一种有利于高温高压井裸眼井壁稳定的封闭液体系.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201510509960.5

申请日:

20150819

公开号:

CN105062436A

公开日:

20151118

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:

IPC分类号:

C09K8/24,C09K8/20

主分类号:

C09K8/24,C09K8/20

申请人:

中国海洋石油总公司,中海石油(中国)有限公司湛江分公司

发明人:

谢玉洪,董星亮,李中,李炎军,吴江,黄熠,段泽辉,童传新,陈浩东,王巍,张万栋,张超,杨仲涵,曾春珉,黄亮

地址:

100000 北京市朝阳区朝阳门北大街25号中国海油大厦

优先权:

CN201510509960A

专利代理机构:

广州市南锋专利事务所有限公司

代理人:

李慧

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内容摘要

本发明公开了一种有利于高温高压井裸眼井壁稳定的封闭液体系,该封闭液体系由如下组分制备:淡水100份、钠基膨润土10~20份、氯化钾2~4份、烧碱5~7份、低黏度聚阴离子纤维素2~4份、抗高温降滤失剂2~6份、有机树脂10~20份、稀释剂6~8份、磺化褐煤7~9份、磺化沥青30~40份、氧化钙2~4份,重晶石1~300份。本发明封闭液体系具有较好的流变性、低滤失性和井壁稳定性,可解决高温高压钻井过程中电测作业期间裸眼段长时间裸露在井浆中,井壁容易形成虚厚泥饼导致电测时电测工具遇阻的问题,该封闭液适用于150~220℃的高温高压井,长期稳定性可达3天,对井深没有特别要求,适应性佳。

权利要求书

1.一种有利于高温高压井裸眼井壁稳定的封闭液体系,其特征在于:该封闭液体系由以下质量配比的组分组成:淡水100份、钠基膨润土10~20份、氯化钾2~4份、烧碱5~7份、低黏度聚阴离子纤维素2~4份、抗高温降滤失剂2~6份、有机树脂10~20份、稀释剂6~8份、磺化褐煤7~9份、磺化沥青30~40份、氧化钙2~4份,重晶石1~300份。 2.根据权利要求1所述的封闭液体系,其特征在于:该封闭液体系由以下质量配比的组分组成:淡水100份、钠基膨润土10~15份、氯化钾3份、烧碱5~7份、低黏度聚阴离子纤维素2~4份、抗高温降滤失剂2~6份、有机树脂10~15份、稀释剂7份、磺化褐煤8份、磺化沥青30~40份、氧化钙2~3份,重晶石1~300份。 3.根据权利要求1所述的封闭液体系,其特征在于:该封闭液体系由以下质量配比的组分组成:淡水100份、钠基膨润土15份、氯化钾3份、烧碱6份、低黏度聚阴离子纤维素4份、抗高温降滤失剂6份、有机树脂15份、稀释剂7份、磺化褐煤8份、磺化沥青35份、氧化钙3份,重晶石300份,制备时,将上述各组分在常温常压下高速搅拌50~70min,用重晶石将以上体系的密度加重至2.0g/cm。 4.根据权利要求1或2或3所述的封闭液体系,其特征在于:所述磺化褐煤为含钾磺化褐煤,其抗温能力≥180℃。 5.根据权利要求1或2或3所述的封闭液体系,其特征在于:所述低黏度聚阴离子纤维素取代度为0.85~1.4,其抗温能力≥160℃。 6.根据权利要求1或2或3所述的封闭液体系,其特征在于:所述抗高温降滤失剂为磺甲基酚醛树脂或磺化木素或树脂类降滤失剂产品中的一种,抗温能力≥190℃。 7.根据权利要求1或2或3所述的封闭液体系,其特征在于:所述有机树脂为腐植酸树脂或乙烯酰胺/乙烯基磺酸盐共聚物或丙烯酰胺/乙烯基磺酸盐共聚物,其抗温能力≥180℃。 8.根据权利要求1或2或3所述的封闭液体系,其特征在于:所述稀释剂为磺甲基化单宁或褐煤衍生物或腐植酸铁铬或硝基腐植酸钾。 9.根据权利要求3所述的封闭液体系,其特征在于:所述搅拌时间为60min。 10.根据权利要求1或2或3所述的封闭液体系,其特征在于:所述封闭液体系在电测作业现场配置时的配置量为裸眼体积的300%。

说明书

技术领域

本发明涉及一种封闭液体系,具体是一种高温高压封闭液体系,属于油田钻井技术领域。

背景技术

封闭液是海上探井起钻过程中为减少起钻后裸眼情况下对井眼的损害而采取的一种措施。一般封闭液用高粘、高切力性能的钻井液,同时密度比正常需要的钻井液密度稍大。在钻柱内有一定的密度较大的封闭液,可以使钻柱内钻井液压力大于环空压力,起钻过程中减少钻井液从钻柱中喷出的可能。

海上高温高压探井时,为满足取资料的要求,常要进行多趟电测作业,如大满贯作业、电阻率成像、阵列声波、核磁共振、测压取样等,每趟电测作业需耗时6至10小时,这就要求裸眼在钻井液中暴露40至50小时。由于海上钻井作业费用高昂,为提高作业时效,根据电测作业情况,一般中途通井一次或不通井,因此经常需要在裸眼长时间裸露于钻井液的情况下进行电测作业。在作业过程中,由于目的层段温度高、压力高,就需要使用高密度的钻井液;钻井液通常使用重晶石进行加重,固相含量高,易引起钻井液形成虚厚泥饼。若裸眼段长时间静止,井壁泥饼会增厚或虚厚。目的层通常以?212.725mm井眼或更小尺寸的井眼完钻,若泥饼虚厚则易引起电测工具遇阻、遇卡等复杂情况的发生,导致取资料失败,影响作业时效,浪费大量人力物力。

南海西部地区莺歌海盆地、琼东南盆地地层具有温度高、压力高的特点,所钻地层最高地层温度达240℃,使用最高钻井液密度达2.4g/cm3,高温高压井段电测期间,裸眼段长时间静止会出现井壁泥饼虚厚、井壁失稳等问题。据统计,南海西部地区曾发生多起电测工具遇卡的情况,导致电测作业无法顺利进行,从而被迫采用穿心打捞甚至是爆炸松扣的方式处理,增加了延长了作业时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合长时间电测作业的有利于高温高压井裸眼井壁稳定的封闭液体系,该封闭液体系可以解决在高温高压井段电测期间,裸眼段长时间裸露在井浆中而引起的井壁泥饼虚厚、井壁失稳等问题,使得电测作业顺利进行,提高工作稳定性、安全性和工作效率。

本发明的技术方案如下:一种有利于高温高压井裸眼井壁稳定的封闭液体系,该封闭液体系由如下组分组成:淡水100份、低黏度聚阴离子纤维素2~4份、抗高温降滤失剂2~6份、有机树脂10~20份、稀释剂6~8份、磺化褐煤7~9份、磺化沥青30~40份、氧化钙2~4份、重晶石1~300份。

优选的,所述封闭液体系由以下质量配比的组分组成:淡水100份、钠基膨润土1~5份、氯化钾3份、烧碱5~7份、低黏度聚阴离子纤维素2~4份、抗高温降滤失剂2~6份、有机树脂10~15份、稀释剂7份、磺化褐煤8份、磺化沥青30~40份、氧化钙2~3份、重晶石1~300份。

进一步优选的,所述封闭液体系由以下质量配比的组分组成淡水100份、钠基膨润土5份、氯化钾3份、烧碱6份、低黏度聚阴离子纤维素4份、抗高温降滤失剂6份、有机树脂15份、稀释剂7份、磺化褐煤8份、磺化沥青35份、氧化钙3份、重晶石1~300份;制备时,将上述各组分在常温常压下高速搅拌50~70min,用重晶石将以上体系的密度加重至2.0g/cm3。

本发明技术方案中,所述磺化褐煤为含钾磺化褐煤,优选抗温能力达180℃以上的磺化褐煤。

本发明技术方案中,所述低黏度聚阴离子纤维素取代度为0.85~1.4,优选抗温能力达160℃以上的低黏度聚阴离子纤维素。

本发明技术方案中,所述抗高温降滤失剂为磺甲基酚醛树脂或磺化木素或树脂类降滤失剂产品中的一种,优选抗温能力达190℃以上的磺甲基酚醛树脂。

本发明技术方案中,所述有机树脂为腐植酸树脂或乙烯酰胺/乙烯磺酸盐共聚物或丙烯酰胺/乙烯基磺酸盐共聚物,优选抗温能力达180℃以上的有机树脂。

本发明技术方案中,所述稀释剂为磺甲基化单宁或褐煤衍生物或腐植酸铁铬或硝基腐植酸钾,还可以选择采用易溶于水的低聚合物降粘剂。

本发明技术方案中,钠基膨润土可以选用天然钠基膨润土或钙基膨润土或钠化改性膨润土;磺化沥青为水基钻井液防塌剂,可以改善泥饼质量,降低高温高压滤失量,提高钻井液润滑性;氧化钙主要是作为碱性调节剂;重晶石为硫酸钡,密度大于4.2g/cm3,调节体系密度;低黏度聚阴离子纤维素作为水基钻井液降失水剂及包被剂,不增粘;所述稀释剂可以是钻井液配制常用稀释剂,其在体系中主要用于调节水基钻井液的流变性。

本发明的封闭液在制备时,直接将各组分混合,在常温常压下高速搅拌50~70min即可。优选的搅拌时间为60min。

在现场操作时,膨润土浆的预水化时间大于4小时,封闭液体系现场配浆的体积宜按裸眼体积的300%配制,以满足垫2次裸眼(电测中途通井)的需要,配置的封闭液需在钻至设计深度前配好并检测性能,然后保持用混合泵循环直到打入井。

本发明封闭液体系,由钻井液体系转变,具有较好的流变性、低滤失性和井壁稳定性,所形成泥饼厚度较薄,可解决高温高压钻井过程中电测作业期间裸眼段长时间裸露在井浆中,井壁形成泥饼过厚,易引起电测工具遇阻、遇卡的问题;该封闭液适用于150~220℃的高温高压井,长期稳定性可以达3天,且对井深没有特别要求,适应性佳。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明,这些实施例仅用来说明本发明,并不限制本发明的范围。

实施例1由以下质量配比的组分制备本发明的封闭液体系:该封闭液体系由以下质量配比的组分组成:淡水100份、钠基膨润土12份、氯化钾3份、烧碱6份、取代度为0.9的低黏度聚阴离子纤维素4份、磺甲基酚醛树脂6份、腐植酸树脂15份、稀释剂磺甲基化单宁7份、含钾磺化褐煤8份、磺化沥青35份、氧化钙3份,重晶石加重剂(硫酸钡)295份,制备时,将上述各组分在常温常压下高速搅拌60min,用重晶石将以上体系的密度加重至2.0g/cm3。

实施例2由以下质量配比的组分制备本发明的封闭液:淡水100份、钠基膨润土20份、氯化钾2份、烧碱5份、取代度为1的低黏度聚阴离子纤维素2份、磺甲基酚醛树脂2份、腐植酸树脂10份、稀释剂褐煤衍生物腐植酸铁铬6份、磺化褐煤9份、磺化沥青30份、氧化钙2份,重晶石加重剂(硫酸钡)300份,制备时,将上述各组分在常温常压下高速搅拌70min,用重晶石将以上体系的密度加重至2.2g/cm3。

实施例3由以下质量配比的组分制备本发明的封闭液:淡水100份、钙钠基膨润土10份、氯化钾4份、烧碱6份、取代度为1.2的低黏度聚阴离子纤维素4份、磺甲基酚醛树脂3份、腐植酸树脂20份、稀释剂硝基腐植酸钾7份、磺化褐煤7份、磺化沥青32份、氧化钙4份,重晶石加重剂(硫酸钡)260份,制备时,将上述各组分在常温常压下高速搅拌50min,用重晶石将以上体系的密度加重至1.9g/cm3。

实施例4由以下质量配比的组分制备本发明的封闭液:淡水100份、钠基膨润土15份、氯化钾3份、烧碱7份、取代度为0.85的低黏度聚阴离子纤维素4份、磺甲基酚醛树脂4份、腐植酸树脂10份、稀释剂磺甲基化单宁6份、含钾磺化褐煤7份、磺化沥青40份、氧化钙2份,重晶石加重剂(硫酸钡)280份,制备时,将上述各组分在常温常压下高速搅拌65min,用重晶石将以上体系的密度加重至2.1g/cm3。

实施例5由以下质量配比的组分制备本发明的封闭液:淡水100份、钠化改性膨润土18份、氯化钾2份、烧碱5份、取代度为1.4的低黏度聚阴离子纤维素3份、磺甲基酚醛树脂3份、腐植酸树脂12份、稀释剂褐煤衍生物腐植酸铁铬8份、含钾磺化褐煤9份、磺化沥青35份、氧化钙2份,重晶石加重剂(硫酸钡)290份,制备时,将上述各组分在常温常压下高速搅拌55min,用重晶石将以上体系的密度加重至2.0g/cm3。

实施例1~5中膨润土采用的是广西产天然钠质膨润土;低黏纤维素为国内某化工有限公司生产,采用溶媒-多元弱极性溶剂工艺生产,产品取代度和取代均匀度达0.85~1.4;抗高温降滤失剂为康菲菲利普斯化工公司生产;有机树脂为康菲-菲利普斯化工公司生产;稀释剂为康菲-菲利普斯化工公司生产;含钾磺化褐煤为国内某化工公司生产;磺化沥青为康菲-菲利普斯化工公司生产,有钾的来源,大约150mg/l钾每0.43g/cm3,可直接从钻井液漏斗上加入,在含盐量高的系统,最好先配成胶液再加到钻井液中;重晶石为贵州省生产。

本发明不局限于上述最佳实施方式,任何人应该得知在本发明的启示下做出的配方变化,凡是与本发明具有相同或相近的技术方案,均落入本发明的保护范围内。

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本发明公开了一种有利于高温高压井裸眼井壁稳定的封闭液体系,该封闭液体系由如下组分制备:淡水100份、钠基膨润土1020份、氯化钾24份、烧碱57份、低黏度聚阴离子纤维素24份、抗高温降滤失剂26份、有机树脂1020份、稀释剂68份、磺化褐煤79份、磺化沥青3040份、氧化钙24份,重晶石1300份。本发明封闭液体系具有较好的流变性、低滤失性和井壁稳定性,可解决高温高压钻井过程中电测作业期间裸眼段长。

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