[發明專利]一種油氣鉆井用正電性井壁穩定劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310123913.8
• 申請日: 2013-04-11
• 公開（公告）號: CN103215017A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 黃維安;邱正松;崔明磊;徐加放;江琳;曹杰;鐘漢毅
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: C09K8/575
• 分類號: C09K8/575;C09K8/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于油氣鉆井技術領域，尤其涉及一種油氣鉆井用正電性井壁穩定劑及其制備方法。

背景技術

井壁穩定問題是油氣鉆井工程中經常遇到的一個復雜的世界性難題，特別是20世紀80年代以后，隨著勘探領域不斷向新區擴展，鉆遇地層日趨復雜，鉆井過程中井壁不穩定問題仍然十分突出。

泥頁巖地層失穩的原因從誘發機理上可分為兩大類：力學原因和物理化學原因；力學原因包括泥頁巖塑性變形，硬脆性泥頁巖沿滑動面(層理、節理、裂縫等)的滑動及鉆井液密度不能平衡構造應力或泥頁巖沉積壓實過程中所形成的異常壓力等引起的泥頁巖破裂或剝落坍塌；物理化學原因是指鉆井液與泥頁巖地層發生物理化學作用引起水化膨脹和分散、導致巖石強度下降等。

針對井壁失穩的物理化學原因，目前采用抑制防塌劑有抑制類的聚合物、無機鹽、有機鹽和有機胺等，以及起封堵作用的聚合醇、超低滲透劑、氧化瀝青、磺化瀝青等。這兩類井壁穩定劑作用機理相對較單一，不能同時發揮抑制和封堵防塌作用，且現有的氧化瀝青、磺化瀝青軟化點較窄，對長裸眼井段地層適應性較差。

發明內容

本發明提供了一種油氣鉆井用正電性井壁穩定劑及其制備方法，旨在解決現有技術提供的井壁穩定劑，作用機理相對較單一，不能對井壁同時發揮抑制和封堵防塌作用，且對長裸眼井段地層適應性較差的問題。

本發明的目的在于提供一種油氣鉆井用正電性井壁穩定劑，該油氣鉆井用正電性井壁穩定劑由溶劑油、瀝青、液體保護劑、乳化劑、固體保護劑、無機酸、無機鹽溶液制備而成，質量百分組成如下：15％-30％的溶劑油、35％-50％的瀝青，3.5％-6％的液體保護劑、1％-4％的乳化劑、1.5％-5％的固體保護劑、3％-6％的無機酸。

進一步，所述溶劑油采用5#柴油、0#柴油、-10#柴油、3#煤油、航空煤油、3#白油、5#白油，或由5#柴油、0#柴油、-10#柴油、3#煤油、航空煤油、3#白油、5#白油組成的組合物。

進一步，所述瀝青采用石油瀝青，石油瀝青采用5#特種瀝青、10#建筑固體瀝青、40#道路瀝青、50#道路瀝青、70#道路瀝青，或由5#特種瀝青、10#建筑固體瀝青、40#道路瀝青、50#道路瀝青、70#道路瀝青組成的組合物。

進一步，所述液體保護劑為表觀粘度達到30mPa·s的抗溫聚合物溶液，抗溫聚合物溶液為陽離子化銨類聚合物或聚乙烯醇。

進一步，所述乳化劑為雙十八烷基二甲基氯化銨、十八烷基芐基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、雙十六烷基二甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、雙十二烷基二甲基氯化銨、十二烷基二甲基卞基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨，或由雙十八烷基二甲基氯化銨、十八烷基芐基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、雙十六烷基二甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、雙十二烷基二甲基氯化銨、十二烷基二甲基卞基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨組成的組合物。

進一步，所述固體保護劑為氧化鈣、氫氧化鈣、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉，或由氧化鈣、氫氧化鈣、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉組成的組合物。

進一步，所述無機酸為強酸，強酸采用濃硫酸、濃鹽酸、發煙硝酸，或由濃硫酸、濃鹽酸、發煙硝酸組成的組合物。

進一步，所述無機鹽溶液為一價鹽或二價鹽溶液，無機鹽采用氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉，或由氯化鈣、氯化鎂、氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉組成的組合物。

進一步，該油氣鉆井用正電性井壁穩定劑為棕黑色膠狀物，pH值2-5，電動電位≥40mV，膠體穩定性≥90天，表觀粘度提高率≥40％，頁巖回收率大于10％KCl溶液。

本發明的另一目的在于提供一種油氣鉆井用正電性井壁穩定劑的制備方法，該制備方法包括以下步驟：

步驟一，在攪拌條件下，將瀝青溶解在加熱至120℃～140℃的溶解油中，充分溶解后加入液體保護劑、乳化劑、固體保護劑；

步驟二，在100℃～110℃下保溫、攪拌1小時～1.5小時后，加入無機酸，繼續攪拌，保溫0.5小時～1小時后，加入無機鹽溶液；

步驟三，將溫度降至80℃～90℃后，攪拌、保溫20分鐘～30分鐘，繼續攪拌，當溫度下降至60℃時出料。