活性剂对煤岩表面润湿改性效果进行测试，分别测量煤样浸泡于7种表面活性剂不同浓度溶液中，统一浸泡10min，取出风干测量表面润湿角。
[0037]表2乳化剂OP
‑
10最佳浓度优选
[0038]浓度/％干煤样0.10.20.30.40.50.60.70.8润湿角/
°
107.363.955.757.331.126.930.933.835.1
[0039]表3平平加O
‑
25最佳浓度优选
[0040]浓度/％干煤样0.020.040.060.080.10.20.30.4润湿角/
°
110.186.786.053.238.09.616.326.338.6
[0041]表4CAEO
‑
15最佳浓度优选
[0042]浓度/％干煤样0.020.040.060.080.10.20.30.4润湿角/
°
111.357.944.838.615.60.00.016.226.7
[0043]表5椰子油二乙醇酰胺最佳浓度优选
[0044]浓度/％干煤样0.10.20.220.240.260.30.40.5润湿角/
°
106.242.114.76.96.40.00.00.00.0
[0045]表6吐温60最佳浓度优选
[0046]浓度/％干煤样0.020.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐冲刷型界面增强剂，其特征在于，该耐冲刷型界面增强剂是以表面活性剂CAEO
‑
15和硅烷偶联剂为溶质，以清水与无水乙醇的混合液为溶剂配制的复配溶液。2.根据权利要求1所述的一种耐冲刷型界面增强剂，其特征在于，所述表面活性剂CAEO
‑
15的质量百分数为0.1％；所述硅烷偶联剂的质量百分数为0.3％。3.根据权利要求1所述的一种耐冲刷型界面增强剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：步玉环，赵旗，郭胜来，柳华杰，郭辛阳，赵凌云，魏元龙，
申请(专利权)人：贵州省油气勘查开发工程研究院，
类型：发明
国别省市：