一种耐高温低损伤压井液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐高温低损伤压井液，包括以下质量份的原料：100

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温低损伤压井液及其制备方法


[0001]本专利技术属于油井工作液领域，特别涉及一种耐高温低损伤压井液及其制备方法。

技术介绍

[0002]压井液，是油井作业中的重要工作液。在修井过程中，对生产层进行压井、洗井、侧钻射孔等控制油层压力操作所使用的工作液，称为压井液。主要目的是为了防止井喷、井漏，密度根据油藏压力和深度选择。特别是油气井进入开发后期，在进行修井、更换时，需要在井筒注满压井液，防止井喷，井壁坍塌等现象，以达到保证作业施工安全、井筒清洁和储层保护的目的。
[0003]目前常规完井液在应用中主要存在以下问题：1.高含CO2、H2S气藏的强腐蚀性；针对储层埋藏深、抗高温能力差；2..失水大、漏失严重，污染储层；固相污染引入二次伤害；3.常规含Cl
‑
、Ca
2+
的压井液，存在盐腐蚀、储层污染；4.失水高、粘度低。理想的压井液密度可调，方便平衡地层压力；井下温度和压力条件下各项参数保持稳定，粘度高，滤失量低。为了增加压井液粘度，一般常用羟乙基纤维素类(HEC)的增黏剂，因为HEC对油井储层地质基本没有损害，但是其抗滤失和耐高温性能不好。现有技术还有使用多糖类物质作为增粘剂的，比如黄原胶、褐藻胶、海藻糖、壳聚糖、半乳甘露聚糖等。但是此类多糖抗温性/抗盐性比较差，在较高温度或者较高盐度条件无法保持良好的性能。目前大部分压井液中密度调节剂采用无机盐，比如卤盐(NaCl、KCl、CaCl2等)或者甲酸盐(甲酸钠、甲酸钾、甲酸铯等)。但是卤盐的使用会明显加剧对油管和设备的腐蚀，而甲酸盐类密度调节剂价格昂贵。
[0004]CN110846014A公开了一种压井液，其中携带液中含有牛脂胺聚氧乙烯醚和牛脂基二释乙基甜菜碱，两种表面活性剂的配合作用是的具有很好的稳定性和增粘作用，同时对油井地层损害轻，但是表面活性剂价格昂贵，导致该专利压井液成本高；而且该压井液不耐高温。
[0005]CN111621268A公开了一种抗高温交联多糖聚合物制成的钻井液，包括50
‑
85份多糖聚合物、1
‑
10份异氰酸酯、0.01
‑
0.5份催化剂，10
‑
45份有机溶剂。该专利利用多糖聚合物结构上的羟基和异氰酸酯反应，产生化学交联结构，达到抗高温的目的。但是该专利中含有大量有机溶剂。而且其羟基和异氰酸酯的反应速度较快，如果控制不当，会过快发生交联，导致工作深度不够。在实践运行中并不便于操作。
[0006]CN115074096A公开了一种基于疏水二氧化硅的油基钻井液体系，包括疏水改性纳米二氧化硅、十八烷基三甲基氯化铵、有机土、氧化沥青、氧化钙、重晶石、白油和水。该专利的钻井液物料仅能分散在白油和水中，并不是一种无固相的油井工业液。而且疏水改性纳米二氧化硅即难以分散在水中，也难以分散在油中。必须配合增粘剂提高水相粘度，才能对固相材料起悬浮作用，该专利钻井液体系的性能是否能满足油井需求，还有待考察。而且其采用了季铵盐阳离子表面活性剂，当遇到高盐水环境时，可能失去作用，即抗盐性不能满足要求。
[0007]申请人在前的专利CN202310905631.7公开了一种多糖/复合盐无固相压井液，包
括以下质量份的原料：100份水，20
‑
60份复合盐，1.4
‑
2.2份改性壳聚糖，1
‑
1.7份植物性烷基多糖苷，3
‑
5份功能聚合物，0.02
‑
0.04份氟钛酸钠。该压井液具有很好的耐高温性能，180℃滚动16h热老化后，密度、表观粘度、切动力、HTHP滤失量没有明显不利编号，具有优异的耐高温性能。但是经过实践，该压井液无固相，不会堵塞岩石孔道，对地层伤害较小，但是仍对岩心有一定伤害。
[0008]因此，亟需开发一种综合性能优异的压井液，能耐高温，对地层岩心伤害低的压井液。

技术实现思路

[0009]为了解决目前压井液还不能满足实际油井工作的要求，特别是耐高温性、低损伤性还有待进一步提升，本专利技术提出了一种耐高温低损伤压井液，所述压井液在能够耐受180℃高温，性能保持稳定；在岩心模拟实验中对岩心的渗透率程度低，说明具有对地层损伤程度低；同时本专利技术压井液具有较好的生物可降解性，多糖和聚合物不会残留地层造成污染和伤害。本专利技术压井液在目前环保的大前提下具有更高的实用性，能够满足目前日益增长的对地层损伤低的要求。
[0010]本专利技术通过以下技术方案实现上述目的：
[0011]一种耐高温低损伤压井液，包括以下质量份的原料：100
‑
150份水，20
‑
60份复合盐，1.6
‑
2.5份改性瓜尔胶，1
‑
1.7份植物性烷基多糖苷，2
‑
3份功能聚合物，0.02
‑
0.04份氟钛酸钠；
[0012]所述改性瓜尔胶是羟丙基瓜尔胶和聚乙二醇二缩水甘油醚反应得到；
[0013]所述复合盐是无机盐和有机盐的复配；所述无机盐不包括卤盐(氯盐、溴盐、碘盐)；所述有机盐选自腐殖酸钠、双1,6
‑
亚己基三胺五亚甲基膦酸钠按中的至少一种；
[0014]所述功能聚合物是以下质量份的单体共聚得到：10
‑
13份不饱和羧酸、1
‑
1.5份乙烯基三烷氧基硅烷，4.2
‑
5.7份2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
苯基乙磺酸、0.2
‑
0.3份磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯、0.2
‑
0.3份聚乙二醇二丙烯酸酯；所述聚乙二醇二丙烯酸酯的数均分子量为300
‑
500；所述功能聚合物的重均分子量为20000至30000。
[0015]相比于专利技术人之前的专利技术中，本专利技术在功能聚合物中加入了具有一定交联特性的聚乙二醇二丙烯酸酯，同时以聚乙二醇改性的瓜尔胶代替了壳聚糖。聚乙二醇链段会赋予功能聚合物更好的增粘效果，并且不会对压井液的降滤失量造成不利影响，功能聚合物的用量可以进一步缩减，减少因聚合物不能及时降解带来对地层的伤害。
[0016]功能性聚合物的原料中，磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯和聚乙二醇二丙烯酸酯都起交联作用，增加聚合物的耐盐性和耐高温稳定性。但是注意，磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯不能替换为2
‑
羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯。2
‑
羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯具有三个碳碳不饱和双键，虽然交联度会更高，但是没有P
‑
OH基团。功能聚合物制备后，需将和碱反应，羧酸转化为羧酸盐，P
‑
OH会转化为P
‑
OM(M为Na或K)，以增加功能聚合物的水溶性。本专利技术在压井液液中创造性加入特定比例的特定单体共聚制得的功能聚合物，聚合物主链和支链含有丰富的官能团，比如羧基、磷酸基、磺酸基、硅氧烷基、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温低损伤压井液，其特征在于，包括以下质量份的原料：100
‑
150份水，20
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60份复合盐，1.6
‑
2.5份改性瓜尔胶，1
‑
1.7份植物性烷基多糖苷，2
‑
3份功能聚合物，0.02
‑
0.04份氟钛酸钠；所述改性瓜尔胶是羟丙基瓜尔胶和聚乙二醇二缩水甘油醚反应得到；所述复合盐是无机盐和有机盐的复配；所述无机盐不包括卤盐；所述有机盐选自腐殖酸钠、双1,6
‑
亚己基三胺五亚甲基膦酸钠按中的至少一种；所述功能聚合物是以下质量份的单体共聚得到：10
‑
13份不饱和羧酸、1
‑
1.5份乙烯基三烷氧基硅烷，4.2
‑
5.7份2
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丙烯酰胺基
‑2‑
苯基乙磺酸、0.2
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0.3份磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯、0.2
‑
0.3份聚乙二醇二丙烯酸酯；所述聚乙二醇二丙烯酸酯的数均分子量为300
‑
500；所述功能聚合物的重均分子量为20000至30000。2.根据权利要求1所述的耐高温低损伤压井液，其特征在于，制备功能聚合物所用到的单体中，所述不饱和羧酸选自丙烯酸，甲基丙烯酸、马来酸中的至少一种；所述乙烯基三烷氧基硅烷选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丙氧基硅烷中的至少一种。3.根据权利要求1所述的耐高温低损伤压井液，其特征在于，功能聚合物的制备方法包括以下步骤：将单体不饱和羧酸、乙烯基三烷氧基硅烷、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
苯基乙磺酸、磷酸氢二(甲基丙烯酰氧乙基)酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、引发剂和链转移剂加入到醇水混合溶液中，升温至60
‑
80℃反应5
‑
8h，反应结束后，用碱液中和，得到功能聚合物。4.根据权利要求1所述的耐高温低损伤压井液，其特征在于，所述醇水混合溶液中醇体积占比为60
‑
80％，所述醇为乙醇；所述引发剂为水溶性自由基引发剂，比如过硫酸盐和亚硫酸氢盐按照质量比1
‑
2:1
‑
2的复配，所述过硫酸盐选自过硫酸铵、过硫酸钾中的至少一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春龙，薄云天，李嘉利，马硕，
申请(专利权)人：大庆永铸石油技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：