[發(fā)明專利]油田納米加重劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410047093.3
• 申請日: 2014-02-11
• 公開（公告）號(hào): CN103788932B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮海平
• 申請（專利權(quán)）人: 北京石大博誠科技有限公司
• 主分類號(hào): C09K8/035
• 分類號(hào): C09K8/035;C09K8/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油勘探技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種油田納米加重劑。

背景技術(shù)

隨著石油行業(yè)勘探開發(fā)向深層超深層進(jìn)軍，高密度鉆完井技術(shù)成為保障鉆探作業(yè)安全順利的關(guān)鍵技術(shù)之一。高密度鉆完井液中需要加入大量的固相加重材料以提高密度，導(dǎo)致了鉆完井液中固相含量大，現(xiàn)場應(yīng)用普遍存在流變性和失水造壁性難以控制的基本矛盾。

鉆井工程面臨著西部深井﹑超深井的鉆探，東部老油田打加密井﹑多分支井提高采收率﹑低滲透油氣藏的開發(fā)及灘海地區(qū)鉆大位移井、實(shí)現(xiàn)海油陸采等問題，要求鉆井液密度更高，抗溫和抗各種污染能力更強(qiáng)（飽和鹽、石膏、鉆屑綜合污染）。常規(guī)加重劑（如重晶石粉）的粒徑通常在10μm～70μm之間，在應(yīng)用過程中經(jīng)常出現(xiàn)重晶石沉降速率高、鉆井液密度上下不均等現(xiàn)象。為了解決其懸浮問題，通常需加入大量處理劑。但隨著處理劑加量的增大，一方面導(dǎo)致鉆井液的成本急劇上升；另一方面導(dǎo)致鉆井液流變性惡化且難以控制，保持較低的流變參數(shù)以有效控制循環(huán)當(dāng)量密度（ECD）和較高的粘切以保證重晶石懸浮性之間的矛盾難以調(diào)和，從而嚴(yán)重影響鉆井工作。同時(shí)，重晶石等固相顆粒對地層巖石孔喉的堵塞也對油氣層造成一定的傷害。因此，對傳統(tǒng)加重材料進(jìn)行改性成為目前鉆井完井液的研究方向之一，研發(fā)一種鉆完井用納米級(jí)加重劑就顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出一種油田納米加重劑，可廣泛應(yīng)用于石油勘探鉆完井和固井作業(yè)中，也可單獨(dú)作為試油工作液使用，由于在本發(fā)明的納米加重劑中，表面活性劑和分散劑、穩(wěn)定劑、激發(fā)劑不僅對加重材料表面進(jìn)行了化學(xué)改性，加重劑粒子表面形成雙電層，顆粒之間的靜電斥力增加，顆粒沉降趨勢大大減弱，顆粒在溶液中形成膠體，在靜電斥力和布朗運(yùn)動(dòng)雙重作用下，形成一個(gè)動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定體系。因此，非常適合在高溫、高壓、高鹽等惡劣環(huán)境中使用。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種油田納米加重劑，其各組分按重量分?jǐn)?shù)配比如下：表面活性劑：1～3份；穩(wěn)定劑：2～5份；激發(fā)劑：5～10份；所述油田納米加重劑分為液體加重劑和固體加重劑，其中，液體加重劑還包括：水：20～45份；分散劑：1～2份；加重材料：30～60份；固體加重劑還包括：分散劑：0.5～1份；加重材料：90～100份。

所述的表面活性劑選自非離子或陽離子表面活性劑中的至少一種，和陰離子表面活性劑中的至少一種；

所述的表面活性劑選自陰離子表面活性劑中的至少兩種。

所述的表面活性劑中非離子表面活性劑包括：烷基硅烷類、聚氧乙烯類、烷基聚氧乙烯類；陰離子表面活性劑包括：烷基磺酸胺醋酸鹽類、烷基磺酸鹽類；陽離子表面活性劑包括：氯代烷基吡啶、烷基甲基鹵烴。

所述的分散劑為聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺中的一種或兩種的混合。

所述穩(wěn)定劑為多元醇類，如季戊四醇、木糖醇、甘露醇中的兩種或三種的混合物。

所述激發(fā)劑是一種雙電層激發(fā)劑

所述的加重材料是鐵礦粉、重晶石、碳酸鈣中的一種或多種的任意比例混合物。

所述油田納米加重劑的制備方法為：

對于液體加重劑：將水、表面活性劑、分散劑、穩(wěn)定劑、激發(fā)劑與加重材料混合均勻后，置于納米生產(chǎn)設(shè)備中，在常溫下充分研磨至用馬爾文2000或同類產(chǎn)品的激光粒度儀測量粒徑達(dá)到：D50小于1微米為止，將研磨好的物料進(jìn)行儲(chǔ)存即可得到用于石油鉆井、完井及試油工作液的液體產(chǎn)品；

對于固體加重劑：將表面活性劑、分散劑、穩(wěn)定劑、激發(fā)劑與加重材料混合均勻置于納米生產(chǎn)設(shè)備中，在常溫下充分研磨至用馬爾文2000或同類產(chǎn)品的激光粒度儀測量粒徑達(dá)到：D50小于1微米為止，將研磨好的物料進(jìn)行干燥，粉碎過篩即可得到用于石油鉆井、完井、油基泥漿或固井的固體產(chǎn)品。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于石油勘探鉆完井和固井作業(yè)中，也可單獨(dú)作為試油工作液使用，由于在本發(fā)明的納米加重劑中，表面活性劑和分散劑、穩(wěn)定劑、激發(fā)劑不僅對加重材料表面進(jìn)行了化學(xué)改性，加重劑粒子表面形成雙電層，顆粒之間的靜電斥力增加，顆粒沉降趨勢大大減弱，顆粒在溶液中形成膠體，在靜電斥力和布朗運(yùn)動(dòng)雙重作用下，形成一個(gè)動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定體系。因此，非常適合在高溫、高壓、高鹽等惡劣環(huán)境中使用，本發(fā)明的油田納米加重劑的優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明加重劑粒徑可達(dá)納米級(jí)(物料中產(chǎn)品的顆粒粒徑D50小于1微米)，比普通加重劑粒徑小100多倍；

2、本發(fā)明加重劑具有良好的懸浮穩(wěn)定性，避免了普通加重劑的沉淀問題；