一種無固相可循環(huán)微泡鉆井液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無固相可循環(huán)微泡鉆井液，包括：每升清水中加入1-2克NaOH，3-5克黃原膠XC，3-5克聚陰離子纖維素PAC，10-20克改性淀粉，1-6克發(fā)泡劑BZ-MBS-1，1-6克穩(wěn)泡劑BZ-MBSF-1，60-80克潤滑劑。本發(fā)明所述鉆井液密度低，屏蔽效果好，低壓易漏層防漏效果顯著，配制簡易，密度可調(diào)，可適用于低壓，易漏及多壓力系統(tǒng)地層，且發(fā)泡劑具有良好地抗油性，鉆井作業(yè)結(jié)束后可消泡，密度恢復(fù)至基液密度。
【專利說明】—種無固相可循環(huán)微泡鉆井液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鉆井液，特別是涉及一種無固相可循環(huán)微泡鉆井液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]井漏是地層壓力小于液柱壓力時，鉆井液大量漏入地層的現(xiàn)象。井漏會引起井下事故或復(fù)雜情況，導(dǎo)致施工時間延長，作業(yè)成本增加，甚至是油氣井報廢，進(jìn)而造成嚴(yán)重資源浪費和巨大經(jīng)濟(jì)損失。不僅如此，由于大量鉆井液進(jìn)入油氣層，造成儲層產(chǎn)油氣能力下降，還要投入更大的人力和物力來提高產(chǎn)量和采收率，影響了油田經(jīng)濟(jì)效益。因此，要提高油田經(jīng)濟(jì)效益，必須從根本上控制鉆井液漏失然而。
[0003]微泡沫鉆井液技術(shù)是21世紀(jì)初由國外引進(jìn)，這種微泡沫體系就是采用某些表面活性劑與聚合物結(jié)合在一起產(chǎn)生一種微泡沫，形成一種可以阻止或延緩鉆井液侵入地層的微泡沫網(wǎng)絡(luò)，在國外主要用于衰竭油層、低壓地層鉆井、欠平衡井及水平井鉆井中。
[0004]在國內(nèi)，2002年以后勝利、吐哈等油田陸續(xù)開始研究，取得了較好的效果，主要解決低壓易漏地層所遇到的嚴(yán)重井漏和油層污染問題。目前國內(nèi)外應(yīng)用微泡沫鉆井液土要在于解決低壓易漏區(qū)塊的鉆井復(fù)雜和油層污染問題。研究的范圍只是針對某些具體的現(xiàn)象，不具備廣泛的適應(yīng)性，微泡抗溫、抗壓能力差，所選發(fā)泡劑抗油性差，不能適應(yīng)水平井或大斜度井的鉆井作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無固相可循環(huán)微泡鉆井液，所述鉆井液密度低，屏蔽效果好，低壓易漏層防漏效果顯著，配制簡易，密度可調(diào)，可適用于低壓，易漏及多壓力系統(tǒng)地層，且發(fā)泡劑具有良好地抗油性，鉆井作業(yè)結(jié)束后可消泡，密度恢復(fù)至基液密度。
[0006]一種無固相可循環(huán)微泡鉆井液，包括:每升清水中加入1-2克Na0H，3_5克黃原膠XC，3-5克聚陰離子纖維素PAC，10-20克改性淀粉，1-6克發(fā)泡劑BZ-MBS-1，1-6克穩(wěn)泡劑BZ-MBSF-1，60-80 克潤滑劑。
[0007]XC為黃原膠，俗稱玉米糖膠、漢生膠，是一種糖類，通常經(jīng)由玉米淀粉制造。黃原膠是白色或淺黃色的粉末，具有優(yōu)良的增稠性、懸浮性、乳化性和水溶性，并具有良好的熱、酸堿穩(wěn)定性，鉆井液用主要利用其增稠性；PAC聚陰離子纖維素(Poly anioniccellulose)簡稱PAC，是由天然纖維素經(jīng)化學(xué)改性而制得的水溶性纖維素醚類衍生物，是一種重要的水溶性纖維素醚，通常應(yīng)用其鈉鹽，廣泛應(yīng)用于石油鉆井。
[0008]本發(fā)明所述的無固相可循環(huán)微泡鉆井液，其中所述改性淀粉采用的是羧甲基淀粉鈉。
[0009]本發(fā)明所述的無固相可循環(huán)微泡鉆井液，其中所述發(fā)泡劑BZ-MBS-1為質(zhì)量比為6.5:3:0.5的十二烷基硫酸鈉、十二烷基本磺酸鈉與三聚磷酸鈉的混合物；所述穩(wěn)泡劑為質(zhì)量比為7:3的硅樹脂聚醚乳液和十二醇的混合物。
[0010]本發(fā)明所述的無固相可循環(huán)微泡鉆井液，其中所述無固相可循環(huán)微泡鉆井液具有抗油性，鉆井作業(yè)結(jié)束后可采用消泡劑BZ-MBDF消泡，密度恢復(fù)至基液密度，可循環(huán)使用，所述消泡劑BZ-MBDF為粘度300-500mpa.s的二甲基硅油。
[0011]一種制備無固相可循環(huán)微泡鉆井液的方法，包括如下步驟:在IL清水中加入0.1-0.2%的NaOH，調(diào)節(jié)鉆井液的pH值在8_10之間；按照加料次序，按照設(shè)計的比例依次緩慢加入黃原膠Xe，聚陰離子纖維素PAC和改性淀粉，充分?jǐn)嚢杈鶆?，測定其性能，性能滿足設(shè)計需要后，加入穩(wěn)泡劑BZ-MBSF-1，緩慢加入并充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，再加入發(fā)泡劑BZ-MBS-1，利用攪拌器、泥漿槍和循環(huán)系統(tǒng)，充分?jǐn)嚢?、噴刺，高低壓雙泵大循環(huán)，使其充分混合溶解，并充分循環(huán)均勻，直到形成粘度為45~55s,密度為0.85-0.90g/cm3的穩(wěn)定的可循環(huán)微泡鉆井液，按比例單獨準(zhǔn)備潤滑劑。
[0012]在泵入井的過程中，由于密度下降，可能會導(dǎo)致泵壓下降，泵的排量不足，影響鉆屑的上返速度，致使鉆屑不能有效地攜帶出來，造成鉆井過程中阻力增大，甚至?xí)?dǎo)致卡鉆等井下復(fù)雜，在泥漿泵入罐和泥漿泵之間添加一灌注泵，可有效調(diào)節(jié)鉆井過程中入井鉆井液的排量，提高攜帶效率。
[0013]本發(fā)明無固相可循環(huán)微泡鉆井液與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于:本發(fā)明無固相可循環(huán)微泡鉆井液由普通無固相鉆井液轉(zhuǎn)化為微泡沫鉆井液后，密度有較大幅度降低，其它性能更趨合理，抗溫120°C，抗?jié)櫥瑒┠芰_(dá)10%，抗壓能力達(dá)30MPa以上；無固相可循環(huán)微泡鉆井液能在近井壁形成虛泥餅，具有較好的防漏和油氣層保護(hù)效果，模擬堵漏實驗證明，研究的微泡沫鉆井液在滲漏地層有顯著的減少漏失和消除漏失的作用，防漏效果顯著。
[0014]本發(fā)明無固相可循環(huán)微泡鉆井液中，改性淀粉采用的是羧甲基淀粉鈉(CMS)，是一種用羧甲基醚化的變性淀粉。CMS的水溶液穩(wěn)定且性能優(yōu)良，具有粘結(jié)、增稠、保水、乳化、懸浮、分散等功能。CMS在油井作業(yè)過程中作為泥漿穩(wěn)定劑、保水劑，起到降低失水量，提高鉆井液中粘土顆粒的聚結(jié)穩(wěn)定性的作用。CMS對泥漿的塑性粘度影響小，對動力、切力影響大，有利于攜帶鉆屑，尤其在鉆鹽膏層時，可使鉆井液穩(wěn)定，降低流失量，防止井壁崩塌。特別適用于礦化度高，PH值高的鹽堿井。
[0015]本發(fā)明所述可循環(huán)微泡沫聚合物鉆井液中所述發(fā)泡劑BZ-MBS-1為質(zhì)量比為6.5:3:0.5的十二烷基硫酸鈉、十二烷基本磺酸鈉與三聚磷酸鈉的混合物，發(fā)泡量穩(wěn)定，能較大幅度地降低鉆井液密度；加入三聚磷酸鈉可在硬水中使用，而不影響鉆井液體系的性能；所述穩(wěn)泡劑為質(zhì)量比為7:3的硅樹脂聚醚乳液和十二醇的混合物，由醇類和醚類復(fù)配而成，不改變鉆井液體系的流變性，僅僅對泡沫的穩(wěn)定性起到增強(qiáng)的作用。傳統(tǒng)的發(fā)泡劑基本上不具備抗油性，抗污染性較差，不能適應(yīng)定向井、斜井、2000米以上井的使用。穩(wěn)泡劑基本采用增粘提切類處理劑，加入后會改變體系的流變性能。發(fā)泡劑和穩(wěn)泡劑與以前使用的相比在基本不改變原有鉆井液流變性的基礎(chǔ)上，加入穩(wěn)泡劑和發(fā)泡劑，降低鉆井液密度，使體系具有抗污染能力強(qiáng)的特點，抗壓、抗溫、抗鹽、抗油能性能得到了大幅度提高。
[0016]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的無固相可循環(huán)微泡鉆井液作進(jìn)一步說明。
【具體實施方式】
[0017] 實施例1[0018]一種無固相可循環(huán)微泡鉆井液，包括:每升清水中加入I克NaOH，5克黃原膠XC，3克聚陰離子纖維素PAC，20克改性淀粉，I克發(fā)泡劑BZ-MBS-1，6克穩(wěn)泡劑BZ_MBSF_1，60克潤滑劑。
[0019]其中，所述改性淀粉采用的是羧甲基淀粉鈉，所述發(fā)泡劑BZ-MBS-1為質(zhì)量比為
6.5:3:0.5的十二烷基硫酸鈉、十二烷基本磺酸鈉與三聚磷酸鈉的混合物；所述穩(wěn)泡劑為質(zhì)量比為7:3的硅樹脂聚醚乳液和十二醇的混合物。所述無固相可循環(huán)微泡鉆井液具有抗油性，鉆井作業(yè)結(jié)束后可采用消泡劑BZ-MBDF消泡，密度恢復(fù)至基液密度，可循環(huán)使用，所述消泡劑BZ-MBDF為粘度300-500mpa.s的二甲基硅油。
[0020]實施例2
[0021]一種無固相可循環(huán)微泡鉆井液，包括:每升清水中加入2克NaOH，3克黃原膠XC，5克聚陰離子纖維素PAC，10克改性淀粉，6克發(fā)泡劑BZ-MBS-1，I克穩(wěn)泡劑BZ_MBSF_1，80克潤滑劑。
[0022]其中，所述改性淀粉采用的是羧甲基淀粉鈉，所述發(fā)泡劑BZ-MBS-1為質(zhì)量比為6.5:3:0.5的十二烷基硫酸鈉、十二烷基本磺酸鈉與三聚磷酸鈉的混合物；所述穩(wěn)泡劑為質(zhì)量比為7:3的硅樹脂聚醚乳液和十二醇的混合物。所述無固相可循環(huán)微泡鉆井液具有抗油性，鉆井作業(yè)結(jié)束后可采用消泡劑BZ-MBDF消泡，密度恢復(fù)至基液密度，可循環(huán)使用，所述消泡劑BZ-MBDF為粘度300-500mpa.s的二甲基硅油。
[0023]實施例3
[0024]一種無固相可循環(huán)微泡鉆井液，包括:每升清水中加入1.5克NaOH，4克黃原膠XC, 4克聚陰離子纖維素PAC，15克改性淀粉，2克發(fā)泡劑BZ-MBS-1，5克穩(wěn)泡劑BZ-MBSF-1，70克潤滑劑。
[0025]其中，所述改性淀粉采用的是羧甲基淀粉鈉，所述發(fā)泡劑BZ-MBS-1為質(zhì)量比為
6.5:3:0.5的十二烷基硫酸鈉、十二烷基本磺酸鈉與三聚磷酸鈉的混合物；所述穩(wěn)泡劑為質(zhì)量比為7:3的硅樹脂聚醚乳液和十二醇的混合物。所述無固相可循環(huán)微泡鉆井液具有抗油性，鉆井作業(yè)結(jié)束后可采用消泡劑BZ-MBDF消泡，密度恢復(fù)至基液密度，可循環(huán)使用，所述消泡劑BZ-MBDF為粘度300-500mpa.s的二甲基硅油。
[0026]實施例4
[0027]一種制備無固相可循環(huán)微泡鉆井液的方法，包括如下步驟:在IL清水中加入
0.1-0.2%的NaOH，調(diào)節(jié)鉆井液的pH值在8_10之間；按照加料次序，按照設(shè)計的比例依次緩慢加入黃原膠Xe，聚陰離子纖維素PAC和改性淀粉，充分?jǐn)嚢杈鶆?，測定其性能，性能滿足設(shè)計需要后，加入穩(wěn)泡劑BZ-MBSF-1，緩慢加入并充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，再加入發(fā)泡劑BZ-MBS-1，利用攪拌器、泥漿槍和循環(huán)系統(tǒng)，充分?jǐn)嚢?、噴刺，高低壓雙泵大循環(huán)，使其充分混合溶解，并充分循環(huán)均勻，直到形成粘度為45~55s,密度為0.85-0.90g/cm3的穩(wěn)定的可循環(huán)微泡鉆井液，按比例單獨準(zhǔn)備潤滑劑。
[0028]在泵入井的過程中，由于密度下降，可能會導(dǎo)致泵壓下降，泵的排量不足，影響鉆屑的上返速度，致使鉆屑不能有效地攜帶出來，造成鉆井過程中阻力增大，甚至?xí)?dǎo)致卡鉆等井下復(fù)雜，在泥漿泵入罐和泥漿泵之間添加一灌注泵，可有效調(diào)節(jié)鉆井過程中入井鉆井液的排量，提高攜帶效率。
[0029]實施例5[0030]一種無固相可循環(huán)微泡鉆井液的配制:
[0031]室內(nèi)實驗:
[0032]按照加料次序在1000ml自來水中依次加入每升清水中加入1_2克NaOH，3_5克XC，3-5 克 PAC，10-20 克改性淀粉，1-6 克發(fā)泡劑 BZ-MBS-1，1-6 克穩(wěn)泡劑 BZ-MBSF-1，60-80克潤滑劑。測定性能見表1。
[0033]表1.室內(nèi)配制無固相可循環(huán)微泡鉆井液性能
【權(quán)利要求】
1.一種無固相可循環(huán)微泡鉆井液，其特征在于:包括:每升清水中加入1-2克NaOH，3-5克黃原膠XC，3-5克聚陰離子纖維素PAC，10-20克改性淀粉，1-6克發(fā)泡劑BZ-MBS-1，1-6克穩(wěn)泡劑BZ-MBSF-1，60-80克潤滑劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無固相可循環(huán)微泡鉆井液，其特征在于:所述改性淀粉采用的是羧甲基淀粉鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無固相可循環(huán)微泡鉆井液，其特征在于:所述發(fā)泡劑BZ-MBS-1為質(zhì)量比為6.5:3:0.5的十二烷基硫酸鈉、十二烷基本磺酸鈉與三聚磷酸鈉的混合物；所述穩(wěn)泡劑為質(zhì)量比為7:3的硅樹脂聚醚乳液和十二醇的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無固相可循環(huán)微泡鉆井液，其特征在于:所述無固相可循環(huán)微泡鉆井液具有抗油性，鉆井作業(yè)結(jié)束后可采用消泡劑BZ-MBDF消泡，密度恢復(fù)至基液密度，可循環(huán)使用，所述消泡劑BZ-MBDF為粘度300-500mpa.s的二甲基硅油。
5.一種制備權(quán)利要求1-4中任意一權(quán)利要求所述的無固相可循環(huán)微泡鉆井液的方法，其特征在于:包括如下步驟:在IL清水中加入0.1-0.2%的NaOH，調(diào)節(jié)鉆井液的pH值在8-10之間；按照加料次序，按照設(shè)計的比例依次緩慢加入黃原膠XC，聚陰離子纖維素PAC和改性淀粉，充分?jǐn)嚢杈鶆?，測定其性能，性能滿足設(shè)計需要后，加入穩(wěn)泡劑BZ-MBSF-1jIg加入并充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，再加入發(fā)泡劑BZ-MBS-1，利用攪拌器、泥漿槍和循環(huán)系統(tǒng)，充分?jǐn)嚢?、噴刺，高低壓雙泵大循環(huán)，使其充分混合溶解，并充分循環(huán)均勻，直到形成粘度為45~55s,密度為0.85-0.90g/cm3的 穩(wěn)定的可循環(huán)微泡鉆井液,按比例單獨準(zhǔn)備潤滑劑。
【文檔編號】C09K8/12GK103937469SQ201410133839
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月14日
【發(fā)明者】李中鋒 申請人:北京百利時能源技術(shù)有限責(zé)任公司