專利名稱：一種油氣儲層保護的鉆井完井液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在石油工程中油氣儲層保護應用的鉆井液完井液組合物，特別涉及用于裂縫-孔隙型儲層的一種聚丙烯納米復合超短纖維處理劑的鉆井液完井液組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著油氣儲層埋藏深度或所處層位越來越深，儲層地層主要呈現(xiàn)孔隙與裂縫共存或裂縫特征。裂縫性油氣藏是開發(fā)難度較大的油氣藏，且所占開采比重呈日益增長的趨勢。 全世界經(jīng)濟產(chǎn)能效益最好的油藏是裂縫性油氣藏，裂縫成為與井筒溝通的良好滲流通道。 但是鉆遇裂縫油藏的儲層時，鉆井液會沿裂縫侵入造成污染，裂縫被深度堵塞。裂縫一旦污染，對儲層的破壞是不可逆的。采用現(xiàn)有的保護裂縫性儲層方法，油氣采出率低。以鉆井完井液形成屏蔽環(huán)的方法保護儲層具有穩(wěn)定性差，流體侵入深，滲透率恢復值低的問題，嚴重影響油井產(chǎn)能和產(chǎn)出效率。有效保護裂縫性儲層需優(yōu)選鉆井完井液助劑材料?，F(xiàn)有理想充填型鉆井液(王利國，鄢捷年，馮文強.中國石油大學學報(自然科學版).2007，31 (3) :73 76.)采用各種尺寸碳酸鈣顆粒助劑材料，以封堵保護儲層，但該材料不易級配，封堵強度差，也不易在生產(chǎn)階段及時解除堵塞，造成新的污染。現(xiàn)有技術(shù)中，上海石化公司制備出多種超短纖維(林族，王鳴義，吳以準等.產(chǎn)業(yè)用紡織品.2006,7:4 5.)，主要用于制造無紡布、過濾材料以及紙張、混凝土、涂料的纖維增強材料。超短纖維是一類長度小于20毫米的切斷纖維?，F(xiàn)有技術(shù)采用聚丙烯材料制備超短纖維，具有很好的力學性能、耐化學侵蝕、韌性高。但聚丙烯分子不帶極性基團、表面呈化學惰性和憎水性，該超短纖維在鉆井液的助劑應用中存在粘結(jié)性、抗蠕變性差和濾失性大的缺點?，F(xiàn)有復雜油氣儲層保護對鉆井完井液處理劑有新要求，所用的纖維應具有較高的強度、懸浮與分散性。其次，該超短纖維助劑材料鉆井完井液在地下高溫高壓下，應保持懸浮滲透性、抗高溫及抗降解性，該超短纖維鉆井完井液組合物在地下儲層形成封堵保護，鉆井完井液中的其他顆粒填充到架橋纖維網(wǎng)絡中，形成低滲透性穩(wěn)定性堵塞，有效防止鉆井液的深度侵入。再次，該超短纖維應具有較高的表面吸附活性、封堵穩(wěn)定性，在裂縫性或裂縫-孔隙共存的儲層，迅速建立高效油氣流通道而保護儲層。最后，這種超短纖維表面應具有親油可調(diào)與降失水的綜合特性，不影響鉆井液流動性、生產(chǎn)階段的油氣流動性及增產(chǎn)。顯然，現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)超短纖維，不能滿足這些儲層封堵保護對纖維材料使用性能的特殊要求，即現(xiàn)有短纖維不能直接用于油氣層的儲層保護，不能產(chǎn)生所期待的增產(chǎn)增儲效果。

發(fā)明內(nèi)容
為了使用超短纖維進行油氣儲層保護，應設計超短纖維具有高活性表面及纖維表面特性可調(diào)控。本發(fā)明采用聚丙烯納米復合超短纖維，制備鉆井完井液組合物，其特征是超短纖維作為橋堵粒子用于儲層保護技術(shù)，在裂縫性或裂縫-孔隙性共存的儲層，快速高效地產(chǎn)生網(wǎng)絡架橋封堵保護體系。本發(fā)明提供的聚丙烯納米復合超短纖維，其特征是采用氧化反應法和接枝反應法，對該纖維進行表面改性，提高聚丙烯納米復合超短纖維鉆井完井液組合物的分散性、抗高溫與抗鹽性。本發(fā)明所述的聚丙烯納米復合超短纖維表面改性，其特征是向纖維分子鏈或表面弓丨入活性基團，提高其表面親水性、界面結(jié)合力。本發(fā)明所述的改性纖維接枝率的測定方法，其特征是采用滴定法。準確稱取0. 5g 純接枝物，在120°C下溶于50mL 二甲苯中。溶液冷卻至70°C時加入濃度為0. 05mol/L的氫氧化鉀-乙醇溶液2mL，搖勻使其充分反應。以酚酞為指示劑，用0. 05mol/L的鹽酸-異丙醇溶液滴至無色，30min不變色視為終點，記錄所消耗的鹽酸-異丙醇溶液體積VI。接枝率
按下式計算
權(quán)利要求
1.本發(fā)明提供一種油氣儲層保護的鉆井完井液組合物，其特征是按照如下質(zhì)量份數(shù)組成粘土5. 0 50. 0 (優(yōu)選 15. 0 40. 0)碳酸鈉0. 1 5. 0 (優(yōu)選0. 5 3. 0)，聚丙烯酰胺納米共聚復合材料 0. 1 5. 0 (優(yōu)選0. 5 3. 0) 改性聚丙烯納米復合超短纖維 0. 1 5. 0 (優(yōu)選0. 5 2. 0) 納米碳酸鈣0. 5 5. 0 (優(yōu)選1. 0 2. 0)水100 1000 (優(yōu)選300 600)所述的鉆井完井液組合物中，首先聚丙烯(PP)/粘土(MMT)納米復合超短纖維進行氧化處理，氧化處理劑組分按照質(zhì)量份數(shù)如下重鉻酸鉀2. 0 10. 0 (優(yōu)選3. 0 6. 0)水4.0 15.0(優(yōu)選 6.0 10.0)硫酸50. 0 100. 0 (優(yōu)選 70. 0 90. 0)所述的處理方法是，將經(jīng)過干燥的1. 0 20. 0份PP/MMT納米復合超短纖維浸泡在相當于其質(zhì)量10 50倍的鉻酸溶液中，反應器低速攪拌升溫至50 80°C，攪拌反應3 6 小時后，用去離子水多次清洗產(chǎn)品，并在一定溫度下干燥，得到氧化改性的PP/MMT超短纖維；其次，對氧化改性后的PP/MMT超短纖維進行2-甲基-2丙烯酰胺丙磺酸(AMPQ接枝反應處理。反應組分質(zhì)量份數(shù)如下氧化改性的PP/MMT超短纖維 50 500 (優(yōu)選100 200) 過氧化二異丙苯(DCP)0. 2 0. 8 (優(yōu)選0. 3 0. 5)AMPS0. 5 10. 0 (優(yōu)選 4. 0 6. 0)所述的接枝反應是，按一定配比稱取氧化后的PP/MMT超短纖維、AMPS及DCP，在反應器中加入氧化后的PP/MMT超短纖維和適量N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，低速攪拌升溫至100 150°C，再將AMPS溶于少量DMF中，滴加入上述反應器中攪拌反應4 8小時后，用去離子水多次清洗產(chǎn)品，并在60 80°C下干燥得接枝物；最后，所述的一種儲層保護鉆井完井液，其制備方法是，按照粘土 5. 0 50. 0 (優(yōu)選 15. 0 40. 0)份、碳酸鈉0. 1 5. 0(優(yōu)選0. 5 3. 0)份、聚丙烯酰胺納米共聚復合材料 0. 1 5. 0 (優(yōu)選0. 5 3. 0)份、改性聚丙烯納米復合超短纖維0. 1 5. 0 (優(yōu)選0. 5 2. 0)份、水100 1000 (優(yōu)選300 600)份、納米碳酸鈣0. 5 5. 0 (優(yōu)選1. 0 2. 0)份配制鉆井完井液。
2.如權(quán)利1，所述的鉆井液完井液組合物，其特征是氧化處理液由重鉻酸鉀、水、硫酸組成，質(zhì)量份數(shù)分別是3.0 6. 0、6.0 10. 0、70 90。
3.如權(quán)利1，所述的鉆井液完井液組合物，其特征是改性聚丙烯納米復合超短纖維的表面AMPS接枝率大于1. 5%。
4.如權(quán)利1，所述的鉆井液完井液組合物，其特征是聚丙烯酰胺納米復合材料是丙烯酰胺與納米蒙脫土共聚合成的。
5.如權(quán)利1，所述的鉆井液完井液組合物，其特征是所用聚丙烯納米復合超短纖維的長度是1. Omm 20. Omm,優(yōu)選2. Omm 10. Omm,纖維直徑1. 0 μ m 300 μ m，優(yōu)選2. 0 μ m ·100 μ m0
6.如權(quán)利1，所述的鉆井液完井液組合物，其特征是所用納米碳酸鈣尺度為20nm 200nmo
7.如權(quán)利1，所述的鉆井液完井液組合物，其特征是，在現(xiàn)有工藝下用于封堵地下孔隙或裂縫特征的油氣儲層，降低濾液向儲層滲透而保護油氣層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種油氣儲層保護的鉆井完井液尤其涉及一種新型處理劑組分及其改性方法，所述的鉆井完井液包按質(zhì)量比例分別是粘土15～40份，碳酸鈉0.5～3.0份，聚丙烯酰胺納米共聚復合材料0.5～3.0份，改性聚丙烯納米復合超短纖維0.5～2.0份，水300～600份。其中改性聚丙烯納米復合超短纖維是聚丙烯/粘土納米復合超短纖維經(jīng)氧化改性和2-甲基-2丙烯酰胺丙磺酸接枝的產(chǎn)物。本發(fā)明提供的鉆井完井液可以形成均勻懸浮體系，具有懸浮性和流變性好、密度可調(diào)、泥餅致密、相對濾失量低、抗高溫高鹽、封堵效率高的顯著特性，用于油氣層保護，具有顯著的增產(chǎn)。
文檔編號C09K8/24GK102477288SQ201010552940
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者李碩娜, 柯?lián)P船 申請人:中國石油大學(北京)