技术领域
本发明涉及油田开发中一种用在钻完井液添加剂中的配方,特别 涉及一种液体聚合物微球及其合成方法,可以封堵地层微裂缝,防止 钻井液漏失的聪明活性微球粒,也可用在堵水调剖中。
技术背景
钻井的主要任务和直接目的是将储层与地面建立一个良好的油 气连通通道,但在钻开油气储层时,钻井过程本身会打破油气藏原有 的平衡状态,造成不可避免的伤害,归纳起来,造成损害的主要原因 有:首先,液相和固相的侵入,钻井液中的固相,如配浆土、钻屑、 处理剂不溶物,在钻井正压差驱动下进入储层,堵塞油气流动通道; 钻井液中的液相渗入储层孔隙,造成水敏、水锁或润湿反转损害。其 次,压力和温度的变化,会打破储层原有的平衡,可能引起结垢损害 和贾敏损害或多相流效应。最终结果导致油气井产能下降和采收率降 低。这不仅不利于发现油气显示,也不利于提高油气井产量、提高油 气采收率。为此,在钻开生产层时,必须采取防止油气储层伤害的钻 井技术。
由于钻井液是接触油气储层的第一种入井工作液,钻井液性能的 好坏、尤其是与油气储层的配伍性,直接影响油气井的产能。人们发 现,一些油藏在钻完井后,产量并不像预期那么高,显然,这是由于 钻完井过程中,油层被工作液污染,裂缝被深度堵塞,从而使流动阻 力增加造成的,防止油气储层损害的关键是保护油气层的钻井液技 术,因此,对储层起保护作用的钻井液封堵材料性质的研究具有重要 的意义。
目前实际生产中常用的技术措施是加入多种封堵材料,协同作用 提高滤失造壁性,减少钻井液液相和固相侵入油气层,达到保护储层 的目的,现有油气层保护剂种类繁多,作用机理各不相同,适用范围 也不同,但都有局限性,主要表现在抗温抗盐性差,影响钻井液性能, 封堵合成的液体聚合物微球粒径均匀,膨胀效果好。有限,作用单一, 对环境有危害等。
发明内容
为了克服上述技术的缺陷,本发明的目的在于提供一种能够添加 在钻井液中、提高钻井液的性能、保护环境,也可用在堵水调剖中的 一种液体聚合物微球及其合成方法,可广泛用于各种钻井液,与钻井 液—阴离子,非离子,阳离子等自由匹配;微球粒径为50-500um; 自动筛选进入地层裂缝,遇水膨胀,遇油收缩;在制备过程中加入活 性剂,使其还具有消水锁功效,活性剂能在油水界面吸附,可有效降 低油水界面张力,使分散的油聚集成油带,并不断扩大,从而提高注 入流体的洗油效率,有驱油功效;抗剪切能力好,不易发生变形,封 堵能力好;配制简单,操作方便,可实现在线注入。
为了达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种液体聚合物微球,其原料组分按100份的质量份数包括: AM15-20份,改性淀粉15-20份,APG2-4份,其余为水;
所述的AM为丙烯酰胺;
所述的改性淀粉为磺化淀粉。
所述的APG为烷基葡萄糖苷。
一种液体聚合物微球的合成方法:
步骤一、取改性淀粉15-20份用水充分溶解后,加入AM15-20 份、APG2-4份充分溶解,制成反应液,
步骤二、用引发剂与水按体积比为0.3%-0.5%配制成引发剂溶 液,引发剂为N,N-二甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵按质量比1:1配成,
步骤三、分2-5次将引发剂溶液加入到反应液中,使引发剂在反 应液中的质量分数为0.3%-1%,在50℃下反应3-5h后离心分离,取 下层交联聚合物,用饱和盐水清洗后干燥,得到微棕色胶块;
步骤四、得到的胶块继续在饱和盐水中浸泡,把胶块破碎成可以 放入粉碎机中的小块,按照所需微球的直径,用LG-160型连续投料 粉碎机把胶体磨成粉末,粉碎同时加入饱和盐水,饱和盐水和粉末的 质量比例为1.5:1,最终得到一种液体聚合物微球。
本发明的作用机理是:
本发明随着钻井液进入地层自动在裂缝漏失处形成颗粒封堵,遇 水膨胀,遇油收缩。含有高性能活性成分,其中活性分子为一种中性 润湿剂(根据岩性选择的一种特种生物表面活性剂),在裂缝中的聪 明球遇水自动释放活性分子,将岩石表面转化为中等润湿,润湿角θ 为90°,使毛细管阻力接近于0,可有效消除水锁效应、气锁效应或 贾敏效应损害,最大限度地降低油流阻力。
本发明具有以下突出优点:
1)膨胀能力好,聪明球在遇水48h后,膨胀倍数可达14倍。
2)封堵裂缝能力好,能达到14MPa,形成的封堵层强度高。
3)稳定性好,该微粒在高温(可达160℃)、高矿化度(不受限制) 的条件下具有优良的膨胀能力、封堵性能。
4)在出现漏失裂缝时,聪明球遇水自动在裂缝漏失处形成封堵。
5)填充在裂缝中的球,遇水后还会自动释放活性分子,可有效消除 水锁效应、气锁效应或贾敏效应损害,最大限度地降低油流阻力。
6)该聪明球能够遇油收缩,完井试油时可以自行返排解堵。
7)该聪明球低成本、无毒无污染、可生物降解。
具体实施方式
实施例一
一种液体聚合物微球,其组分按质量份数包括:AM占15份, 改性淀粉占15份,APG占2份,水68份。
所述的AM为丙烯酰胺。
所述的改性淀粉为磺化淀粉。
所述的APG为烷基葡萄糖苷。
一种液体聚合物微球的合成方法:
步骤一、取改性淀粉15份用水充分溶解后,加入AM15份,APG 2份充分溶解,制成反应液,
步骤二、用引发剂与水按体积比为0.3%配制成引发剂溶液,引 发剂为N,N-二甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵按质量比1:1配成,
步骤三、分3次将引发剂溶液加入到反应液中,使引发剂在反应 液中的质量分数为0.3%,在50℃下反应5h后离心分离,取下层交联 聚合物,用饱和盐水清洗后干燥,得到微棕色胶块;
步骤四、得到的胶块继续在饱和盐水中浸泡,把胶块破碎成可以 放入粉碎机中的小块,按照所需微球的直径,用LG-160型连续投料 粉碎机把胶体磨成粉末,粉碎同时加入饱和盐水,饱和盐水和粉末的 质量比例为1.5:1,最终得到一种液体聚合物微球。
合成的液体聚合物微球粒径均匀,膨胀效果好。
实施例二
一种液体聚合物微球,其组分按质量份数包括:AM占20份, 改性淀粉占15份,APG占2份,水63份。
所述的AM为丙烯酰胺。
所述的改性淀粉为磺化淀粉。
所述的APG为烷基葡萄糖苷。
一种液体聚合物微球的合成方法:
步骤一、取改性淀粉15份用水充分溶解后,加入AM20份,APG 2份充分溶解,制成反应液,
步骤二、用引发剂与水按体积比为0.3%配制成引发剂溶液,引 发剂为N,N-二甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵按质量比1:1配成,
步骤三、分2次将引发剂溶液加入到反应液中,使引发剂在反应 液中的质量分数为0.3%,在50℃下反应5h后离心分离,取下层交联 聚合物,用饱和盐水清洗后干燥,得到微棕色胶块;
步骤四、得到的胶块继续在饱和盐水中浸泡,把胶块破碎成可以 放入粉碎机中的小块,按照所需微球的直径,用LG-160型连续投料 粉碎机把胶体磨成粉末,粉碎同时加入饱和盐水,饱和盐水和粉末的 质量比例为1.5:1,最终得到一种液体聚合物微球。
合成的液体聚合物微球粒径均匀,膨胀效果好。
实施例三
一种液体聚合物微球,其组分按质量份数包括:AM占15份, 改性淀粉占20份,APG占2份,水63份。
所述的AM为丙烯酰胺。
所述的改性淀粉为磺化淀粉。
所述的APG为烷基葡萄糖苷。
一种液体聚合物微球的合成方法:
步骤一、取改性淀粉20份用水充分溶解后,加入AM15份,APG 2份充分溶解,制成反应液,
步骤二、用引发剂与水按体积比为0.3%配制成引发剂溶液,引 发剂为N,N-二甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵按质量比1:1配成,
步骤三、分5次将引发剂溶液加入到反应液中,使引发剂在反应 液中的质量分数为0.5%,在50℃下反应3h后离心分离,取下层交联 聚合物,用饱和盐水清洗后干燥,得到微棕色胶块;
步骤四、得到的胶块继续在饱和盐水中浸泡,把胶块破碎成可以 放入粉碎机中的小块,按照所需微球的直径,用LG-160型连续投料 粉碎机把胶体磨成粉末,粉碎同时加入饱和盐水,饱和盐水和粉末的 质量比例为1.5:1,最终得到一种液体聚合物微球。
合成的液体聚合物微球粒径均匀,膨胀效果好。
实施例四
一种液体聚合物微球,其组分按质量份数包括:AM占20份, 改性淀粉占20份,APG占2份,水58份。
所述的AM为丙烯酰胺。
所述的改性淀粉为磺化淀粉。
所述的APG为烷基葡萄糖苷。
一种液体聚合物微球的合成方法:
步骤一、取改性淀粉20份用水充分溶解后,加入AM20份,APG 2份充分溶解,制成反应液,
步骤二、用引发剂与水按体积比为0.4%配制成引发剂溶液,引 发剂为N,N-二甲基双丙烯酰胺和过硫酸铵按质量比1:1配成,
步骤三、分5次将引发剂溶液加入到反应液中,使引发剂在反应 液中的质量分数为0.5%,在50℃下反应4h后离心分离,取下层交联 聚合物,用饱和盐水清洗后干燥,得到微棕色胶块,
步骤四、得到的胶块继续在饱和盐水中浸泡,把胶块破碎成可以 放入粉碎机中的小块,按照所需微球的直径,用LG-160型连续投料 粉碎机把胶体磨成粉末,粉碎同时加入饱和盐水,饱和盐水和粉末的 质量比例为1.5:1,最终得到一种液体聚合物微球。
合成的液体聚合物微球粒径均匀,膨胀效果好。