鉆完井用水溶性加重材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于油氣田鉆完井中的鉆井液和完井液領域，特別設及一種鉆完井用水溶 性加重材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 在油田鉆井施工中，尤其是高壓油氣儲層的鉆探開發(fā)，通常需要高密度泥漿來平 衡地層壓力，W確保井壁穩(wěn)定。高密度泥漿的獲得通常是采用向泥漿中添加加重劑的方法， 傳統(tǒng)的泥漿加重劑為不溶于水的惰性固體材料，如重晶石粉、鐵礦粉、石灰石粉、方鉛礦粉 等。運些加重劑通常會導致泥漿固相含量增高，從而引起泥漿粘度增加、鉆進速度降低，且 會對儲層孔隙堵塞，從而傷害儲層。
[0003] 為了減少不溶固相對儲層的傷害，在很多鉆井施工中和絕大多數(shù)的完井液領域都 采用水溶性加重劑進行加重。通常的水溶性加重劑為堿金屬無機鹽（如，氯化鋼、氯化鐘、 漠化鋼等）、二價金屬無機鹽（如氯化巧、漠化巧、漠化鋒等）、堿金屬甲酸鹽（如甲酸鋼、甲 酸鐘、甲酸飽等），然而運些水溶性鹽類存在很多不足之處，如腐蝕性大、成本高、加重密度 難W達到要求、二價鹽容易結垢堵塞儲層孔隙等。近年來已有關于水溶性加重材料的研究 報道，如已公開專利CN103992777BXN103992779B和CN103992778B分別公開了最高密度可 達1. 35g/cm3、l. 55g/cm3、l. 80g/cm3的有機鹽加重劑配方、制備方法及應用，采用Cl~Ce的 混合有機簇酸與復合堿發(fā)生酸堿中和反應制得，專利中要求混合酸中Cl至Ce的不同碳鏈長 度的酸都占有一定份額，且其中有機酸中還要含有一定量的氯和漠取代基團，氯和漠取代 基的含量因有機鹽加重密度的不同而不同；復合堿為化0H、氨水、K0H、S甲胺和環(huán)氧氯丙 燒五種堿性物質(zhì)構成的混合物，導致該水溶性加重材料的配方復雜、成本過高；而已公開專 利CN104531100A則公開了一類由甲酸鋼、甲酸鐘、亞硫酸鋼、硫酸鋼四種物質(zhì)復配的水溶 性加重劑，該加重劑可將泥漿密度加重到2. 8g/cm3,但是抑制性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種解決傳統(tǒng)加重材料如重晶石、鐵礦石等引起的高固相 含量的問題，傳統(tǒng)水溶性加重劑腐蝕性大、抑制能力差等問題的鉆完井用水溶性加重材料。 陽〇化]本發(fā)明還提供了一種簡單易行的制備該鉆完井用水溶性加重材料的制備方法。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述鉆完井用水溶性加重材料包括至少一種有機錠 鹽、一種堿金屬漠化物和至少一種不含漠的堿金屬鹽，所述有機錠鹽通過至少一種有機胺 與至少一種有機酸發(fā)生中和反應制得，其中：
[0007] 所述有機胺與所述有機酸的摩爾數(shù)之比為1:1~1:1. 5 ;
[0008] 所述有機錠鹽的重量為加重材料總重量的5%~8%，所述堿金屬漠化物的重量 為加重材料總重量的30%~70%，所述不含漠的堿金屬鹽的重量為加重材料總重量的 20%~60%，余量為水。
[0009] 所述加重材料的總重量為干燥溶劑水后的有機錠鹽、堿金屬漠化物、不含漠的堿 金屬鹽等混合物的總重量，其中余量水為溶劑水經(jīng)加熱烘干后仍存在加重材料中的溶劑 水，所述余量水低于5wt %。
[0010] 優(yōu)選地，所述有機胺為一甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺、乙醇胺、二乙醇胺、=乙醇 胺、乙二胺、二乙締=胺、=乙締四胺、四乙締五胺中至少一種。
[0011] 優(yōu)選地，所述有機酸為甲酸、乙酸、丙酸、草酸、酒石酸、下二酸、己二酸、徑基乙酸、 乙二胺四乙酸、二乙締S胺五乙酸、乳酸中至少一種。
[0012] 優(yōu)選地，所述堿金屬漠化物為漠化鋼或漠化鐘。
[0013] 優(yōu)選地，所述不含漠的堿金屬鹽為氯化鋼、氯化鐘、甲酸鋼、甲酸鐘、乙酸鋼、乙酸 鐘中至少一種。
[0014] 在上述配方中，有機錠鹽作為抑制劑主要起抑制作用，而堿金屬漠化物和不含漠 的堿金屬鹽則主要為加重作用，=者相互配合，當=者為一定的配比范圍時，所制備的鉆完 井用水溶性加重材料兼具加重性能、抑制性能和防腐蝕性能，具有非常好的使用效果。
[0015] 一種鉆完井用水溶性加重材料的制備方法，包括W下步驟：
[0016] (1)將至少一種有機胺溶解在水中，攬拌均勻，得到有機胺的水溶液，再在攬拌條 件下緩慢加入至少一種有機酸，繼續(xù)攬拌30~50min，使酸堿發(fā)生中和反應，制得錠鹽水溶 液，其中，溶液中溶劑水的總重量為有機酸總重量的1~2倍；
[0017] (2)將堿金屬漠化物和至少一種不含漠的堿金屬鹽根據(jù)一定比例混拌均勻后，再 與步驟（1)中制得的有機錠鹽根據(jù)一定比例混合均勻，并在100~120°c條件下加熱烘干至 含水量低于5wt%，然后將固體粉碎，即得到鉆完井用水溶性加重材料粉末狀固體。
[0018] 步驟（1)中有機酸的加入過程中發(fā)生的中和反應為放熱反應，因此一般有機酸的 加入時間控制在30~50min，即滴加過程中只要保持有機酸和有機胺的酸堿中和反應平 和，不劇烈。
[0019] 其中，在上述有機胺中，一甲胺、二甲胺和乙胺一般直接購得的均為有機胺的水 溶液，如一甲胺水溶液（30 %~40wt % )、二甲胺水溶液（30 %~40wt % )、乙胺水溶液 (60%~70wt% )，因此在制備過程中，應在上述制備過程的步驟（1)中，需要根據(jù)上述情況 對溶劑水的加入量進行減少，因而所述步驟（1)中的溶劑水，包括有機胺溶液中的溶劑水 和后加入的溶劑水的總量為有機酸的1~2倍且溶劑水的加入在有機酸的加入之前。
[0020] 該鉆完井用水溶性加重材料通過調(diào)節(jié)加入量對溶液密度進行調(diào)節(jié)，其飽和溶液密 度最大可達到1. 60g/cm3,即可實現(xiàn)1. 35g/cm3~1. 60g/cm 3的水基鉆井液加重。
[0021] 該鉆完井用水溶性加重材料具有優(yōu)越的抑制效果和加重效果，對鋼鐵材料腐蝕性 小，可實現(xiàn)1. 35g/cm3~1. 60g/cm3的鉆井液加重，其在飽和水溶液可實現(xiàn)90% W上的頁巖 巖屯、滾動回收率。
【具體實施方式】
[0022] 下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明的上述
【發(fā)明內(nèi)容】
作進一步的詳細描述。但不應將 此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實施例。在不脫離本發(fā)明上述技術思想情況 下，根據(jù)本領域普通技術知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應包括在本發(fā)明的范圍 內(nèi)。 陽〇2引實施例1
[0024] 有機胺鹽的制備：將1500g二甲胺水溶液（30wt% )和500g乙胺水溶液（70wt% ) 均勻混合，加入600g水稀釋，攬拌的情況下緩慢加入100