CN101798499B - 一种钻井用强抑制防塌泡沫液 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钻井用泡沫液,特别涉及一种钻井用强抑制防塌泡沫液,其特征是:它是由以下组分及其重量份组成:稳泡剂0.09-0.11份、发泡剂0.36-0.44份、防塌剂2.34-2.86份、降滤失剂2.7-3.3份、水94.51-93.29份。在气体钻井遇到地层出水等复杂情况时,使用本发明泡沫液可有效提高携岩携水能力,并同时保护上部井壁稳定。实验室研究证明该泡沫液发泡能力强,发泡量≥500%,半衰期适中,易于控制,有利于钻井工程施工。
Description
技术领域
本发明属于钻井用泡沫液,特别涉及一种钻井用强抑制防塌泡沫液。
背景技术
目前在欠平衡钻井过程中,当地层出水量较大时可采取泡沫钻井方式。泡沫钻井是利用泡沫携水携岩能力强的特点。但普通泡沫在钻井过程中不能有效保护井壁,易引起井壁失稳,对于上部泥岩地层,在井壁受力不均的情况下,遇到泡沫可能因水化而造成垮塌,为此需要提供一种强抑制防塌泡沫液来有效的保护井壁。
发明内容
本发明的目的是提供一种钻井用强抑制防塌泡沫液,该泡沫液具有很强的抑制性,一次岩屑回收率≥90%,在携水携岩性良好的同时,又能有效保护上部地层,实现安全快速钻进,它具有起泡量大,稳泡时间适中,易于控制,防塌抑制性强,失水量小,工艺简单的特点。
本发明的技术方案是:提供一种钻井用强抑制防塌泡沫液,其特征是:它是由以下组分及其重量份组成:稳泡剂0.09-0.11份、发泡剂0.36-0.44份、防塌剂2.34-2.86份、降滤失剂2.7-3.3份、水94.51-93.29份,所述的稳泡剂0.09-0.11份具体由分子式是[C6H7O2(OH)2CH2COONa]n其中n=500万-700万的高粘羧甲基纤维素0.045-0.055份和分子式是(C35H49O29)n 其中n=150万-200万的黄原胶0.045-0.055份组成;所述的发泡剂0.36-0.44份具体由十二烷基硫酸钠K-12 0.135-0.165份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES 0.135-0.165份、聚乙二醇辛基苯基醚OP-10 0.045-0.055份、商品名称为发泡剂SW-1的表面活性剂0.045-0.055份组成;所述防塌剂2.34-2.86份具体由商品名称为防塌剂CSJ-1的次生有机阳离子形成剂0.27-0.33份、商品名称为泥页岩抑制剂阳离子Ⅰ的泥页岩抑制剂0.27-0.33份、氯化钾 KCL 1.8-2.2份组成;所述的降滤失剂2.7-3.3份具体由羧甲基淀粉1.8-2.2份和1250目碳酸钙0.9-1.1份组成;其中,商品名称为发泡剂SW-1的表面活性剂、商品名称为防塌剂CSJ-1的次生有机阳离子形成剂、商品名称为泥页岩抑制剂阳离子Ⅰ的泥页岩抑制剂的三种试剂市场均有售。
所述的一种钻井用强抑制防塌泡沫液最佳重量份是由以下组分组成:稳泡剂0.1份、发泡剂0.4份、防塌剂2.6份、降滤失剂3份、水93.9份,所述的稳泡剂0.1份具体由分子式是[C6H7O2(OH)2CH2COONa]n其中n=600万的高粘羧甲基纤维素0.05份和分子式是(C35H49O29)n 其中n=160万的黄原胶0.05份组成;所述的发泡剂0.4份具体由十二烷基硫酸钠K-12 0.15份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES 0.15份、聚乙二醇辛基苯基醚OP-10 0.05份、商品名称为发泡剂SW-1的表面活性剂0.05份组成;所述防塌剂2.6份具体由商品名称为防塌剂CSJ-1的次生有机阳离子形成剂0.3份、商品名称为泥页岩抑制剂阳离子Ⅰ的泥页岩抑制剂0.3份、氯化钾 KCL 2份组成;所述的降滤失剂3份具体由羧甲基淀粉2份和1250目碳酸钙1份组成;其中,商品名称为发泡剂SW-1的表面活性剂、商品名称为防塌剂CSJ-1的次生有机阳离子形成剂、商品名称为泥页岩抑制剂阳离子Ⅰ的泥页岩抑制剂的三种试剂市场均有售。
所述的商品名称为发泡剂SW-1的表面活性剂、商品名称为防塌剂CSJ-1的次生有机阳离子形成剂、商品名称为泥页岩抑制剂阳离子Ⅰ的泥页岩抑制剂的三种试剂均购于西安长庆科技有限责任公司。
其中商品名称为发泡剂SW-1的表面活性剂主要成分是十二烷基甜菜碱,它的化学名是十二烷基二甲基胺乙内酯,它的属性是两性离子表面活性剂;商品名称为防塌剂CSJ-1的次生有机阳离子形成剂主要成分为硝基腐植酸钾,三羧甲基酚;商品名称为泥页岩抑制剂阳离子Ⅰ的泥页岩抑制剂是以丙烯酸、聚季胺为主剂,由引发剂聚合而成。
本发明的特点是:这种泡沫液的携水机理与其它泡沫液相同,即把泡沫液注入高速气流生成泡沫,到井底后与地层水混合并转化为泡沫液,形成三相流,通过环空返出。这样大大增强了气体携水能力,并能有效清洗钻头避免泥包。突出特点在于其强抑制防塌性能,无机盐类防塌剂中和井壁岩石所带负电荷使其变为电中性,防止其水化膨胀,并能在井壁表面形成泥饼,阻止流体的浸入,并能起到润滑作用。试验结果表明该泡沫的一次回收率≥90%,二次回收率≥80%,回收所得岩屑颗粒不分散;发泡剂与稳泡剂复配合理,发泡量≥500%,在同类泡沫液中发泡效果突出。所用材料均为日化、石油行业常用产品,来源广泛。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明,但不作为对本发明的限定。
实施例1:
一种钻井用强抑制防塌泡沫液由以下组方配制:
稳泡剂0.1千克具体是:分子式是[C6H7O2(OH)2CH2COONa]n其中n=600万的高粘羧甲基纤维素为0.05千克和分子式是(C35H49O29)n 其中n=160万的黄原胶XCD 为0.05千克;
发泡剂0.4千克具体是:十二烷基硫酸钠K-12为0.15千克、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES为0.15千克、聚乙二醇辛基苯基醚OP-10 为0.05千克、商品名称为发泡剂SW-1的表面活性剂为0.05千克;
防塌剂2.6千克具体是:商品名称为防塌剂CSJ-1的次生有机阳离子形成剂为0.3千克、商品名称为泥页岩抑制剂阳离子Ⅰ的泥页岩抑制剂为0.3千克、氯化钾 KCL为2千克;
降滤失剂3千克具体是:羧甲基淀粉2千克和1250目碳酸钙为1千克;
制备工艺:按比例把稳泡剂0.1千克、防塌剂2.6千克、降滤失剂3千克依次加入93.9千克水中,高速搅拌,放置24小时使高聚物充分水化,最后加入发泡剂0.4千克搅拌均匀即可。
以该组方的重量份制成的泡沫液为最佳。
实施例2:
一种钻井用强抑制防塌泡沫液由以下组方配制:
稳泡剂0.09千克具体是:分子式是[C6H7O2(OH)2CH2COONa]n其中n=500万的高粘羧甲基纤维素为0.045千克和分子式是(C35H49O29)n 其中n=150万的黄原胶为0.045千克;
发泡剂0.36千克具体是:十二烷基硫酸钠K-12 为0.135千克、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES为0.135千克、聚乙二醇辛基苯基醚OP-10为0.045千克、商品名称为发泡剂SW-1的表面活性剂为0.045千克;
防塌剂2.34千克具体是:商品名称为防塌剂CSJ-1的次生有机阳离子形成剂为0.27千克、商品名称为泥页岩抑制剂阳离子Ⅰ的泥页岩抑制剂为0.27千克、氯化钾 KCL为1.8千克;
降滤失剂2.7千克具体是:羧甲基淀粉1.8千克和1250目碳酸钙为0.9千克;
制备工艺:按比例把稳泡剂0.09千克、防塌剂2.34千克、降滤失剂2.7千克依次加入94.51千克水中,高速搅拌,放置24小时使高聚物充分水化,最后加入发泡剂0.36千克搅拌均匀即可。
实施例3:
一种钻井用强抑制防塌泡沫液由以下组方配制:
稳泡剂0.11千克具体是:分子式是[C6H7O2(OH)2CH2COONa]n其中n=700万的高粘羧甲基纤维素为0.055千克和分子式是(C35H49O29)n 其中n=200万的黄原胶XCD 为0.055千克;
发泡剂0.44千克具体是:十二烷基硫酸钠K-12 为0.165千克、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES为0.165千克、聚乙二醇辛基苯基醚OP-10为0.055千克、商品名称为发泡剂SW-1的表面活性剂为0.055千克;
防塌剂2.86千克具体是:商品名称为防塌剂CSJ-1的次生有机阳离子形成剂为0.33千克、商品名称为泥页岩抑制剂阳离子Ⅰ的泥页岩抑制剂为0.33千克、氯化钾 KCL为2.2千克;
降滤失剂3.3千克具体是:羧甲基淀粉2.2千克和1250目碳酸钙为1.1千克;
制备工艺:按比例把稳泡剂0.11千克、防塌剂2.86千克、降滤失剂3.3千克依次加入93.29千克水中,高速搅拌,放置24小时使高聚物充分水化,最后加入发泡剂0.44千克搅拌均匀即可。
上述实施例中的其中商品名称为发泡剂SW-1的表面活性剂主要成分是十二烷基甜菜碱,它的化学名是十二烷基二甲基胺乙内酯,它的属性是两性离子表面活性剂;商品名称为防塌剂CSJ-1的次生有机阳离子形成剂主要成分为硝基腐植酸钾,三羧甲基酚;商品名称为泥页岩抑制剂阳离子Ⅰ的泥页岩抑制剂是以丙烯酸、聚季胺为主剂,由引发剂聚合而成。商品名称为发泡剂SW-1的表面活性剂、商品名称为防塌剂CSJ-1的次生有机阳离子形成剂、商品名称为泥页岩抑制剂阳离子Ⅰ的泥页岩抑制剂的三种试剂均购于西安长庆科技有限责任公司,地址:陕西省西安市泾河工业园,邮编:710018,该公司对外公开销售;同时它们除在上述公司可以够得外,还可以从其它公司购得。
所述的泡沫液性能见下表。
表1 强抑制防塌泡沫液性能
注: FV: 漏斗粘度; PV: 塑性粘度; YP: 动切力; API FL: 滤失量
经过室内试验的调整和证明,采用本发明提供的配方制成的泡沫液具有良好的起泡性能,适中的可控稳泡时间,较强的防塌抑制性和较好的抗温、抗盐和抗油性能。这些性能能够很好的达到泡沫钻井施工的要求。因此,本发明提供的配方制成的泡沫液能较好解决空气钻井井下出水复杂,对于气体钻井的安全高效有很大的作用。
当发泡剂加量偏小时会降低泡沫液的发泡效果,发泡率达不到要求,防塌剂加量偏小时,岩屑的回收率降低,不利于井壁稳定,稳泡剂加量偏小时,泡沫的半衰期减短,不利于泡沫钻进,稳泡剂加量偏大时,泡沫液发泡困难,黏度大,不利于泡沫钻进。
Claims (2)
1.一种钻井用强抑制防塌泡沫液,其特征是:它是由以下组分及其重量份组成:稳泡剂0.09-0.11份、发泡剂0.36-0.44份、防塌剂2.34-2.86份、降滤失剂2.7-3.3份、水94.51-93.29份,所述的稳泡剂0.09-0.11份具体由分子式是[C6H7O2(OH)2CH2COONa]n其中n=500万-700万的高粘羧甲基纤维素0.045-0.055份和分子式是(C35H49O29)n 其中n=150万-200万的黄原胶0.045-0.055份组成;所述的发泡剂0.36-0.44份具体由十二烷基硫酸钠K-12 0.135-0.165份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES 0.135-0.165份、聚乙二醇辛基苯基醚OP-10 0.045-0.055份、商品名称为发泡剂SW-1的表面活性剂0.045-0.055份组成;所述防塌剂2.34-2.86份具体由商品名称为防塌剂CSJ-1的次生有机阳离子形成剂0.27-0.33份、商品名称为泥页岩抑制剂阳离子Ⅰ的泥页岩抑制剂0.27-0.33份、氯化钾 KCl 1.8-2.2份组成;所述的降滤失剂2.7-3.3份具体由羧甲基淀粉1.8-2.2份和1250目碳酸钙0.9-1.1份组成;其中,所述的商品名称为发泡剂SW-1的表面活性剂、商品名称为防塌剂CSJ-1的次生有机阳离子形成剂、商品名称为泥页岩抑制剂阳离子Ⅰ的泥页岩抑制剂的三种试剂均购于西安长庆科技有限责任公司。
2.根据权利要求1所述的一种钻井用强抑制防塌泡沫液,其特征是: 它是由以下组分及其重量份组成:稳泡剂0.1份、发泡剂0.4份、防塌剂2.6份、降滤失剂3份、水93.9份,所述的稳泡剂0.1份具体由分子式是[C6H7O2(OH)2CH2COONa]n其中n=600万的高粘羧甲基纤维素0.05份和分子式是(C35H49O29)n 其中n=160万的黄原胶0.05份组成;所述的发泡剂0.4份具体由十二烷基硫酸钠K-12 0.15份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES 0.15份、聚乙二醇辛基苯基醚OP-10 0.05份、商品名称为发泡剂SW-1的表面活性剂0.05份组成;所述防塌剂2.6份具体由商品名称为防塌剂CSJ-1的次生有机阳离子形成剂0.3份、商品名称为泥页岩抑制剂阳离子Ⅰ的泥页岩抑制剂0.3份、氯化钾KCl 2份组成;所述的降滤失剂3份具体由羧甲基淀粉2份和1250目碳酸钙1份组成;其中,所述的商品名称为发泡剂SW-1的表面活性剂、商品名称为防塌剂CSJ-1的次生有机阳离子形成剂、商品名称为泥页岩抑制剂阳离子Ⅰ的泥页岩抑制剂的三种试剂均购于西安长庆科技有限责任公司。
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