一种剪切可恢复型钻塞液及其制备方法与流程

文档序号:32161491发布日期:2022-11-12 02:44阅读:49来源:国知局

1.本发明涉及石油开发井下作业技术领域,更具体地说,涉及一种剪切可恢复型钻塞液及其制备方法。


背景技术:

2.长水平井、多段压裂技术是目前开发页岩油气的主体技术。在页岩油气大规模储层改造中,实现长水平井、多段压裂技术最常用的工艺是可钻式复合桥塞分段压裂。压裂返排后需要钻除桥塞打通井眼通道,提高试气产量。近年来,连续油管钻磨桥塞技术发展迅速,作业井次逐年大幅上升,在页岩气、致密气、致密油和常规油气开发中发挥出了重要的作用。但普遍存在施工效率低、环空返出后再配液、液体效率低、携屑效果差、卡钻事故发生率高等生产和技术难题。其中最主要的原因是在不断剪切和循环利用的过程中,钻塞用的液体性能不稳定,水质变差,摩阻增大,泵压上升,对连续油管和井下工具损伤很大,易造成憋钻、卡钻和工具落井等事故。因此钻塞液除了具有一定的粘度和减阻性能,对其抗盐性、剪切恢复性能也有一定的要求。


技术实现要素:

3.本发明要解决的技术问题在于,提供一种剪切可恢复型钻塞液及其制备方法,其既具有一定粘度和良好减阻性能,还具有较好的抗盐性、剪切恢复性能。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种剪切可恢复型钻塞液,用于配合连续油管在水平井压裂后钻桥塞用,包括以下组分,以水为分散介质,按质量份数计为:黏弹性表面活性剂1.2-1.5份、杀菌剂0.1-0.3份、调节剂1.2-1.5份、水96.7-97.5份。
5.按上述方案,所述的黏弹性表面活性剂为甜菜碱型两性表面活性剂、非离子型表面活性剂、gemini型中的任意一种或几种混合。
6.按上述方案,所述的杀菌剂为为甲醛、乙醛、脲醛、乙二醛、丙烯醛、苯酚、联苯酚、水解植物酚、多聚磷酸钠、氯化钠、氯化铜中的任意一种或者几种混合复配。
7.按上述方案,所述的调节剂为马来酸、对甲苯磺酸钠、水杨酸、乙醇、氯化钠、异丙醇中的任意一种或者任意混合。
8.本发明还提供了一种剪切可恢复型钻塞液的制备方法,包括如下步骤:
9.(1)量取清水,按比例加入调节剂,在1000转/分下搅拌均匀后得到混合透明溶液a;
10.(2)在1500转/分高速搅拌下,向a溶液中加入黏弹性表面活性剂,反应10min后得到溶液b;
11.(3)10min后,向b溶液中加入杀菌剂在100-200转/分下搅拌2min,最终得到剪切可恢复型钻塞液。
12.本发明机理如下:
13.黏弹性表面活性剂分子中同时含有亲水基团和疏水基团,当表面活性剂的浓度增
加到一定时,表面活性剂分子在气-水界面的聚集程度达到饱和,在这种情况下,疏水基团为了逃离水相而会聚集在一起,形成具有疏水基团朝向内部和亲水基团朝向外部的碟状、球状或棒状聚集体。与此同时,在调节剂或者是胶束促进剂的存在下,可以促进状胶束的聚集。反离子可以减弱表面活性剂亲水基团之间的电排斥,在反离子和亲水基团之间有一个键合力,反离子在它们周围形成一个水化层,尽量减少疏水基团与水相的接触面积,从而使其水溶液的黏弹性大幅度提升。
14.实施本发明的剪切可恢复型钻塞液及其制备方法,具有以下有益效果:
15.1、本发明的剪切可恢复型钻塞液体系具有良好的环空携带钻屑、清洁井筒以及减阻作用,对储层无伤害,从而减少连续油管卡钻事故。
16.2、本发明的剪切可恢复型钻塞液体系组成简单,满足现场在线实时添加,减少预混配环节,降低配液成本,操作简单,清洁环保无毒等特性。
17.3、本发明的剪切可恢复型钻塞液体系在高温下多次高速剪切后,仍具有大于80%以上的黏度保留率。
18.4、本发明的剪切可恢复型钻塞液体系可满足现场返排水配液,剪切后静置粘度可恢复,能实现重复循环利用。
具体实施方式
19.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现详细说明本发明的具体实施方式。
20.实施例1
21.一种剪切可恢复型钻塞液的制备方法,按质量份数计算,量取清水97.5份,向清水中加入1.2份调节剂,在1000转/分下搅拌均匀后得到混合透明溶液a;在1500转/分高速搅拌下再向a溶液中加入1.2份黏弹性表面活性剂,反应10min后得到溶液b;10min后,向b溶液中加入0.1份杀菌剂在100-200转/分下搅拌2min,最终得到剪切可恢复型钻塞液。上述剪切可恢复型钻塞液体系粘度在60℃、170s-1
下为18mpa
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s;高速剪切2h后,粘度保留率87.5%,比常规钻塞液粘度保留率提高了28%;静置24h后,粘度恢复为原来的98.3%;减阻率比常规钻塞液提高了22.8%,携砂能力提高了27%。
22.实施例2
23.一种剪切可恢复型钻塞液的制备方法,按质量份数计算,量取清水97.2份,按一定的比例加入1.5份调节剂,在1000转/分下搅拌均匀后得到混合透明溶液a;在1500转/分高速搅拌下再向a溶液中加入1.2份黏弹性表面活性剂,反应10min后得到溶液b;10min后,向b溶液中加入0.1份杀菌剂在100-200转/分下搅拌2min,最终得到剪切可恢复型钻塞液。上述剪切可恢复型钻塞液体系粘度在90℃、170s-1
下为16mpa
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s;高速剪切2h后,粘度保留率84.4%,比常规钻塞液粘度保留率提高了24.9%;静置24h后,粘度恢复为原来的98.8%;减阻率比常规钻塞液提高了28.3%,携砂能力提高了24%。
24.实施例3
25.一种剪切可恢复型钻塞液的制备方法,按质量份数计算,量取清水97.2份,按一定的比例加入1.2份调节剂,在1000转/分下搅拌均匀后得到混合透明溶液a;在1500转/分高速搅拌下再向a溶液中加入1.5份黏弹性表面活性剂,反应10min后得到溶液b;10min后,向b
溶液中加入0.1份杀菌剂在100-200转/分下搅拌2min,最终得到剪切可恢复型钻塞液。上述剪切可恢复型钻塞液体系粘度在60℃、170s-1
下为24mpa
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s;高速剪切2h后,粘度保留率83.3%,比常规钻塞液粘度保留率提高了23.8%;静置24h后,粘度恢复为原来的94.6%;减阻率比常规钻塞液提高了14%,携砂能力提高了30%。
26.实施例4
27.一种剪切可恢复型钻塞液的制备方法,按质量份数计算,量取清水96.9份,按一定的比例加入1.5份调节剂,在1000转/分下搅拌均匀后得到混合透明溶液a;在1500转/分高速搅拌下再向a溶液中加入1.5份黏弹性表面活性剂,反应10min后得到溶液b;10min后,向b溶液中加入0.1份杀菌剂在100-200转/分下搅拌2min,最终得到剪切可恢复型钻塞液。上述剪切可恢复型钻塞液体系粘度在90℃、170s-1
下为21mpa
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s;高速剪切2h后,粘度保留率80.9%,比常规钻塞液粘度保留率提高了26.7%;静置24h后,粘度恢复为原来的96.5%;减阻率比常规钻塞液提高了18.4%,携砂能力提高了28%。
28.实施例5
29.一种剪切可恢复型钻塞液的制备方法,按质量份数计算,量取盐水(2.96wt%氯化钾+1wt%氯化钠+0.02wt%氯化钙+0.02wt%氯化镁)97.2份,按一定的比例加入1.5份调节剂,在1000转/分下搅拌均匀后得到混合透明溶液a;在1500转/分高速搅拌下再向a溶液中加入1.2份黏弹性表面活性剂,反应10min后得到溶液b;10min后,向b溶液中加入0.1份杀菌剂在100-200转/分下搅拌2min,最终得到剪切可恢复型钻塞液。上述剪切可恢复型钻塞液体系粘度在60℃、170s-1
下为14mpa
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s;高速剪切2h后,粘度保留率85.7%,比常规钻塞液粘度保留率提高了48.8%;静置24h后,粘度恢复为原来的97.2%;减阻率比常规钻塞液提高了28.8%,携砂能力提高了21%。
30.实施例6
31.一种剪切可恢复型钻塞液的制备方法,按质量份数计算,量取盐水(2.96wt%氯化钾+1wt%氯化钠+0.02wt%氯化钙+0.02wt%氯化镁)96.9份,按一定的比例加入1.5份调节剂,在1000转/分下搅拌均匀后得到混合透明溶液a;在1500转/分高速搅拌下再向a溶液中加入1.5份黏弹性表面活性剂,反应10min后得到溶液b;10min后,向b溶液中加入0.1份杀菌剂在100-200转/分下搅拌2min,最终得到剪切可恢复型钻塞液。上述剪切可恢复型钻塞液体系粘度在90℃、170s-1
下为12mpa
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s;高速剪切2h后,粘度保留率83.3%,比常规钻塞液粘度保留率提高了44.6%;静置24h后,粘度恢复为原来的96.7%;减阻率比常规钻塞液提高了29.2%,携砂能力提高了18%。
32.实施例7
33.一种剪切可恢复型钻塞液的制备方法,按重量份数计算,量取涪陵工区某平台钻塞返出水97.0份,按一定的比例加入1.5份调节剂,在1000转/分下搅拌均匀后得到混合透明溶液a;在1500转/分高速搅拌下再向a溶液中加入1.2份黏弹性表面活性剂,反应10min后得到溶液b;10min后,向b溶液中加入0.3份杀菌剂在100-200转/分下搅拌2min,最终得到剪切可恢复型钻塞液。上述剪切可恢复型钻塞液体系粘度在60℃、170s-1
下为18mpa
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s;高速剪切2h后,粘度保留率88.9%,比常规钻塞液粘度保留率提高了50.2%;静置24h后,粘度恢复为原来的97.8%;减阻率比常规钻塞液提高了22.1%,携砂能力提高了27%。
34.实施例8
35.一种剪切可恢复型钻塞液的制备方法,按重量份数计算,量取涪陵工区某平台钻塞返出水96.7份,按一定的比例加入1.5份调节剂,在1000转/分下搅拌均匀后得到混合透明溶液a;在1500转/分高速搅拌下再向a溶液中加入1.5份黏弹性表面活性剂,反应10min后得到溶液b;10min后,向b溶液中加入0.3份杀菌剂在100-200转/分下搅拌2min,最终得到剪切可恢复型钻塞液。上述剪切可恢复型钻塞液体系粘度在60℃、170s-1
下为16mpa
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s;高速剪切2h后,粘度保留率86.2%,比常规钻塞液粘度保留率提高了45.3%;静置24h后,粘度恢复为原来的93.1%;减阻率比常规钻塞液提高了27.5%,携砂能力提高了24%。
36.对比例1
37.一种剪切可恢复型钻塞液的制备方法,按质量份数计算,量取清水97.4份,按一定的比例加入1.5份调节剂,在1000转/分下搅拌均匀后得到混合透明溶液a;在1500转/分高速搅拌下再向a溶液中加入1.0份黏弹性表面活性剂,反应10min后得到溶液b;10min后,向b溶液中加入0.1份杀菌剂在100-200转/分下搅拌2min,最终得到剪切可恢复型钻塞液。上述剪切可恢复型钻塞液体系粘度在60℃、170s-1
下为12mpa
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s;高速剪切2h后,粘度保留率74.6%,比常规钻塞液粘度保留率提高了17.2%;静置24h后,粘度恢复为原来的92.3%;减阻率比常规钻塞液提高了15.9%,携砂能力提高了18%。
38.对比例2
39.一种剪切可恢复型钻塞液的制备方法,按质量份数计算,量取清水96.9份,向清水中加入1.8份调节剂,在1000转/分下搅拌均匀后得到混合透明溶液a;在1500转/分高速搅拌下再向a溶液中加入1.2份黏弹性表面活性剂,反应10min后得到溶液b;10min后,向b溶液中加入0.1份杀菌剂在100-200转/分下搅拌2min,最终得到剪切可恢复型钻塞液。上述剪切可恢复型钻塞液体系粘度在60℃、170s-1
下为12mpa
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s;高速剪切2h后,粘度保留率82.8%,比常规钻塞液粘度保留率提高了22.7%;静置24h后,粘度恢复为原来的95.6%;减阻率比常规钻塞液提高了24.1%,携砂能力提高了17%。
40.对比例3
41.一种剪切可恢复型钻塞液的制备方法,按质量份数计算,量取清水97.2份,按一定的比例加入1.5份调节剂,在1000转/分下搅拌均匀后得到混合透明溶液a;在1500转/分高速搅拌下再向a溶液中加入1.2份黏弹性表面活性剂,反应10min后得到溶液b;10min后,向b溶液中加入0.5份杀菌剂在100-200转/分下搅拌2min,最终得到剪切可恢复型钻塞液。上述剪切可恢复型钻塞液体系粘度在60℃、170s-1
下为9mpa
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s;高速剪切2h后,粘度保留率82.9%,比常规钻塞液粘度保留率提高了23.1%;静置24h后,粘度恢复为原来的95.2%;减阻率比常规钻塞液提高了20.6%,携砂能力提高了14%。
42.由上述实施例和对比例分析可知,本发明实施例的剪切可恢复型钻塞液的粘度保留率、减阻率、携砂能力等性能参数明显优于对比例。本发明的剪切可恢复型钻塞液体系的粘弹性来源于体系内聚集体数及聚集体表面电荷产生的斥力,无机盐的加入,实质是加入表面活性剂反离子,这对胶束聚集体表面电荷间的斥力有巨大的影响。随着反离子浓度在一定范围内增加,体系内的球状胶束转化成棒状胶束,棒状胶束逐渐缔合形成蠕虫状胶束,使剪切可恢复型钻塞液体系具有很好的耐盐性能。
43.上面对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发
明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。
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