低溫絨囊工作液用成核劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是關(guān)于一種煤層氣低溫淡水絨囊工作液成核劑。該絨囊工作液用成核劑由十二烷基磺酸鈉、聚氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基二甲基氧化銨和十二烷基硫酸三乙醇銨鹽配制而成，本發(fā)明所提供的絨囊工作液用成核劑，主要用于絨囊工作液體系內(nèi)形成絨囊核，具有用量小、絨囊核強(qiáng)度大的特點(diǎn)，能夠有效調(diào)節(jié)絨囊工作液密度，還具有抗鹽、抗鈣能力強(qiáng)等特性，且該成核劑與一般工作液用處理劑配伍性良好，適用于小于等于120℃的溫度環(huán)境，是一種低溫絨囊工作液用成核劑。
【專利說明】低溫絨囊工作液用成核劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種絨囊工作液用絨囊處理劑，特別是指一種適用于小于等于120 °C 的溫度環(huán)境中的低溫絨囊工作液用絨囊處理劑。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003] 油氣井用工作流體(工作液）通常包括工作液、完井液、修井液等。
[0004] 目前，多數(shù)油田都采用封堵技術(shù)提高地層承壓能力，完成漏失地層鉆井、完井和修 井作業(yè)。封堵技術(shù)包括封堵材料和封堵理論。
[0005] 傳統(tǒng)的封堵材料包括橡膠、水泥、纖維、塑料、聚合物、無機(jī)膠凝、油溶性樹脂、浙 青、黏稠樹脂、酸溶性堵漏材料、微化粉纖維等。但這些材料中，有的材料大小和形狀與地層 漏失通道大小和形狀不匹配，控制漏失效果不理想；有的材料在高溫作用下強(qiáng)度低、承壓能 力差；有的材料無法在正常作業(yè)的同時(shí)，防止漏失和遇到漏失層后自行堵漏。
[0006] 為改善封堵效果，研究人員從剛性材料入手，研究了材料大小與漏失通道大小的 匹配問題，先后提出了 1/3架橋規(guī)則、2/3架橋規(guī)則、孔喉網(wǎng)絡(luò)模型、理想充填理論、D9(l充填 規(guī)則、屏蔽暫堵分形理論，以及固相顆粒多組分濾失模型等，以期能計(jì)算出大小合適的封堵 材料，全面封堵地層漏失通道。然而，由于地下儲(chǔ)層孔隙大小、分布很不均勻，無法利用理論 計(jì)算的材料大小封堵地層。同時(shí)，地下漏失通道的形狀很不規(guī)則，用形狀較規(guī)則的材料封堵 形狀不規(guī)則的漏失通道，效果肯定不盡人意。因此，上述研究理論有的僅在一定程度上解決 了漏失問題，有的僅僅停留在理論層次上。
[0007] 在封堵效果不理想的情況下，空氣、霧、泡沫、可循環(huán)泡沫、微泡等氣體型流體被用 于氣井鉆井作業(yè)。這些工作流體雖然能解決堵漏材料與漏失通道大小和形狀的匹配問題， 但這些流體除可循環(huán)泡沫、微泡外，對(duì)地層穩(wěn)定性要求較高，對(duì)地層流體適應(yīng)性較差，且需 要特殊設(shè)備，從而限制了應(yīng)用范圍。而可循環(huán)泡沫、微泡雖然在一定程度上解決了井漏問 題，但應(yīng)用的井深較淺，也無法全面滿足鉆井需要。
[0008] 絨囊是在研究微泡工作液過程中發(fā)現(xiàn)的一種與微泡微觀結(jié)構(gòu)不同的新的封堵材 料。這種含絨囊結(jié)構(gòu)的封堵材料可按油氣儲(chǔ)集滲透空間變形或改變性能，最大限度地占據(jù) 儲(chǔ)層儲(chǔ)集和滲透空間或形成黏膜層，封堵大小不同的滲流通道。含絨囊結(jié)構(gòu)的工作液、完井 液和修井液，不僅具有不須附加設(shè)備即能實(shí)現(xiàn)無固相密度低、控制漏失等優(yōu)點(diǎn)，還能承受更 高溫度和更大壓力。
[0009] 在配制絨囊工作液時(shí)，成核劑能夠降低氣液表面張力，使空氣隨攪拌進(jìn)入液相，自 然造泡，形成絨囊中心的氣核。由于是一種氣核，所以就使用表面活性劑發(fā)泡。石油工業(yè)常 用的表面活性劑為發(fā)泡劑，以表面活性劑的離子性看，主要是陰離子型或是非離子型。各類 型發(fā)泡劑均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。陰離子型發(fā)泡劑發(fā)泡能力強(qiáng)，但抗鹽、鈣能力差。而且發(fā)泡量 大影響工作液泵吸入循環(huán)使用；非離子型發(fā)泡劑抗鹽、鈣能力強(qiáng)，但發(fā)泡能力差，影響絨囊 核形成。因此，一般應(yīng)控制泡沫質(zhì)量在20%左右為宜 研發(fā)新的絨囊工作液成核劑，能在絨囊工作液體系中有效形成絨囊核，并提高絨囊工 作液鹽污染的能力，對(duì)于絨囊工作液的研發(fā)與應(yīng)用具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)絨囊工作液體系特點(diǎn)，研究提供一種絨囊工作液用成核 齊IJ，以降低氣液表面張力，有效在體系中形成絨囊核，調(diào)節(jié)工作液密度，同時(shí)達(dá)到具有抗鹽、 鈣污染效果，并適用于小于等于120°c的溫度環(huán)境。
[0011] 本發(fā)明的另一目的在于提供所述的絨囊工作液用成核劑在用于制備絨囊工作液 中的應(yīng)用。
[0012] 本發(fā)明的另一目的在于提供幾種包括本發(fā)明所述絨囊工作液用成核劑的絨囊工 作液。
[0013] 本發(fā)明提供了一種絨囊工作液用成核劑，該絨囊工作液用成核劑由陰離子型表面 活性劑十二烷基磺酸鈉、非離子型表面活性劑聚氧乙烯辛基苯酚醚、陽(yáng)離子型表面活性劑 十二烷基二甲基氧化銨和十二烷基硫酸三乙醇銨鹽四種物質(zhì)配制而成。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施方案。本發(fā)明的絨囊工作液用成核劑中，所述十二烷 基磺酸鈉、聚氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基二甲基氧化銨和十二烷基硫酸三乙醇銨鹽的質(zhì) 量比為1 :1 :1 :1。
[0015] 本發(fā)明中，所述十二烷基磺酸鈉、聚氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基二甲基氧化銨和 十二烷基硫酸三乙醇銨鹽均可商購(gòu)獲得，可選用普通工業(yè)產(chǎn)品。
[0016] 本發(fā)明的絨囊工作液用成核劑，其pH值7.0?9.0,密度0.90?1.00 g/cm3,基 液泡沫質(zhì)量> 20%，基液半衰期> 120. 0 min，10%氯化鈉鹽水水泡沫質(zhì)量> 50%，5%氯化鈣 鹽水泡沫質(zhì)量> 50%。
[0017] 本發(fā)明的絨囊工作液用成核劑是針對(duì)絨囊工作液體系特點(diǎn)而專門設(shè)計(jì)，主要用于 在絨囊工作液體系內(nèi)形成絨囊核。該成核劑能夠降低氣液表面張力，包裹隨機(jī)械作用進(jìn)入 體相內(nèi)氣體，能夠有效在絨囊體系中充分形成氣核。本發(fā)明的該成核劑與現(xiàn)有技術(shù)中其它 具有類似作用的處理劑相比，具有絨囊核穩(wěn)定的特點(diǎn)。并且，本發(fā)明的該成核劑無毒、無害， 為環(huán)境可接受型處理劑。
[0018] 本發(fā)明還提供了所述絨囊工作液用成核劑在用于制備絨囊工作液中的應(yīng)用。具體 地，以絨囊工作液中每百毫升的水計(jì)算，所述絨囊工作液用成核劑的用量為0. 1?0. 4克， 具有用量少、絨囊核作用強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0019] 本發(fā)明還提供了一種絨囊工作液，其中包括本發(fā)明所述的絨囊工作液用成核劑。 具體地，以絨囊工作液中每百毫升的水計(jì)算，其中包括所述絨囊工作液用成核劑0. 1?0. 4 克，即0. 1?0. 4 g成核劑/100 mL水。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，所述絨囊工作液可以為低溫絨囊工作液、低溫絨囊 完井液或低溫絨囊修井液。
[0021] _

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面，通過具體實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的低溫絨囊工作液囊核劑的特點(diǎn)及 使用效果，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。
[0023] 下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0024] 下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。 實(shí)施例
[0025] 低溫絨囊工作液囊核劑的性能測(cè)試： 1 pH值 絨囊工作液囊核劑的四種組分混合均勻后形成的混合液即為成品絨囊工作液囊核劑。 用玻璃棒蘸取絨囊工作液囊核劑試樣，滴于廣泛pH試紙上，測(cè)量pH值，精確至個(gè)位。
[0026] 2 密度 室溫下，用量程為0. 8?2. 0 g/cm3液體密度計(jì)稱量囊核劑密度值。
[0027] 3絨囊處理劑淡水泡沫質(zhì)量及泡沫半衰期 3. 1絨囊處理劑泡沫質(zhì)量 3. 1. 1配制泡沫流體設(shè)備 高速變頻無極調(diào)速攪拌器，轉(zhuǎn)速〇?12000 r/min。
[0028] 3. 1. 2測(cè)試絨囊處理劑泡沫質(zhì)量基液配制 淡水400 g、碳酸鈉0. 40 g、氫氧化鈉0. 40 g、絨囊層處理劑2. 00 g (由羧甲基淀粉和 聚陰離子纖維素以質(zhì)量份數(shù)比3:1組成)、絨囊毛處理劑2.00 g (由黃原膠、羥丙基胍膠與 除氧劑Na2S03以質(zhì)量份數(shù)比2 :3 :1組成，其中，黃膠原的數(shù)均分子量為2X106 g/mol)、成 核劑0. 40 g(由十二烷基磺酸鈉、聚氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基二甲基氧化銨和十二烷基 硫酸三乙醇銨鹽四種物質(zhì)以質(zhì)量份數(shù)比1 :1 :1 :1簡(jiǎn)單混合組成。各組分的質(zhì)量配比為水： 碳酸鈉：氫氧化鈉：絨囊層處理劑：絨囊毛處理劑：成核劑為100 1 1 5 5 :0. 1。
[0029] 按照上述配方，在攪拌條件下，向淡水中依次加入碳酸鈉、氫氧化鈉、絨囊層處理 齊U、絨囊毛處理劑，配制成測(cè)試基液。再在基液中加入成核劑，配制成絨囊工作液測(cè)試工作 流體。整個(gè)配制過程攪拌速度可以控制在5000 rpm左右。
[0030] 將配制好的絨囊工作液測(cè)試流體全部轉(zhuǎn)移入1000 mL刻度量筒內(nèi)，記錄下工作液 總體積& (mL)，按照式（I)計(jì)算泡沫質(zhì)量& ;并開始計(jì)時(shí)，測(cè)定泡沫體積降至| mL所需 時(shí)間，即半衰期石《 (min)。
[0031] 3. 1.3泡沫質(zhì)量計(jì)算 泡沫質(zhì)量，是低溫絨囊工作液成核劑在測(cè)試基液中，在攪拌速度5000 rpm左右下，充 分?jǐn)嚢韬?，泡沫總體積減去測(cè)試液中水的體積與泡沫總體積的百分比。計(jì)算泡沫質(zhì)量如式 (I)。
[0032]

【權(quán)利要求】
1. 一種絨囊工作液用成核劑，其特征在于：該絨囊工作液用成核劑由十二烷基磺酸 鈉、聚氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基二甲基氧化銨和十二烷基硫酸三乙醇銨鹽配制而成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絨囊工作液用成核劑，其特征在于：所述十二烷基磺酸鈉、聚 氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基二甲基氧化銨和十二烷基硫酸三乙醇銨鹽的配制質(zhì)量比為1 : 1:1:1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絨囊工作液用成核劑，其特征在于：該成核劑的pH值為 7. 0?9. 0,密度為0· 90?1. 00 g/cm3,基液泡沫質(zhì)量彡20%，基液半衰期彡120. 0 min，10% 氯化鈉鹽水泡沫質(zhì)量> 50%，5%氯化鈣鹽水泡沫質(zhì)量> 50%。
4. 權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述絨囊工作液用成核劑在用于制備絨囊工作液中的應(yīng) 用。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于：所述絨囊工作液為工作液、完井液或修井 液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于：以絨囊工作液中每百毫升的水計(jì)算，所述 絨囊工作液用成核劑的用量為〇. 1?〇. 4克。
7. -種絨囊工作液，其特征在于：其中包括權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的絨囊工作 液用成核劑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的絨囊工作液，其特征在于：以絨囊工作液中每百毫升的水基 計(jì)，其中包括所述絨囊工作液用成核劑〇. 1?〇. 4克。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的絨囊工作液，該絨囊工作液為工作液、完井液或修井液。
【文檔編號(hào)】C09K8/42GK104109511SQ201310130334
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月16日
【發(fā)明者】鄭力會(huì) 申請(qǐng)人:北京力會(huì)瀾博能源技術(shù)有限公司