一種無(wú)固相強(qiáng)抑制強(qiáng)封堵鉆井液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種鉆井液及其制備方法，具體地說(shuō)設(shè)及一種無(wú)固相強(qiáng)抑制強(qiáng)封堵鉆 井液及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)內(nèi)外石油與天然氣勘探開(kāi)發(fā)的不斷深入，一些油氣藏的開(kāi)發(fā)效果很不理 想，如泥砂巖油藏、頁(yè)巖氣藏、煤層氣藏等。在上述油氣藏的勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中，極易發(fā)生井壁 巧塌等井下復(fù)雜事故。運(yùn)就要求鉆井液體系具有良好的封堵性能和抑制能力，W能夠在鉆 遇砂巖夾泥巖或大段泥巖的情況下保證井壁的穩(wěn)定性。無(wú)固相鉆井液具有鉆速高、流變性 適宜和抑制防塌性好的特點(diǎn)，可確保安全、快速、優(yōu)質(zhì)、高效鉆井，能夠成為解決上述問(wèn)題的 有效手段。
[0003] CN201110295975. 8設(shè)及一種強(qiáng)抑制無(wú)固相聚胺類(lèi)-甲酸鹽鉆井液。其特征是：按 重量百分?jǐn)?shù)含有聚胺頁(yè)巖抑制劑0. 1%至5%，降濾失劑0. 1%至5%，聚合物包被劑0. 1%至 5%，增粘劑0. 1%至5%，潤(rùn)滑劑0. 1%至5%，加重劑甲酸鹽根據(jù)鉆井過(guò)程中實(shí)際需求添加，余 量為水。在鉆井現(xiàn)場(chǎng)還可根據(jù)實(shí)際情況添加封堵劑、抑調(diào)節(jié)劑等常規(guī)鉆井液處理劑。但此 鉆井液體系在酸性地層中易造成腐蝕、不利于油氣層保護(hù)，且使用成本較高。
[0004] CN201110100310. 7設(shè)及一種無(wú)固相強(qiáng)抑制性鉆井液配方和制備方法，配方為：清 水+提粘劑+抑制劑+降濾失劑+泥餅改善劑+可溶性鹽；其中提粘劑為改性黃原膠，抑 制劑為有機(jī)胺類(lèi)，降濾失劑選用改性淀粉等，泥餅改善劑為橫化漸青SAS，可溶性鹽可選用 KC1、K2SO4、肥OONa、肥00K，在清水中現(xiàn)加大分子的主劑，再加小分子的其他輔助處理劑，最 后加入可溶性鹽得到本發(fā)明的鉆井液。但此鉆井液體系含有大量無(wú)機(jī)鹽，極易造成鉆井液 體系的不穩(wěn)定并影響其他處理劑的性能，在解決泥頁(yè)巖地層的分散造漿及井壁吸水失穩(wěn)問(wèn) 題方面還有所欠缺，導(dǎo)致抑制防塌性能有所降低。此外，大量無(wú)機(jī)鹽的存在給鉆井液后處理 帶來(lái)了諸多困難。 陽(yáng)0化]司西強(qiáng)在《油田化學(xué)》第30卷第4期477-481頁(yè)中介紹了一種陽(yáng)離子烷基糖巧 鉆井液，其配方為：375 mL自來(lái)水+6% CAPG+0. 6%降濾失劑LV-CMC+0. 6%流型調(diào)節(jié)劑黃原 膠 +0. 4% 增黏劑 HV-CMC+3% 封堵劑 WLP+0. 4%Na0H+0. 2% NazCOs巧4% 化C1+0. 4% 抗氧化劑 NaHS〇3。但此鉆井液體系存在抑制封堵能力方面的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種無(wú)固相強(qiáng)抑制強(qiáng)封堵鉆井液及其制備方 法。該鉆井液體系抑制性能和防塌性能好，能有效解決泥頁(yè)巖水化分散膨脹及井壁巧塌等 實(shí)際問(wèn)題。
[0007] 一種鉆井液，按重量份數(shù)計(jì)，含有4. 0%至10%烷基糖巧，1. 0%至6. 0%封堵劑，0. 2% 至0. 8%增粘劑，0. 至1. 0%的降濾失劑，0. 至1. 0%黃原膠，0. 05%至0. 5%具包被作用的 陽(yáng)離子聚胺(簡(jiǎn)稱(chēng)為陽(yáng)離子聚胺)，0. 05%至0. 5%具降濾失及抑制作用的非離子胺基化合物 (簡(jiǎn)稱(chēng)為胺基化合物),4%至10%KC1，水為余量；所述的具包被作用的陽(yáng)離子聚胺為端二胺、 環(huán)酸和環(huán)氧面代燒的聚合物，所述具降濾失及抑制作用的非離子胺基化合物為多元胺同環(huán) 酸的反應(yīng)物；優(yōu)選含有6. 0%至8. 0%烷基糖巧，2. 0%至4. 0%封堵劑，0. 3%至0. 5%增粘劑， 0. 4%至0. 6%的降濾失劑，0. 5%至0. 7%黃原膠，0. 1%至0. 25%具包被作用的陽(yáng)離子聚胺， 0. 05%至0. 2%具降濾失及抑制作用的非離子胺基化合物，6. 0%至8. 0%KC1。
[0008] 本發(fā)明中烷基糖巧APG由天然脂肪醇和葡萄糖合成，是一種性能較全面的新型非 離子表面活性劑，兼具普通非離子和陰離子表面活性劑的特性，具有高表面活性、良好的相 容性，為微黃色液體，其烷基碳數(shù)為8-10,活性物質(zhì)量含量為40-60%，糖聚合度為1. 4-2. 0 ; HLB值為15-16。封堵劑由特種聚合物與多種天然材料精制而成，主要作用是：減小鉆井液 對(duì)地層的侵入、降低近井壁地層滲透率、減小鉆井液與地層壓差作用，從而取得了良好的防 止井壁巧塌與保護(hù)儲(chǔ)層的效果，為自由流動(dòng)粉末或顆粒，水分質(zhì)量含量《10%，Iwt%水溶液 抑值7. 0-10. 0, API濾失量《10. 0血，侵入深度《7. 0 cm。增粘劑為白色或微黃色纖維 狀粉末，具有吸濕性，無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒，不易發(fā)酵，不溶于酸、醇等有機(jī)溶劑，易分散于水中 成膠體溶液，純度> 95%，抑值7. 0-8. 0。
[0009] 本發(fā)明中所述的具包被作用的陽(yáng)離子聚胺的運(yùn)動(dòng)粘度為300 mm2/s -2000 mm2/s， 陽(yáng)離子度0. 75 mmol/g -3. 6 mmol/g;優(yōu)選為運(yùn)動(dòng)粘度500 mm2/s -1300 mm2/s，陽(yáng)離子度 1.0 mmol/g -3.0 mmol/g。
[0010] 一種鉆井液的制備方法，首先制備具包被作用的陽(yáng)離子聚胺和具降濾失及抑制作 用的非離子胺基化合物；然后按計(jì)量比將陽(yáng)離子聚胺、胺基化合物、烷基糖巧、封堵劑、增粘 劑、降濾失劑、黃原膠、KCl W及水混合均勻后制得鉆井液。
[0011] 本發(fā)明方法中所述的具包被作用的陽(yáng)離子聚胺的制備方法如下：首先在攬拌及 50-120°C條件下向端二胺中滴加環(huán)酸，環(huán)酸和端二胺的摩爾比為0.5-4:1,滴加結(jié)束后反 應(yīng)1-地；然后將溫度升至80-150°C，攬拌條件下滴加環(huán)氧面代燒，環(huán)氧面代燒和端二胺的 摩爾比為0. 1-1 :1，滴加結(jié)束后反應(yīng)1-地，加入終止劑，終止劑和端二胺的摩爾比為0. 5-2 : 1，繼續(xù)反應(yīng)1-地，得具包被作用的陽(yáng)離子聚胺。
[0012] 上述方法中端二胺為乙二胺、丙二胺、下二胺、戊二胺、己二胺中的一種或幾種，優(yōu) 選下二胺、戊二胺、己二胺。環(huán)酸為環(huán)氧丙烷或環(huán)氧下燒。環(huán)氧面代燒為環(huán)氧氯丙烷、環(huán)氧 漠丙烷、環(huán)氧氯下燒中的一種或幾種。終止劑為鹽酸、硫酸、硝酸、冰醋酸、巧樣酸、甲酸、乙 酸中的一種或幾種，優(yōu)選鹽酸、冰醋酸、甲酸。
[0013] 本發(fā)明方法中具降濾失及抑制作用的非離子胺基化合物的制備方法如下：（1) 向多元胺中加入無(wú)機(jī)堿并混合攬拌均勻，無(wú)機(jī)堿加入量為多元胺質(zhì)量的0. 05-3%，優(yōu)選 0. 5-1% ; (2)向步驟（1)的混合液中加入酸化劑在60-100°C反應(yīng)6-lOh，優(yōu)選80-100°C反應(yīng) 8-lOh，所述酸化劑和多元胺的摩爾比> 1. 0,優(yōu)選2. 0-4. 0 ; (3)步驟（2)反應(yīng)結(jié)束后降至 室溫，調(diào)節(jié)溶液抑值至中性，得具降濾失及抑制作用的非離子胺基化合物。
[0014] 上述方法中多元胺為二乙締=胺、=乙締四胺，無(wú)機(jī)堿為氨氧化鐘，酸化劑為環(huán)氧 丙烷。
[0015] 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果表明：與現(xiàn)有的普遍應(yīng)用的鉆井液相比，本發(fā)明的鉆井液體系 能夠針對(duì)高溫高鹽地層，有效抑制泥頁(yè)巖的水化、分散及膨脹，抑制劣質(zhì)±的造漿及井壁吸 水失穩(wěn)等鉆探過(guò)程的嚴(yán)重問(wèn)題，具有良好的防止井壁巧塌的效果。此外，本發(fā)明的鉆井液體 系無(wú)生物毒性，符合環(huán)保要求。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合實(shí)施例來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明方法的作用及效果，但W下實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本 發(fā)明方法的限制。
[0017] 本發(fā)明中烷基糖巧APG采購(gòu)自濟(jì)南盈動(dòng)化工有限公司，為微黃色液體，其烷基碳 數(shù)為8-10,活性物質(zhì)量含量為50%，糖聚合度為1. 4-2. 0, HLB值為15-16。封堵劑采購(gòu)自 山東德順源石油科技有限公司，為自由流動(dòng)粉末或顆粒，水分質(zhì)量含量《10%，Iwt%水溶液 抑值7. 0-10. 0, API濾失量《10. 0血，砂床濾失量0血，侵入深度《7. 0 cm。增粘劑采 購(gòu)自萍鄉(xiāng)博新實(shí)業(yè)有限公司，為白色或微黃色纖維狀粉末，純度> 95%，取代度0. 8%，抑值 7. 0-8. 0,氯化鋼含量5. 0%。降濾失劑采購(gòu)自山東東營(yíng)勝利油田勝大纖維素廠(chǎng)，為白色粉末 顆粒狀，其抑值為7. 3, DS值為0. 87,純度89. 2%，含水8. 3%，在淡水中的粘度為25cP，其飽 和鹽水濾失量為6. 7。黃原膠是淀粉經(jīng)發(fā)酵后生成的高分子量陰離子多糖聚合體，成白色粉 末狀，溶于冷水及熱水，不溶于一般有機(jī)溶劑，采購(gòu)自溜博中軒生化有限公司，1%產(chǎn)品粘度 1350-1700cP〇 陽(yáng)〇1引 實(shí)施例1 陽(yáng)離子聚胺為已二胺、環(huán)氧丙烷及環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)后的產(chǎn)物，制備方法為在攬拌及 60°C條件下向已二胺中滴加環(huán)氧丙烷，反應(yīng)地，然后將溫度升至90°C，攬拌條件下滴加環(huán) 氧氯丙烷，反應(yīng)地加入鹽酸，繼續(xù)反應(yīng)地，得陽(yáng)離子聚胺類(lèi)聚合物樣品?？刂埔讯贰h(huán) 氧丙烷、環(huán)氧氯丙烷及鹽酸摩爾比例為1:0. 8:0. 7:2. 0。制得的聚胺聚合物的運(yùn)動(dòng)粘度