CN112552885B - 一种抗超高温180℃增粘型完井液与修井液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗超高温180℃增粘型完井液与修井液，属于石油与天然气开采领域。其原料包括1wt％稳定剂、1.1wt％吸水胶粒、其余为水。在180℃下老化24h后，修井液的粘度范围为87～650mPa·s，在高温180℃下能保持粘度稳定。可满足高温油气井修井需求，并且配制简便，现场可操作性强，具有良好的应用前景。

Description

一种抗超高温180℃增粘型完井液与修井液
技术领域
本发明涉及一种抗超高温180℃增粘型完井液与修井液，属于石油与天然气开采领域。
背景技术
深层、超深层油气藏开发是未来油气生产的主力。深层高温环境对井下工作液提出了严苛挑战。在修井作业中，羧甲基纤维素(CMC)和黄原胶在提升修井液粘度方面使用较为普遍。羧甲基纤维素是水溶性纤维素醚，其溶液为中性或微碱性，具有增稠、黏结等特性，但其在高温下会迅速降解，粘度大幅度降低。黄原胶的增粘作用在提升泡沫稳定性和抗剪切稳定性等方面具有良好的效果，但其抗高温能力有限，在高温下易发生热氧化降解，并且用量大、生产成本高。因此，针对传统增粘型修井液在高温下增粘效果不理想的问题，亟待研发一种抗高温增粘型完井液与修井液，用于循环洗井、携砂。
修井液的稳定性是超高温油气井安全高效修井作业的关键因素。修井过程中地层温度过高，传统增粘型修井液不抗高温且易漏失，无法携砂返排。因此需要提升修井液相关性能，包括超高温下不降解、易循环、增粘性等基本要求。2012年，徐燕东等人研制了一种修完井液(中国专利：CN 102618225A)，该修完井液包括配制基液和添加剂，配制基液为地层水或者是地层水和地表水的混合液。其中，添加剂包括增粘剂，缓蚀剂，稳定剂。各种原料与地层配物性良好，具有抗高温120℃、高矿化度的特点，现场配制工艺简单，满足保护储层要求。
2014年，孙琳等人研究了耐温抗盐型黄原胶体系在油田开发中的应用。黄原胶分子结构特殊，用于油田开发有着明显的技术优势，它的水溶性、增粘增稠、抗盐、抗污染能力较强，同时具有较好的抗剪切稳定性和独特的流变性等优点；但其易在高温下发生热氧化降解。(孙琳，魏鹏，傅强，等.耐温抗盐型黄原胶体系在油田开发中的应用研究进展[J].应用化工，2014，43(12):2279-2284.)
2017年，陈建光等人研制了一种增粘悬浮改性剂及其应用(中国专利：CN109384884A)，该增粘悬浮改性剂包括以下组分：羟甲基淀粉，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，硫代硫酸盐。该增粘悬浮改性剂能够较好地溶解在高矿化度的卤水修井液中，显著增加卤水修井液的粘度，从而提升卤水修井液的悬浮能力，有利于修井作业的顺利进行。
2020年，Liu等人对羧甲基纤维素、纤维素纳米纤维和二氧化硅组成的纳米复合膜性能进行研究，其中羧甲基纤维素可以用作增稠剂、浮选剂；但在高温下易迅速降解。(Jianxin Liu,et al.Nanocomposites membranes from cellulose nanofibers,SiO2and carboxymethyl cellulose with improved properties.Carbohydrate Polymers[J],2020:11588.)
当前以黄原胶为代表的无固相增粘修井液体系，在超高温180℃下，老化24h后完全降解；CMC在120℃高温下保持稳定16h，但其易发生热氧化降解，限制了其用于超高温油气井修井。针对传统增粘型修井液在高温下增粘效果不理想的问题，亟需设计出一种超高温增粘型完井液与修井液，确保井下作业安全、顺利与高效。
发明内容
本发明的目的在于研制出一种抗超高温180℃增粘型完井液与修井液，用于油气井的循环携砂。
本发明提供一种技术方案：
一种抗超高温180℃增粘型完井液与修井液，原料主要包括由稳定剂、吸水胶粒构成，用清水配液。所述稳定剂为乌洛托品、酚醛树脂、聚乙烯亚胺中的至少一种。
在本发明的其他实施例中，上述稳定剂为乌洛托品、酚醛树脂、聚乙烯亚胺按一定比例用清水将其稀释。
在本发明的其他实施例中，上述原料还要包括吸水胶粒，吸水胶粒为SAP-KA01(商业品，成都利特能源技术有限公司，粒径0.8～1.5mm，吸水倍率为67.2)、SHK-220A(商业品，成都利特能源技术有限公司，粒径0.6～1.0mm，吸水倍率为152.17)中的至少一种，吸水胶粒含磺酸盐基团。
本发明实施例提供的一种抗超高温180℃增粘型完井液与修井液及其制备方法的有益效果是：
吸水胶粒在高温下部分降解可提升完井液与修井液粘度；稳定剂可以提升完井液与修井液控粘、稳粘的效果。
附图说明
图1为本发明实施例1完井液与修井液的粘度随温度变化曲线图；
图2为本发明实施例2完井液与修井液的粘度随老化时间变化曲线图；
图3为本发明实施例3完井液与修井液的粘度随胶粒浓度变化曲线图。
具体实施方式
为使发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种抗超高温180℃增粘型完井液与修井液及其制备方法进行具体说明。
一种抗超高温180℃增粘型完井液与修井液，原料主要包括稳定剂、吸水胶粒。所述稳定剂为乌洛托品、酚醛树脂、聚乙烯亚胺中的至少一种。
在本发明的其他实施例中，上述稳定剂为乌洛托品、酚醛树脂、聚乙烯亚胺按一定比例用清水将其稀释。
在本发明的其他实施例中，上述原料还包括吸水胶粒，吸水胶粒为SAP-KA01(商业品，成都利特能源技术有限公司，粒径0.8～1.5mm，吸水倍率为67.2)、SHK-220A(商业品，成都利特能源技术有限公司，粒径0.6～1.0mm，吸水倍率为152.17)中的至少一种，吸水胶粒含磺酸盐基团。
详细地，将配制一种抗超高温180℃增粘型完井液与修井液，用清水将1％稳定剂稀释，将稀释后的稳定剂加入定量清水中搅拌使其混合均匀后再加入吸水材料并搅拌使其完全吸水溶胀。以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
在500ml烧杯中按照表1数据先加入定量清水，再用定量清水将1％稳定剂按(乌洛托品、聚乙烯亚胺、酚醛树脂按1:1:1)比例稀释至20％加入到烧杯中，搅拌15～30min至完全混合均匀后再加入1.1％SKH-220A吸水胶粒，再充分搅拌使其完全吸水溶胀，将其装入高温反应器中，密封容器，放入180℃的恒温干燥箱中，静置24h，从而配制得到一种抗超高温180℃增粘型完井液与修井液。冷却后，再通过水浴加热修井液从20℃逐渐上升至90℃，每间隔10℃用六速旋转粘度计分别测试样品在600rpm(1022s-1)、300rpm(511s-1)、200rpm(340.7s-1)和100rpm(170.3s-1)下的表观粘度。实验结果见表1。
表1粘度与温度关系
Figure GDA0002926702090000031
从表1中的数据可知，在剪切速率一定时，修井液粘度随着温度的升高而逐渐降低。
实施例2
在500ml烧杯中按照表2数据先加入定量清水，再用定量清水将1％稳定剂按(聚乙烯亚胺、酚醛树脂按2:1)比例稀释至20％加入到烧杯中，搅拌15～30min至完全混合均匀后再加入1.1％SKH-220A吸水胶粒，再充分搅拌使其完全吸水溶胀。从而配制得到一种抗超高温180℃增粘型完井液与修井液。再将其装入高温反应器中在180℃下老化1～4天后，用六速旋转粘度计分别测试样品在600rpm(1022s-1)、300rpm(511s-1)、200rpm(340.7s-1)、100rpm(170.3s-1)和6rpm(10.22s-1)下的表观粘度。实验结果如下表2。
表2老化时间与粘度关系
Figure GDA0002926702090000041
从表2中的数据可知，在剪切速率一定时，修井液的粘度随着老化时间的增加而逐渐降低。
实施例3
在500ml烧杯中按照表3数据先加入定量清水，用定量清水将1％稳定剂按(酚醛树脂、乌洛托品、聚乙烯亚胺按1:2:1)比例稀释至20％加入到烧杯中，搅拌15～30min至完全混合均匀后再加入0.7％～1.1％SKH-220A吸水胶粒，再充分搅拌使其完全吸水溶胀，将其装入高温反应器中，密封容器，放入180℃的恒温干燥箱中，静置24h。从而配制得到一种抗超高温180℃增粘型完井液与修井液。在180℃，胶粒浓度为0.7％～1.1％范围下，将其老化24h后，用六速旋转粘度计分别测试样品在600rpm(1022s-1)、300rpm(511s-1)、200rpm(340.7s-1)、100rpm(170.3s-1)、6rpm(10.22s-1)和3rpm(5.11s-1)下的表观粘度。实验结果如下表3。
表3不同胶粒浓度与粘度关系
Figure GDA0002926702090000042
从表3中的数据可知，在剪切速率一定时，修井液的粘度随着胶粒浓度的增加而逐渐增加。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种抗超高温180℃增粘型完井液与修井液，由稳定剂、吸水胶粒构成，用清水配液，其特征在于，按照其质量百分比的组分为：1％稳定剂、1.1％吸水胶粒，所述稳定剂由质量比为0～2:1～2:1乌洛托品、酚醛树脂、聚乙烯亚胺组成，所述吸水胶粒为SAP-KA01和SHK-220A中的至少一种。
2.如权利要求1所述的一种抗超高温180℃增粘型完井液与修井液，其特征在于，所述稳定剂需用清水将其稀释。
3.如权利要求2所述的一种抗超高温180℃增粘型完井液与修井液，其特征在于，吸水胶粒SHK-220A加入混合溶液时易出现打结现象，胶粒无法自动吸水至完全溶胀，因此在加入时应及时搅拌使其完全吸水溶胀。
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