一種油氣層保護劑及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種油氣層保護劑及其制備方法。所述油氣層保護劑包含：瓜爾膠、有機硅酸鹽、磺化酚醛樹脂、白油、鈣鹽、烷基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯、水解聚丙烯晴胺鹽和水。所述制備方法包括(1)將水、瓜爾膠、白油、烷基酚聚氧乙烯醚和失水山梨醇脂肪酸酯加熱并混合均勻后，得到第一混合物；(2)將磺化酚醛樹脂、鈣鹽、甲基硅酸鹽和水解聚丙烯晴胺鹽添加到所述第一混合物中并攪拌，得到所述油氣層保護劑。本發明專利技術所述油氣層保護劑具有很強的抑制泥頁巖水化膨脹、分散能力，同時不影響鉆井液的流變性能，可以有效地阻止或延緩鉆井液濾液進入地層，阻止或延緩地層空隙壓力增加，起到延長井壁坍塌周期的作用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鉆井技術，尤其是涉及油氣保護劑。
技術介紹
在鉆井過程中，由于鉆井液所產生的正壓差的存在很難避免對所鉆油氣層造成傷害，為了降低油氣層損害的程度，最終實現零傷害鉆井，所以需要開展油氣層保護鉆井完井液體系的研究。目前國內外正在研究與應用的體系主要有：無侵入、正電膠(MMH)、硅酸鹽、甲基葡萄糖(MEG)、甲酸鹽、全油基、合成基鉆井完井液體系等。現有的油氣層保護技術中最常用也是很重要的一項就是屏蔽暫堵技術。但所用的暫堵劑必須與油氣層的孔喉直徑嚴格匹配，以達到架橋的目的。一方面由于準確且完整的油氣層孔徑資料不易獲得，選擇粒徑就帶有盲目性；另一方面由于油氣層的非均質性較強，油氣層的孔喉直徑分布范圍較寬，往往導致所選暫堵劑只能對某一井段達到較好的暫堵效果，因而不能有效保護整個油氣層。現有的油層保護劑存在以下問題：①陽離子乳化瀝青類的油層保護劑對鉆井液性能影響大，可變形性大，彈性及剛性差，封堵性能較差，承壓能力低；②聚合醇類的油層保護劑的封堵效果差，部分產品起泡；③無滲透或超低滲透類的油層保護劑的封堵性能雖然較好，但是增粘效果顯著，抑制性差。因此，針對現有屏蔽暫堵技術的特點，研發出一種不受油氣層的孔喉直徑影響的油氣層保護劑是十分必要的。
技術實現思路
為了解決上述的一個或者多個問題，本專利技術提供了如下技術方案。第一方面，本專利技術提供了本專利技術提供了一種油氣層保護劑，所述油氣層保護劑包含：(1)瓜爾膠；(2)有機硅酸鹽；(3)磺化酚醛樹脂；(4)白油；(5)鈣鹽；(6)烷基酚聚氧乙烯醚；(7)失水山梨醇脂肪酸酯；(8)水解聚丙烯晴胺鹽；和(9)水。第二方面，本專利技術提供了一種一種制備油氣層保護劑的方法，所述方法包括：(1)將水、瓜爾膠、白油、烷基酚聚氧乙烯醚和失水山梨醇脂肪酸酯加熱混合均勻，得到第一混合物；(2)將磺化酚醛樹脂、鈣鹽、有機硅酸鹽和水解聚丙烯晴胺鹽添加到所述第一混合物中并混合均勻，得到所述油氣層保護劑。申請人基于水基鉆井液成膜理論研制的一種新的油氣層保護劑，該產品原料采用具有高成膜效能的有機硅酸鹽聚合物。具有很強的抑制泥頁巖水化膨脹、分散能力，同時不影響鉆井液的流變性能。該產品的主要機理是通過成膜效應及尺寸分布較寬的有機硅酸粒子經吸附、擴散等途徑，結合到粘土晶層端面，堵塞粘土層片之間的縫隙，抑制粘土的水化，從而穩定了粘土。該產品與粘土進行化學反應產生無定形的膠結力，使粘土等礦物顆粒凝結成牢固的整體。同時與地層多價離子反應，在井壁表面形成分子膜，該分子膜類似化學“封固層”，可以封堵微裂縫，從而有效地阻止或延緩鉆井液濾液進入地層，阻止或延緩地層空隙壓力增加，起到延長井壁坍塌周期的作用。具體實施方式如上所述，本專利技術在第一方面提供了一種油氣層保護劑，所述油氣層保護劑包含：(1)瓜爾膠；(2)有機硅酸鹽；(3)磺化酚醛樹脂；(4)白油；(5)鈣鹽；(6)烷基酚聚氧乙烯醚；(7)失水山梨醇脂肪酸酯；(8)水解聚丙烯晴胺鹽；和(9)水。在一些實施方式中，所述瓜爾膠的用量為1重量份至2重量份。所述瓜爾膠可以為磺酸基羥丙基瓜爾膠、磺酸基甜菜堿兩性瓜爾膠或磺酸羧甲基瓜爾膠。在本專利技術中，所述瓜爾膠的主要作用是輔助甲基硅酸鹽成膜作用，改善產品流變性；如果用量過大，則鉆井液和產品流變性增稠；如果用量過小，則導致油氣層保護劑成膜差，黏土層縫隙不能完全封堵。在一些實施方式中，所述有機硅酸鹽可以為C1至C6烷基硅酸鹽，優選的是C1至C6烷基硅酸的堿金屬鹽，例如甲基硅酸鉀鹽或鈉鹽，優選的是鉀鹽，最優選的是所述有機硅酸鹽為甲基硅酸鉀。C1至C6烷基例如為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基。優選的是，所述甲基硅酸鹽的用量可以為1重量份至3重量份，例如1重量份、2重量份或3重量份。本發明人發現，有機硅酸鹽的具有尺寸分布較寬的特點，與本專利技術油氣層保護劑的油氣保護劑組合使用時，經吸附、擴散等途徑，能夠結合到粘土晶層端面，堵塞粘土層片之間的縫隙，抑制粘土的水化，從而穩定了粘土。如果用量過大，則影響鉆井液流變性；如果用量過小，則不能完全堵塞土層之間的縫隙。在一些實施方式中，所述磺化酚醛樹脂的用量可以為10重量份至13重量份，例如為10重量份、11重量份、12重量份或13重量份。在本專利技術中，所述磺化酚醛樹脂的主要作用是降失水作用；如果用量過大，則影響鉆井液流變性；如果用量過小，則鉆井液失水增大，破壞油氣層。本專利技術對所述白油沒有特別的限制，例如所述白油可以為工業級白油，但是在一些實施方式中，所述白油優選為5#白油。在一些實施方式中，所述烷基酚聚氧乙烯醚的用量可以為2重量份至4重量份，例如為2重量份、3重量份或4重量份；所述烷基酚聚氧乙烯醚的所述烷基部分可以是碳原子數小于或者等于16的直鏈或者支鏈烷基，更優選的是碳原子數為8或9的支鏈或者支鏈烷基，例如辛基、壬基。在本專利技術中，所述烷基酚聚氧乙烯醚的主要作用是乳化作用，將油相和水相充分結合；如果用量過小，則乳化不充分，產品分層。在一些實施方式中，所述失水山梨醇脂肪酸酯的用量可以為2重量份至4重量份，例如2重量份、3重量份或4重量份。在一些實施方式中，所述失水山梨醇脂肪酸酯的脂肪酸部分為碳原子數為18的脂肪酸，優選的脂肪酸為(Z)-單-9-十八烯酸。在本專利技術中，所述失水山梨醇脂肪酸酯的主要作用是乳化作用，使水相和油相充分結合；如果用量過小，則乳化不充分，產品分層。在一些實施方式中，所述水解聚丙烯晴胺鹽的用量為2重量份至4重量份，例如為2重量份、3重量份或4重量份。在本專利技術中，所述水解聚丙烯晴胺鹽的主要作用是降失水作用；如果用量過大，則影響鉆井液流變性；如果用量過小，則鉆井液失水增大，破壞油氣層。在一些優選的實施方式中，所述水的含量為35重量份至38重量份，例如為35重量份、36重量份、37重量份或38重量份。在本專利技術中，如果水的含量過大，則產品有效物質用量降低，影響性能；如果水的含量過低，則產品溶解不充分，影響使用。在一些更優選的實施方式中，所述油氣層保護劑包含1重量份至2重量份的瓜爾膠，1重量份至3重量份的有機硅酸鉀，10重量份至13重量份的磺化酚醛樹脂，10重量份至13重量份的5#白油，30重量份至33重量份的碳酸鈣，2重量份至4重量份的烷基酚聚氧乙烯醚本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種油氣層保護劑，所述油氣層保護劑包含：瓜爾膠；有機硅酸鹽；磺化酚醛樹脂；白油；鈣鹽；烷基酚聚氧乙烯醚；失水山梨醇脂肪酸酯；水解聚丙烯晴胺鹽；和水。

【技術特征摘要】
1.一種油氣層保護劑，所述油氣層保護劑包含：
瓜爾膠；
有機硅酸鹽；
磺化酚醛樹脂；
白油；
鈣鹽；
烷基酚聚氧乙烯醚；
失水山梨醇脂肪酸酯；
水解聚丙烯晴胺鹽；和
水。
2.根據權利要求1所述的油氣層保護劑，其中，所述油氣層保護劑
包含：
1重量份至2重量份的瓜爾膠；
1重量份至3重量份的有機硅酸鹽；
10重量份至13重量份的磺化酚醛樹脂；
10重量份至13重量份的白油；
30重量份至33重量份的鈣鹽；
2重量份至4重量份的烷基酚聚氧乙烯醚；
2重量份至4重量份的失水山梨醇脂肪酸酯；
2重量份至4重量份的水解聚丙烯晴胺鹽；和
35重量份至38重量份的水。
3.根據權利要求2所述的油氣層保護劑，其中，所述油氣層保護劑
包含：
1重量份的瓜爾膠；
1.5重量份的有機硅酸鹽；
11重量份的磺化酚醛樹脂；
11重量份的白油；
32重量份的碳酸鈣；
3重量份的烷基酚聚氧乙烯醚；
3重量份的失水山梨醇脂肪酸酯；
3.5重量份的水解聚丙烯晴胺鹽；和
37重量份的水。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的油氣層保護劑，其中，所述瓜
爾膠選自由磺酸基羥丙基瓜爾膠、磺酸基甜菜堿兩性瓜爾膠或磺酸羧甲

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉乾忠，劉勇，
申請(專利權)人：四川泓華油氣田工程科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51