CN105018059B

CN105018059B - 一种油包水解卡液及其生产方法

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Publication number: CN105018059B
Application number: CN201510340061.7A
Authority: CN
Inventors: 龚厚平; 郑�和; 杜道勇; 高霞; 黄物星; 王亚宁
Original assignee: Sinopec Oilfield Service Corp; Sinopec Jiangsu Petroleum Engineering Corp
Current assignee: Sinopec Oilfield Service Corp; Sinopec East China Petroleum Engineering Corp
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2015-06-18
Publication date: 2018-03-27
Anticipated expiration: 2035-06-18
Also published as: CN105018059A

Abstract

本发明涉及一种油包水解卡液及其生产方法，依次包括如下步骤，⑴按以下组分及重量含量准备原料，水200份；柴油680份；油酸10～20份；熟石灰20～25份；润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵20～30份；固体乳化剂SN‑1：60～70份；防塌剂FT‑1：10～20份；快速渗透剂T：20～30份；硫酸钡20～65份；⑵将上述柴油倒入高速搅拌罐中，在20000rpm的搅拌条件下加入上述固体乳化剂SN‑1搅拌15～20分钟，然后加入水搅拌20～30分钟使油水充分乳化，接着依次加入油酸、熟石灰、防塌剂FT‑1、润湿反转剂、硫酸钡并搅拌，最后加入快速渗透剂T并搅拌30～40分钟，得到油包水解卡液。

Description

一种油包水解卡液及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种油包水解卡液，属于石油天然气钻井技术领域，用于石油天然气钻井中发生卡钻时浸泡卡钻部位。

背景技术

随着油田勘探开发工作的深入，为了进一步挖潜增效，提高原油产量，石油勘探向着更深更复杂的领域钻探。近年来一些高难度水平井、大斜度、大位移井的数量在逐年递增。在这些井的钻探施工中由于各种原因的影响极易发生卡钻事故。造成卡钻的原因是多方面的 ,它与滤饼摩阻系数、钻井液密度，操作不当以及钻具与井壁的接触面积和接触时间等都有关系。根据卡钻的原因通常将卡钻分为一下几种：1）键槽卡钻；2）沉砂卡钻；3）井塌卡钻；4）粘附卡钻；5）压差卡钻；6）缩径卡钻；7）落物卡钻；8）砂桥卡钻等。油包水解卡液是处理压差和粘附卡钻的比较好地方法。

针对不同的卡钻事故，出现了许多类型的解决方法，就解卡液而言有以下几种：1)泡油；2)水包油型解卡液；3）无机盐解卡液；4）泡酸等，这些方法统称为解卡液法。它们是处理各种类型卡钻的简单有效的方法。就是把解卡液泵入井内 ,使其返到卡点部位浸泡 ,减小滤饼摩阻系数 ,边泡边活动钻具而解卡的一种方法。但由于以上解卡液各有利弊，均存在一定的局限性。泡油，由于油比较轻容易上窜，不能对卡点产生有效浸泡，解卡效果相对要低，油会对泥饼产生破坏，不利井壁稳定，处理不当会造成复杂套复杂。水包油解卡液效果相对泡油要差得多，但成本低，不易污染环境。无机盐解卡液只能适用于盐水钻井液体系。泡酸只能用于碳酸岩地层的卡钻，而且酸液对钻具有腐蚀作用。现实工作中需要一种新型的解卡液来代替以上几种类型。

发明内容

本发明的首要目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种油包水解卡液，性能稳定，解卡效果好。

为解决以上技术问题，本发明的一种油包水解卡液，所述油包水解卡液的原料组分及重量含量如下，水：200份；柴油：680份；油酸：10～20份；熟石灰20～25份；润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵： 20～30份；固体乳化剂SN-1：60～70份；防塌剂FT-1：10～20份；快速渗透剂T：20～30份；加重剂硫酸钡：20～65份。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：①柴油作为连续相，是配置解卡液的基础油，5#，0#，-10#柴油，沸点范围约180～370℃，易燃易挥发，不溶于水；油酸是一种单不饱和Omega-9脂肪酸，化学式C₁₈H₃₄O₂，能够促使油水乳化，形成稳定乳液胶体；熟石灰为氢氧化钙白色粉末，可以调节体系的pH值，也起到促使油水乳化的协同作用；润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵为阴离子型表面活性剂，可以改变重晶石表面性质使其由亲水性改变成亲油性，以便形成均一胶体；固体乳化剂SN-1是一种粉末状的两性离子表面活性剂和有机土经过化学改性形成的一种分子结构，既含亲油基团，也含亲水基团，可促使油水乳化，形成稳定乳液胶体，并可以调节改善解卡液的悬浮重晶石的能力；防塌剂FT-1是一种经过磺化改性的沥青防塌剂，分子中含有-SO₃和胶质沥青，可改善解卡液的悬浮性能和起到稳定井壁的作用；加重剂硫酸钡即重晶石可以调整解卡液密度使之与钻井液的密度接近，稍低于原钻井液0.01-0.03g/cm³,如果密度太低，解卡液就会上穿，不能对卡点产生有效浸泡，从而影响解卡效果；快速渗透剂T的化学名称为顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠，属阴离子表面活性剂，其作用是保证解卡液渗透到钻柱与井壁之间，使泥饼脱水产生裂纹，传递压力消除压差，从而解除压差卡钻，达到解卡的目的。②本发明的解卡液各组分之间相互的配伍性好，共同形成了一个稳定的胶体，具有良好的沉降稳定性，解卡效果好。③本发明的解卡液抗温性能良好，破乳电压高，解卡液高温老化前后的密度几乎没变化，悬浮稳定性良好。

作为本发明的优选方案，所述油包水解卡液的原料组分及重量含量如下，水：200份；柴油：680份；油酸：10份；熟石灰：20份；润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵： 20份；固体乳化剂SN-1：60份；防塌剂FT-1：10份；快速渗透剂T：20份；加重剂硫酸钡：20份。

作为本发明的优选方案，所述油包水解卡液的原料组分及重量含量如下，水：200份；柴油：680份；油酸：15份；熟石灰：22份；润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵： 25份；固体乳化剂SN-1：65份；防塌剂FT-1：15份；快速渗透剂T：25份；加重剂硫酸钡：40份。

作为本发明的优选方案，所述油包水解卡液的原料组分及重量含量如下，水：200份；柴油：680份；油酸：20份；熟石灰：25份；润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵： 30份；固体乳化剂SN-1： 70份；防塌剂FT-1：20份；快速渗透剂T：30份；加重剂硫酸钡：65份。

本发明的另一个目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种油包水解卡液的生产方法，生产而成的油包水解卡液性能稳定，解卡效果好。

为解决以上技术问题，本发明的一种油包水解卡液的生产方法，依次包括如下步骤，⑴按以下组分及重量含量准备原料，水：200份；柴油：680份；油酸：10～20份；熟石灰20～25份；润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵：20～30份；固体乳化剂SN-1：60～70份；防塌剂FT-1：10～20份；快速渗透剂T：20～30份；加重剂硫酸钡：20～65份；⑵将上述柴油倒入高速搅拌罐中，在20000rpm的搅拌条件下加入上述固体乳化剂SN-1，并持续搅拌15～20分钟；⑶向所述高速搅拌罐中加入上述水，并且高速搅拌20～30分钟使油水充分乳化；⑷向所述高速搅拌罐中继续加入上述油酸，高速搅拌15～20分钟进一步促进乳化；⑸向所述高速搅拌罐中继续加入上述熟石灰，高速搅拌3～5分钟；⑹向所述高速搅拌罐中继续加入防塌剂FT-1，高速搅拌15～20分钟；⑺向所述高速搅拌罐中继续加入润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵，高速搅拌10～15分钟；⑻向所述高速搅拌罐中继续加入加重剂硫酸钡，高速搅拌5～8分钟；⑼最后向所述高速搅拌罐中加入上述快速渗透剂T，高速搅拌30～40分钟，得到油包水解卡液。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：本发明先将柴油和固体乳化剂SN-1搅拌均匀，然后加水高速搅拌可以使油水充分乳化，接着加入油酸进一步促进乳化，再加入熟石灰调节pH值,也起到促使油水乳化的协同作用，再加入防塌剂FT-1、润湿反转剂，然后加入加重剂调整到与原钻井液密度接近，最后加入快速渗透剂T。各组分的加入顺序不能颠倒，而且边搅拌边加入各种处理剂，加重后由于固相含量升高粘度增大，可能会出现罐里搅不动现象，主要是各种处理剂加入的速度过快固相含量上升造成，及时加入快速渗透剂,充分搅拌后就可恢复。按本发明的方法制造而成的解卡液各组分之间相互的配伍性好，共同形成了一个稳定的胶体，具有良好的沉降稳定性，解卡效果好。解卡液抗温性能良好，破乳电压高，解卡液高温老化前后的密度几乎没变化，悬浮稳定性良好。

作为本发明的优选方案，所述原料组分及重量含量如下，水：200份；柴油：680份；油酸：10份；熟石灰：20份；润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵： 20份；固体乳化剂SN-1：60份；防塌剂FT-1：10份；快速渗透剂T：20份；加重剂硫酸钡：20份。

作为本发明的优选方案，所述原料组分及重量含量如下，水：200份；柴油：680份；油酸：15份；熟石灰：22份；润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵： 25份；固体乳化剂SN-1：65份；防塌剂FT-1：15份；快速渗透剂T：25份；加重剂硫酸钡：40份。

作为本发明的优选方案，所述原料组分及重量含量如下，水：200份；柴油：680份；油酸：20份；熟石灰：25份；润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵： 30份；固体乳化剂SN-1： 70份；防塌剂FT-1：20份；快速渗透剂T：30份；加重剂硫酸钡：65份。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本发明。

图1为钻井液放入中压失水仪杯中在0.75 MPa下压滤30 min形成的泥饼。

图2为用本发明的解卡液浸泡45分钟后的泥饼。

图3为用本发明的解卡液浸泡90分钟后的泥饼。

具体实施方式

实施例一

本发明的油包水解卡液的生产方法，依次包括如下步骤，⑴按以下组分及重量含量准备原料，水：200份；柴油：680份；油酸：10份；熟石灰：20份；润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵：20份；固体乳化剂SN-1：60份；防塌剂FT-1：10份；快速渗透剂T：20份；加重剂硫酸钡：20份；⑵将上述柴油倒入高速搅拌罐中，在20000rpm的搅拌条件下加入上述固体乳化剂SN-1，并持续搅拌15分钟；⑶向所述高速搅拌罐中加入上述水，并且高速搅拌20分钟使油水充分乳化；⑷向所述高速搅拌罐中继续加入上述油酸，高速搅拌15分钟进一步促进乳化；⑸向所述高速搅拌罐中继续加入上述熟石灰，高速搅拌3分钟；⑹向所述高速搅拌罐中继续加入防塌剂FT-1，高速搅拌15分钟；⑺向所述高速搅拌罐中继续加入润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵，高速搅拌10分钟；⑻向所述高速搅拌罐中继续加入加重剂硫酸钡，高速搅拌5分钟；⑼最后向所述高速搅拌罐中加入上述快速渗透剂T，高速搅拌10分钟，得到油包水解卡液。

实施例二

本发明的油包水解卡液的生产方法，依次包括如下步骤，⑴按以下组分及重量含量准备原料，水：200份；柴油：680份；油酸：15份；熟石灰：22份；润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵：25份；固体乳化剂SN-1：65份；防塌剂FT-1：15份；快速渗透剂T：25份；加重剂硫酸钡：40份；⑵将上述柴油倒入高速搅拌罐中，在20000rpm的搅拌条件下加入上述固体乳化剂SN-1，并持续搅拌18分钟；⑶向所述高速搅拌罐中加入上述水，并且高速搅拌25分钟使油水充分乳化；⑷向所述高速搅拌罐中继续加入上述油酸，高速搅拌18分钟进一步促进乳化；⑸向所述高速搅拌罐中继续加入上述熟石灰，高速搅拌4分钟；⑹向所述高速搅拌罐中继续加入防塌剂FT-1，高速搅拌18分钟；⑺向所述高速搅拌罐中继续加入润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵，高速搅拌12分钟；⑻向所述高速搅拌罐中继续加入加重剂硫酸钡，高速搅拌6分钟；⑼最后向所述高速搅拌罐中加入上述快速渗透剂T，高速搅拌13分钟，得到油包水解卡液。

实施例三

本发明的油包水解卡液的生产方法，依次包括如下步骤，⑴按以下组分及重量含量准备原料，水：200份；柴油：680份；油酸：20份；熟石灰：25份；润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵：30份；固体乳化剂SN-1： 70份；防塌剂FT-1：20份；快速渗透剂T：30份；加重剂硫酸钡：65份；⑵将上述柴油倒入高速搅拌罐中，在20000rpm的搅拌条件下加入上述固体乳化剂SN-1，并持续搅拌20分钟；⑶向所述高速搅拌罐中加入上述水，并且高速搅拌30分钟使油水充分乳化；⑷向所述高速搅拌罐中继续加入上述油酸，高速搅拌20分钟进一步促进乳化；⑸向所述高速搅拌罐中继续加入上述熟石灰，高速搅拌5分钟；⑹向所述高速搅拌罐中继续加入防塌剂FT-1，高速搅拌20分钟；⑺向所述高速搅拌罐中继续加入润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵，高速搅拌15分钟；⑻向所述高速搅拌罐中继续加入加重剂硫酸钡，高速搅拌8分钟；⑼最后向所述高速搅拌罐中加入上述快速渗透剂T，高速搅拌15分钟，得到油包水解卡液。

对本发明的配方进行性能实验对比，其中对乳化剂的配比实验结果如表1所示。

表1

表1中，1#重量组分：水200份、柴油680份和油酸10份。2#重量组分：水200份、柴油680份和固体乳化剂SN-1：30份。3#重量组分：水200份、柴油680份、油酸10份和固体乳化剂SN-1：60份。3#重量组分与本发明实施例一相应成分的配比相同，1#采用油酸单配，2#采用固体乳化剂SN-1单配。从表1可以看出，实施例一的配比其表观粘度、塑性粘度、屈服值、中压失水、破乳电压及乳化液稳定情况均优于1#和2#。

对本发明配方的悬浮性能进行实验对比，实验结果如表2所示。

表2

表2中，4#重量组分：水200份、柴油680份、油酸10份、固体乳化剂SN-1：25份和硫酸钡：50份。

5#重量组分：水200份、柴油680份、油酸10份、固体乳化剂SN-1：50份、防塌剂FT-1：20份和硫酸钡：60份。

6#重量组分：水200份、柴油680份、油酸20份、固体乳化剂SN-1：70份、防塌剂FT-1：20份和硫酸钡：65份。

7#重量组分：水200份、柴油680份、油酸20份、十二烷基三甲基溴化铵30份、固体乳化剂SN-1：70份、防塌剂FT-1：20份和硫酸钡：65份。

8#重量组分：水200份、柴油680份、油酸20份、熟石灰25份、十二烷基三甲基溴化铵30份、固体乳化剂SN-1：70份、防塌剂FT-1：20份和硫酸钡：65份。

9#重量组分：水200份、柴油680份、油酸20份、熟石灰25份、十二烷基三甲基溴化铵30份、固体乳化剂SN-1：70份、防塌剂FT-1：20份、快速渗透剂T：30份和硫酸钡：65份。

9#组分采用的是本发明的实施例三的配方，8#相对于9#省去了快速渗透剂T，7#相对于8#省去了熟石灰，6#相对于7#省去了十二烷基三甲基溴化铵，5#相对于6#降低了固体乳化剂SN-1和防塌剂FT-1的含量，4#相对于5#省去了防塌剂FT-1且降低了固体乳化剂SN-1的含量。

从表2中的数据可见，在油水比相同的情况下，随着固体乳化剂SN-1和防塌剂FT-1加量的增加，体系的悬浮性能逐渐得到增强，也就说随着静止时间延长，所配置的解卡液上下层密度变化越来越小，重晶石的沉降问题得到改善，特别是从7#配方以后最明显，同时体系的破乳电压也是逐渐升高，说明体系的稳定性也在增强，但随着熟石灰的加入，体系粘度升高，当再加入快速渗透剂T后，体系的流变性恢复，本发明的配方各项性能指标明显优于4#至8#配方，且本发明的配方静置15分钟及静置1小时后密度未发生变化。

对本发明的抗温性能进行试验，测试解卡液120℃老化16h前后的流变性，结果如表3所示。

表3

其中11#配方采用与本发明实施例二的同样的配方；10#相对于11#将油的含量降低至油与水的重量比为2:1，其余组分相同。可以看出10#配方配置的解卡液老化前后性能变化太大，破乳电压也低于400v，说明体系的稳定性不好，而按本发明的解卡液即11#配方老化前后的流变性变化不大，说明本发明的解卡液抗温性良好，破乳电压均大于600v（常规要求破乳电压大于400v即可），且本发明的解卡液高温老化前后的密度几乎没变化，静止24小时无柴油析出，体系的悬浮稳定很好。

对本发明的解卡液进行解卡效果实验，将钻井液放入中压失水仪杯中，在0.75MPa的压力下压滤30 min，形成的泥饼光滑致密，与滤纸贴合比较紧密，如图1所示。

倒出中压失水仪杯中的钻井液，再把本发明实施例二的解卡剂3.5ml倒人中压失水仪杯中，放入刚才做好的泥饼加压0.75 MPa，压滤45分钟，拆开观察解卡剂对泥饼的破坏程度，此时泥饼疏散，裂纹成网，油润湿，与纸脱离，如图2所示。

再次重复上述实验，泥饼加压0.75 MPa，压滤90分钟，拆开观察解卡剂对泥饼的破坏程度，此时泥饼更加疏散，裂纹成网，油润湿，与纸脱离，如图3所示。泥饼浸泡的时间越长泥饼破坏的越厉害，可以完全从滤纸上脱落，说明其解卡效果明显。

固体乳化剂SN-1可以采用胜利油田博友泥浆技术有限责任公司的产品；防塌剂FT-1可以采用河南省新乡市第七化工有限公司的产品；快速渗透剂T可以采用南通海江化工科技有限公司的产品；十二烷基三甲基溴化铵作为润湿剂可以采用北京汇昕化工产品有限公司的产品。

以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已，非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims

1.一种油包水解卡液的生产方法，其特征在于，依次包括如下步骤，⑴按以下组分及重量含量准备原料，水：200份；柴油：680份；油酸：15份；熟石灰：22份；润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵： 25份；固体乳化剂SN-1：65份；防塌剂FT-1：15份；快速渗透剂T：25份；加重剂硫酸钡：40份；⑵将上述柴油倒入高速搅拌罐中，在20000rpm的搅拌条件下加入上述固体乳化剂SN-1，并持续搅拌15～20分钟；⑶向所述高速搅拌罐中加入上述水，并且高速搅拌20～30分钟使油水充分乳化；⑷向所述高速搅拌罐中继续加入上述油酸，高速搅拌15～20分钟进一步促进乳化；⑸向所述高速搅拌罐中继续加入上述熟石灰，高速搅拌3～5分钟；⑹向所述高速搅拌罐中继续加入防塌剂FT-1，高速搅拌15～20分钟；⑺向所述高速搅拌罐中继续加入润湿反转剂十二烷基三甲基溴化铵，高速搅拌10～15分钟；⑻向所述高速搅拌罐中继续加入加重剂硫酸钡，高速搅拌5～8分钟；⑼最后向所述高速搅拌罐中加入上述快速渗透剂T，高速搅拌30～40分钟，得到油包水解卡液。

2.根据权利要求1所述的油包水解卡液的生产方法，其特征在于，所述柴油为5号、0号或-10号柴油。