專利名稱：一種鉆井液用油溶性解卡劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油工業(yè)鉆井工程中粘附卡鉆問題，能有效解除粘附卡鉆事故， 確保順利鉆進(jìn)，縮短工程周期，具有抗污染、抗溫、密度可調(diào)的油溶性的復(fù)配而成的混合物。
背景技術(shù)：
1、在鉆井過程中，由于地質(zhì)和鉆井液性能以及司鉆的原因，造成鉆具被卡在井筒 內(nèi)，只要用液體去進(jìn)行解卡，這種液體被稱為解卡劑，目的在于解除鉆具卡在井中。2、現(xiàn)有的解卡劑的技術(shù)現(xiàn)狀隨著鉆井工程的實(shí)施，解卡技術(shù)就相應(yīng)而生，在上世紀(jì)70年代前，主要用機(jī)械解 卡，從80年代開始，使用液體解卡成為主流，因?yàn)?，液體解卡使用方便，成功率高。解卡劑可以分為兩類一類是水基解卡劑。這類解卡劑的各組分或單一化合物是可以水溶性的，在鉆具 被卡位置，灌滿該解卡劑進(jìn)行浸泡，使鉆具脫離井壁，達(dá)到解卡目的。如專利CNO1115907. 3， 水溶性鉆井解卡劑。這類解卡劑的不足之處是第一，由于這類解卡劑是水溶性的，容易與鉆具所在的卡點(diǎn)附近的地層中的粘土 發(fā)生水化膨脹，導(dǎo)致井眼縮小，延長解卡時(shí)間，甚至無法解卡；第二，這類水溶性解卡劑容易與井筒內(nèi)的鉆井液混合，出現(xiàn)嚴(yán)重的不配伍，影響鉆 井液性能，會出現(xiàn)更為嚴(yán)重的卡鉆事故。二類是油溶性的解卡劑。這類解卡劑主要是有機(jī)膨潤土凝膠劑可用作潤滑脂稠化 齊IJ，油漆的防沉降劑和增稠劑以及原油(柴油)混合物，在鉆具被卡位置，灌滿該解卡劑進(jìn) 行浸泡，使鉆具脫離井壁，達(dá)到解卡目的。如專利CN89108835. 0。這類解卡劑的不足之處是第一，這類解卡劑使用了多種氫型膨潤土和季胺鹽或季胺鹽與叔胺混合物，目的 是防止地層中的粘土膨脹，降低鉆具與井壁的粘滯性，浸泡時(shí)間非常長，長達(dá)數(shù)天之久，解 卡不迅速。第二，由于這類解卡劑的添加劑太多，成本相應(yīng)增高，不利于推廣使用。第三，現(xiàn)有鉆井液用解卡劑配制時(shí)其密度調(diào)整范圍較窄，尤其是氣田鉆井發(fā)生粘 吸卡鉆時(shí)，由于高壓、超高壓氣層的存在，常常需要將解卡劑密度調(diào)整到2. Og/cm3以上，該 技術(shù)滿足不了此要求。第四，這類解卡劑的有機(jī)組分太多，其抗鹽性能較差，不能滿足鹽膏層解卡要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在鉆井工程中，快速解除粘附卡鉆事故的一種可抗高溫 (150°C )、高密度(2.5g/cm3)以及快速解卡(2_24h)的新型解卡劑。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案為一種鉆井液用油溶性解卡劑，由下述按重量百分比的組分組成乳化浙青粉30-40%柴油50-60%表面活性劑5-10%滲透劑1-5%破膠劑0.1-0.2%破乳劑0. 05-0. 1 %。作為優(yōu)選所述表面活性劑為聚氧乙烯⑴硬脂醇醚。其作用是將顆粒表面潤濕 為親油。作為優(yōu)選所述滲透劑為月桂醇。其作用是將解卡劑溶液快速滲透到泥餅深部，改 變泥餅及其周圍環(huán)境的電性。作為優(yōu)選所述破膠劑為特丁基過氧化氫。其作用是破壞泥餅或周圍環(huán)境的膠體 結(jié)構(gòu)，降解其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。作為優(yōu)選所述破乳劑為聚氧乙烯烷基甲苯酚醚。其作用是破壞泥餅或周圍環(huán)境 的乳狀物，降低其黏度。在鉆井過程中，井壁上有濾餅的存在是造成粘吸卡鉆的內(nèi)在原因， 地層孔隙壓力和鉆井液液柱壓力的壓差存在，是形成粘吸卡鉆的外在原因。長期以來，鉆井工程中所用的水基鉆井液都是將黏土分散在水中形成的負(fù)電分散 體系。黏土顆粒的分散依靠其本身所帶的負(fù)電荷，我們所使用的分散劑和穩(wěn)定劑，其主要作 用原理就是增強(qiáng)黏土顆粒的負(fù)電電位，強(qiáng)化這種負(fù)電的水化效應(yīng)。因此，這些處理劑本身大 都帶有很強(qiáng)的負(fù)電基團(tuán)，幾乎全都是陰離子型的，這種鉆井液在井壁上所形成的濾餅有很 強(qiáng)的負(fù)電力場，具有一定的自由表面能儲量，它力圖吸附異性離子以降低這個(gè)表面能儲量 到最小值，這是矛盾的一個(gè)方面。矛盾的另一方面則是鉆柱，在鉆井液中，鉆柱的表面要游 離一部分鐵離子，具有很強(qiáng)的正電荷，形成一個(gè)正電力場，也具有一定的自由表面能儲量， 它也力圖吸附異性離子以降低這個(gè)表面能儲量到最小值。兩者之間，不謀而合，于是就產(chǎn) 生了相互吸附作用，兩者之間的吸附力與兩者的電荷量成正比，而與兩者距離的平方成反 比。同時(shí)我們也注意到，每個(gè)極性粒子的場力作用范圍都有一定值，在此范圍以外不發(fā)生相 互吸附現(xiàn)象。因此，鉆柱在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)濾餅與鉆柱之間有一層水分子或膠體離子相隔，保持 一定的距離，此時(shí)，在兩者之間發(fā)生的只有摩阻力而無吸附力。但是鉆柱在靜止時(shí)，由于任 何井都有一定的斜度，鉆柱因其自身重量所產(chǎn)生的水平分力而壓向井壁的下側(cè)，驅(qū)走了中 間的隔離層，使鉆柱與濾餅之間的距離縮小，當(dāng)縮小到二者之間的極性分子互相起作用的 范圍內(nèi)時(shí)，便發(fā)生了吸附作用，這就是發(fā)生粘吸卡鉆的主要原因，只要消除了濾餅粘吸的主 因，壓差也就很難起作用了。本發(fā)明正是通過潤濕反轉(zhuǎn)，改變泥餅表面電性，深入滲透破壞 凝膠，剝離粘泥等作用機(jī)理來達(dá)到解卡之目的。具體來說，本發(fā)明的鉆井液用油溶性解卡劑的工作原理是，當(dāng)解卡劑溶液浸泡在卡鉆位置時(shí)，解卡劑中的各組分協(xié)同增效，相互作用，首先是滲透劑進(jìn)入鉆具和黏附卡鉆的 泥餅中，表面活性劑隨之進(jìn)入，使環(huán)境中的顆粒表面潤濕為親油性，使鉆具與泥餅之間形成 的正電離場得以降低，減少它們之間的吸附力，從而使鉆具與泥餅脫離，脫離的泥餅還有很 強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)膠體結(jié)構(gòu)，這時(shí)，破膠劑的進(jìn)入，降低、破壞其膠體結(jié)構(gòu)，成為乳狀物，破乳劑就發(fā) 揮其破壞乳狀物結(jié)構(gòu)的功能，這中乳狀物其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)幾乎沒有，粘度也降低，從而徹底使鉆具和黏附的泥餅完全脫離，達(dá)到解卡的目的由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明的配制密度范圍較廣，在0.95-2. 50g/cm3，能滿足絕大多數(shù)井的需要。2、本發(fā)明有很好的抗污染能力，抗Cl—可達(dá)到飽和。無論鉆井液的礦化度如何，均 不影響其解卡效果。3、本發(fā)明解卡時(shí)間一般為2_24h，視粘卡井段長短及粘卡發(fā)生后時(shí)間長短而定，越 早浸泡解卡液越有利于解卡。4、本發(fā)明對鉆井液性能的影響為有輕微增粘現(xiàn)象。解卡后可視現(xiàn)場鉆井液粘切 情況采取排放、部分排放、不排放解卡液的辦法予以處理。不排放而全部混入鉆井液中，除 對鉆井液粘切有輕微增加的影響外，對其他性能無任何不良影響。不僅如此，由于配制時(shí)加 入的柴油，反而有利于鉆井液的潤滑性能的提高。5、本發(fā)明是發(fā)生鉆具粘附卡鉆時(shí)，各組分快速滲透到鉆具與泥餅內(nèi)部，破壞各種 膠體離子之間的結(jié)構(gòu)力，破壞由膠體離子形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，中和其電離場電荷，解除鉆具與 泥餅之間的附著力，達(dá)到快速解卡目的。6、本發(fā)明復(fù)配生產(chǎn)工藝簡單、質(zhì)量易于控制，但是，必須注意防火以及環(huán)境保護(hù)。本發(fā)明的具體技術(shù)指標(biāo)密度沉降差，g/cm3≤ 0. 15密度，g/cm30. 95-2. 50解卡效果出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋與現(xiàn)有的解卡劑相比，本發(fā)明的有益效果數(shù)據(jù)產(chǎn)率≥97%質(zhì)量≥ 100%精度≥ 100%效率≥98%能耗低原材料節(jié)省工序節(jié)省加工、操作、控制、使用簡便環(huán)境污染程度低與現(xiàn)有的技術(shù)相比，解卡時(shí)間在2_24h，配制密度在0. 9-2. 5g/cm3，能抗所有的有 機(jī)、無機(jī)、復(fù)合鹽等抗污染能力強(qiáng)，可抗溫在150°C。本發(fā)明完全能滿足目前所有鉆井工程的 要求。本發(fā)明的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為密度沉降差，g/cm30-0. 15密度，g/cm30. 95-2. 50解卡效果出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋解卡時(shí)間2_24h抗鹽性最高飽和鹽水抗溫性最高150°C。
其中，上述數(shù)據(jù)的測量方法為A.密度的測定把試樣充分?jǐn)噭蚝蟀碐B/T 16783-1997中密度測定方法在室溫條件下進(jìn)行。若樣品有氣泡，應(yīng)將其加熱到45士5°C并輕微攪拌除去氣泡，冷至室溫再進(jìn)行測定。B.沉降密度差的測定量取0#柴油300ml，加入試樣50ml，在高速攪拌器上攪拌3min，然后加蒸餾水 240ml攪拌IOmin ；再加重晶石粉600g，攪拌5min后，即為試驗(yàn)漿。將試驗(yàn)漿倒入穩(wěn)定性測 定器內(nèi)，至500ml處，室溫下靜置6h。檢查試驗(yàn)漿表面是否有清液析出，如有則用吸管將其 抽盡。然后取上部試驗(yàn)漿按GB/T 16783-1997中密度測定方法在室溫下測定其密度(P1)。 再取下部試驗(yàn)漿同法測定其密度(P2)。計(jì)算D = P2-P1.......................................... (1)式中D——沉降密度差，g/m3 ；P1——上部試驗(yàn)漿密度，g/m3 ；P2——下部試驗(yàn)漿密度，g/m3。平行試驗(yàn)當(dāng)二次測定之結(jié)果不大于0. 03g/m3時(shí)，取其算術(shù)平均值作為試樣的試 驗(yàn)結(jié)果C.解卡時(shí)間的測定a.基漿制備取400ml蒸餾水裝入高攪杯中，在攪拌條件下依次加入膨潤土 24. 0g，碳酸鈉 1. 6g，高速攪拌20min (其間至少停機(jī)兩次，刮下粘附在杯壁的固形物)。然后在室溫下封 閉陳化24h，再加入SMC1. 6g和SMT4. Og,高速攪拌IOmin后，加入重晶石粉600g，繼續(xù)高攪 lOmin，作為基漿備用。b.解卡液配制稱取試樣20. Og (精確到0. Ig)加入到200ml0#柴油中，在低速攪拌器上以500r/ min 800r/min轉(zhuǎn)速攪拌lOmin，作為解卡液，備用。解卡時(shí)間把經(jīng)過改進(jìn)的NF-I粘滯儀(見附錄A)固定在試驗(yàn)臺平面上，使之能抵抗一定外 力而不致晃動(dòng)、傾斜。本試驗(yàn)的氣源及管匯安全、防漏、調(diào)壓、閥桿使用等基本操作均按照NF-I儀說明 書規(guī)定進(jìn)行。a)建造泥餅將清潔后的儀器漿杯放在底座上，杯底安接閥桿，擰緊后松1/4圈，閥桿下放接液 量筒。把備用基漿倒入漿杯至刻度，儀器原配Φ 50mm摩擦盤盤面上用少許稀膠水將聚乙烯 軟薄膜(φ 45mm)兩張粘在盤面上，把摩擦盤插入杯蓋，并合上漿杯，擰緊。安裝上閥桿，接 通氣管線，加壓至2. OMPa，使基漿建造泥餅30min，并同時(shí)收集濾液。用壓板把摩擦盤緩緩壓下，并用小板手輕轉(zhuǎn)摩擦盤使之其落入泥餅內(nèi)，壓板末端 小孔吊約7kg重錘。當(dāng)確認(rèn)盤面接觸泥餅起開始計(jì)時(shí)，2min后卸掉壓板。保持氣壓不變讓盤面繼續(xù)粘附至總時(shí)間5min。關(guān)氣壓，放余壓，用板手輕轉(zhuǎn)摩擦盤后，擰開漿杯蓋，倒出基漿，用攝子小心去掉聚乙烯軟膜。b)小盤粘附漿杯內(nèi)再倒入基漿至刻度，把杯蓋上的原配摩擦盤(Φ50πιπι)換成特制的小盤 (Φ 20mm)(見附錄B)，并擰緊杯蓋。將氣源加壓至1. OMPa,壓板末端小孔吊3. 2kg的重錘， 用壓板徐徐壓下小盤使之平緩接觸泥餅(特別注意不可產(chǎn)生沖擊力而傷及泥餅)，即開始 計(jì)時(shí)。3min后卸去壓板及重錘，在1. OMPa壓加下繼續(xù)粘附至總時(shí)間lOmin。關(guān)氣、放余 壓(放壓時(shí)間不少于20s，以防放壓過猛)。去掉上閥桿與絲堵，從絲孔小心倒出基漿。操 作時(shí)盡量排盡余漿，并注意不可碰撞粘附小盤。c)解卡試驗(yàn)漿杯放回底座，把漿杯蓋上的絲堵擰開，叢絲孔處注入配好的解卡液，約注入 IlOml時(shí)把漿杯取下來回?fù)u動(dòng)15次左右，繼續(xù)注入至160ml 170ml。擰緊上閥桿和絲堵， 將上閥桿松開1/4圈，逐步加壓至1. OMPa，并把漿杯改為橫放，直到粘附小盤自動(dòng)跳離泥餅 時(shí)為止。從加壓為(l.OMPa)起到小盤跳離泥餅時(shí)止，此段時(shí)間即是解卡時(shí)間，時(shí)間單以min 計(jì)，精確至Imin
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明 上述主題的范圍僅限于下述實(shí)施例。實(shí)施例1 一種鉆井液用油溶性解卡劑，由下述按重量百分比的組分組成乳化浙青粉30%柴油54.7%聚氧乙烯(1)硬脂醇醚10%。月桂醇5%特丁基過氧化氫0.2%聚氧乙烯烷基甲苯酚醚0.1%實(shí)施例2 —種鉆井液用油溶性解卡劑，由下述按重量百分比的組分組成乳化浙青粉35%柴油51.7%聚氧乙烯(1)硬脂醇醚8%月桂醇5%特丁基過氧化氫0.2%聚氧乙烯烷基甲苯酚醚0.1%實(shí)施例3 —種鉆井液用油溶性解卡劑，由下述按重量百分比的組分組成乳化浙青粉40%柴油51.7%聚氧乙烯(1)硬脂醇醚5%月桂醇3%
特丁基過氧化氫0.2%聚氧乙烯烷基甲苯酚醚0.1%制備方法將柴油倒入反應(yīng)釜加熱至40 45°C，加入表面活性劑，攪拌15-30min，在1.5_2h 時(shí)間內(nèi)緩慢加入乳化浙青粉，繼續(xù)攪拌1-. 1. 5h，在15-20min內(nèi)加入滲透劑，繼續(xù)攪拌 20-30min，在5-10min內(nèi)加入破膠劑和破乳劑，繼續(xù)攪拌20_30min即可。在制備過程中應(yīng)注意(1)全程控溫40 45°C ； (2)常壓下操作；(3)注意防火、防毒。
權(quán)利要求
一種鉆井液用油溶性解卡劑，其特征在于由下述按重量百分比的組分組成乳化瀝青粉30-40％柴油 50-60％表面活性劑5-10％滲透劑1-5％破膠劑0.1-0.2％破乳劑0.05-0.1％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液用油溶性解卡劑，其特征在于所述表面活性劑 為聚氧乙烯(1)硬脂醇醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液用油溶性解卡劑，其特征在于所述滲透劑為月桂醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液用油溶性解卡劑，其特征在于所述破膠劑為特丁基過氧化氫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液用油溶性解卡劑，其特征在于所述破乳劑為聚氧乙烯烷基甲苯酚醚。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鉆井液用油溶性解卡劑，屬于鉆井解卡技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明由下述按重量百分比的組分組成乳化瀝青粉30-40％、柴油50-60％、表面活性劑1-5％、滲透劑1-5％、破膠劑0.1-0.2％、破乳劑0.05-0.1％；本發(fā)明的解卡時(shí)間在2-24h，配制密度在0.9-2.5g/cm3，能抗所有的有機(jī)、無機(jī)、復(fù)合鹽等抗污染能力強(qiáng)，可抗溫在150℃，且工序簡單、環(huán)境污染少。
文檔編號C09K8/035GK101838524SQ20101017142
公開日2010年9月22日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者杜春琴, 繆娟, 陳靜祥 申請人:四川西南油大石油工程有限公司