一种油气井用无固相完井液修井液用提切剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种油气井用无固相完井液修井液用提切剂，包括金属盐、碱度调节剂、流型调节剂和水，其中，各组分原料按下述重量百分比组成，金属盐8‑12％；碱度调节剂28‑32％；流型调节剂8‑12％；余量为水；另外，本发明还公开一种油气井用无固相完井液修井液用提切剂制备方法，包括如下步骤：步骤1：在反应装置中加入配方量水，然后加入配方量金属盐，使用搅拌装置进行搅拌使其快速溶解并均匀混合；步骤2：将其缓慢加入到配方量的碱度调节剂中，并调节pH＝9‑10；步骤3：反应完成后加入流型调节剂进行搅拌；步骤4：蒸发溶剂，并将其粉碎后得粉末。本发明所公开的提切剂能够解决固相复合盐水完井液、修井液悬浮携砂不佳的技术问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田完井液、修井液添加剂技术领域，具体涉及一种油气井用无固相完井液修井液用提切剂；另外，本发明还涉及一种油气井用无固相完井液修井液用提切剂的制备方法。

背景技术

油气井完井的目的是要最大限度地沟通地层间的通道，从而保证油气井获得最高的产率和采收率。广义上由于作业需要，而使用的任何接触产层的液体都称之为完井液。在具体生产过程中，将试油以前所使用的接触油气层的外来液体称为完井液，如钻开(油气层)液、射孔液、压裂/酸化液等。完井液的主要功能是：平衡地层压力、保护储层减少对储层的伤害、维持井下清洁、良好的防腐效果、维持井内各种性能的稳定，从而确保完井作业的安全顺利。根据连续相的特点可以把完井液分为3大类，即气基、油基及水基完井液，其中水基完井液的应用最为广泛。

修井泛指对水源井、地热井、油井、盐卤井等管井的维修工作。油气井在采油、采气、注水、注气过程中，由于各种因素造成油气井发生故障，导致停产、停注，影响了油气井的正常工作。修井作业就是通过采取人工措施，来排除井下故障，使油气井恢复正常工作。修井作业就是通过采取人工措施，来排除井下故障，使油气井恢复正常工作。修井作业是提高单井产量和采收率，延长生产周期的一项重要措施，也是挖掘老井潜力，发现新层位，扩大勘探成果的重要手段。本研究涉及的修井是指石油作业队对油气井的大修工程，是石油钻井以及后续油井维护的一种作业，为了确保油井能顺利二次投产而采取的维护和保养措施。

完井、修井过程中需使用无固相盐水完井液，国内外常用的无固相体系有无机盐(如氯化钾、溴化钙等)和有机盐(如甲酸钠、甲酸钾、甲酸铯、Weigh2、Weigh3等)。这类无固相流体表观粘度(AV)随流体密度提高而增大，但结构粘度——屈服值、终切为零，不利于井下作业中携带、悬浮泥砂、铁屑等杂垢，容易引起沉砂造成遇阻，甚至埋卡管柱事故。因此，需要通过加入提切剂等来改变其流变性能。目前，市面常用的提切剂有HV-CMC、PAC、HEC、GEL-30、80A-51、HEC及生物聚合物XC等。天然植物胶类材料抗温性能一般不超过120℃，大部分合成高分子类提切剂在高于150℃条件下提切效果迅速下降。

由于上述提切剂抗温及耐盐性能不好所导致的体系粘度切力下降，岩屑悬浮稳定性差而可能造成井下复杂情况发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油气井用无固相完井液修井液用提切剂，本发明所公开的提切剂能够解决固相复合盐水完井液、修井液悬浮携砂不佳问题；另外，本发明还公开了一种油气井用无固相完井液修井液用提切剂制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种油气井用无固相完井液修井液用提切剂，包括金属盐、碱度调节剂、流型调节剂和水，其中，各组分原料按下述重量百分比组成，

金属盐8-12％；

碱度调节剂28-32％；

流型调节剂8-12％；

余量为水。

进一步优化，各组分原料按下述重量百分比组成，金属盐10％，碱度调节剂30％，流型调节剂10％，水为50％。

进一步优化，金属盐为氯化铝、氯化铬、氯化锰、氯化亚锰、氯化亚铁、氯化铜、氯化钙、氯化铁、氯化镁、硝酸锰、硝酸铝、硝酸镁中的任意两种不同金属的盐。

其中，碱度调节剂氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化钠中任意一种或者两种。

其中，流型调节剂节剂为聚合醇。

本发明公开的油气井复合盐完井液用提切剂制备方法，包括如下步骤：

步骤1：在反应装置中加入配方量水，然后加入配方量金属盐，使用搅拌装置进行搅拌使其快速溶解并均匀混合；

步骤2：将其缓慢加入到配方量的碱度调节剂中，并调节pH＝9-10；

步骤3：反应完成后加入流型调节剂进行搅拌；

步骤4：蒸发溶剂，并将其粉碎后得粉末。

进一步限定，步骤3中，搅拌为匀速搅拌，搅拌时间2-4h，搅拌转速为450-550r/min。

进一步优化，步骤3中，搅拌时间3h，搅拌转速为500r/min。

其中，需要说明的是，在实际的使用中为了便于实现充分搅拌的目的，其采用的搅拌装置结构如下。

搅拌装置包括安装架、固定设置在安装架上的罐体、以及安装在罐体上的搅拌组件，

其中，罐体下端呈球型结构，位于罐体的最下端处设置有出料口，出料口连接有出料管，出料管上设置有出料阀门；

罐体上端设置有进料口；

搅拌组件包括第一搅拌组件和第一驱动组件，第一搅拌组件包括搅拌电机、搅拌杆、搅拌叶和球铰副，搅拌杆通过球铰副安装在罐体上，搅拌杆下端位于罐体内，搅拌叶呈弧形结构，搅拌叶通过若干连接杆与搅拌杆连接；球铰副上连接有第一支架，驱动电机安装在所述第一支架上，驱动电机与搅拌杆连接；

第一驱动组件位于第一搅拌组件上方，第一驱动组件通过第二支架安装在罐体上，第一驱动组件用于驱动搅拌杆绕着球铰副的球心处转动。

其中，驱动电机通过联轴器与搅拌杆连接。

进一步优化，其中，球铰副包括球铰座和球芯，球铰座具有一个配合面，球芯与配合面相互是配合后，球芯能够在球铰座上转动；球芯上设置有一安装孔，安装孔内设置有外筒，搅拌杆转动安装在外筒内，第一支架与外筒连接。

进一步优化，搅拌杆与外筒通过轴承连接。

进一步优化，其中，第一驱动组件包括驱动电机、连接盘和驱动杆，驱动杆下端与第一支架连接，驱动电机安装在第二支架上，且驱动电机与连接盘连接，连接盘上设置有限位孔，驱动杆的上端穿过所述限位孔。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明主要由金属盐、碱度调节剂、流型调节剂和水组成，通过沉淀的方法制得的提切剂，可以提高复合盐水粘度切力，解决无固相复合盐水完井液、修井液悬浮携砂不佳问题；具有增加油气井无固相有机盐、复合盐完井液粘度及动切力的功能，有利于井下作业中携带、悬浮泥砂、铁屑等杂垢，防止沉砂遇阻事故发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例一中所述搅拌装置整体结构示意图。

图2为本发明图1中A处局部放大示意图。

附图标记：1-安装架，2-罐体，3-限位孔，4-出料口，5-出料管，6-出料阀门，7-进料口，8-第一搅拌组件，9-第一驱动组件，10-搅拌电机，11-搅拌杆，12-搅拌叶，13-球铰副，14-连接杆，15-第一支架，16-第二支架，17-联轴器，18-球铰座，19-球芯，20-配合面，21-安装孔，22-外筒，23-驱动电机，24-连接盘，25-驱动杆。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例一

本实施例公开了一种油气井用无固相完井液修井液用提切剂，包括金属盐、碱度调节剂、流型调节剂和水，其中，各组分原料按下述重量百分比组成，金属盐8-12％；碱度调节剂28-32％；流型调节剂8-12％；余量为水。

进一步限定，在本实施例中，各组分原料按下述重量百分比组成，金属盐10％，碱度调节剂30％，流型调节剂10％，水为50％。

其中，金属盐为氯化铝、氯化铬、氯化锰、氯化亚锰、氯化亚铁、氯化铜、氯化钙、氯化铁、氯化镁、硝酸锰、硝酸铝、硝酸镁中的任意两种不同金属的盐。

需要进一步说明的是，在实际的使用中，金属盐中任意两种不同金属的盐构成比例与分子质量比相同。

其中，碱度调节剂氢氧化铵、氢氧化钾、氢氧化钠中任意一种或者两种。

其中，流型调节剂节剂为聚合醇。

为了对本发明做进一步说明，在本实施例中，还公开了一种油气井用无固相完井液修井液用提切剂制备方法，包括如下步骤：

步骤1：在反应装置中加入配方量水，然后加入配方量金属盐，使用搅拌装置进行搅拌使其快速溶解并均匀混合；

步骤2：将其缓慢加入到配方量的碱度调节剂中，并调节pH＝9-10；

步骤3：反应完成后加入流型调节剂进行搅拌；

步骤4：蒸发溶剂，并将其粉碎后得粉末。

其中，步骤3中，搅拌为匀速搅拌，搅拌时间2-4h，搅拌转速为450-550r/min。

进一步限定，步骤3中，搅拌时间3h，搅拌转速为500r/min。

为了进一步更加清楚的阐述本发明，下面结合具体的实施方式来对本发明做一个阐述。

按照质量和100％备料：水50％，金属盐10％，碱度调节剂30％，流型调节剂10％；其中，金属盐为氯化铝和氯化铬按照1:1构成，碱度调节剂为氢氧化铵，流型调节剂为聚合醇。在反应装置中先加入配方量的水，再加入配方量的金属盐，溶解，混合均匀；缓慢加入到配方量的碱度调节剂中，确保pH值维持在9.5；反应完成后，加入流型调节剂，匀速搅拌3h，转速500r/min；蒸干溶剂，粉碎，得到粉末。

其中，需要说明的是，在本实施例中为了便于实现充分搅拌的目的，其采用的搅拌装置结构如下。

搅拌装置包括安装架1、固定设置在安装架1上的罐体2、以及安装在罐体2上的搅拌组件，

其中，罐体2下端呈球型结构，位于罐体2的最下端处设置有出料口4，出料口4连接有出料管5，出料管5上设置有出料阀门6；

罐体2上端设置有进料口7；

搅拌装置包括第一搅拌组件8和第一驱动组件9，第一搅拌组件8包括搅拌电机10、搅拌杆11、搅拌叶12和球铰副13，搅拌杆11通过球铰副13安装在罐体2上，搅拌杆11下端位于罐体2内，搅拌叶12呈弧形结构，搅拌叶12通过若干连接杆14与搅拌杆11连接；球铰副13上连接有第一支架15，驱动电机23安装在所述第一支架15上，驱动电机23与搅拌杆11连接；

第一驱动组件9位于第一搅拌组件8上方，第一驱动组件9通过第二支架16安装在罐体2上，第一驱动组件9用于驱动搅拌杆11绕着球铰副13的球心处转动。

其中，驱动电机23通过联轴器17与搅拌杆11连接。

进一步优化，其中，球铰副13包括球铰座18和球芯19，球铰座18具有一个配合面20，球芯19与配合面20相互是配合后，球芯19能够在球铰座18上转动；球芯19上设置有一安装孔21，安装孔21内设置有外筒22，搅拌杆11转动安装在外筒22内，第一支架15与外筒22连接。

进一步优化，搅拌杆11与外筒22通过轴承连接。

进一步优化，其中，第一驱动组件9包括驱动电机23、连接盘24和驱动杆25，驱动杆25下端与第一支架15连接，驱动电机23安装在第二支架16上，且驱动电机23与连接盘24连接，连接盘24上设置有限位孔3，驱动杆25的上端穿过所述限位孔3。

其中，限位孔3的轴心线与连接盘24的轴心线不共线。

在实际的使用中，将物料从进料口7放入罐体2内，启动搅拌电机10，搅拌电机10驱动搅拌杆11转动，进而实现对物料的搅拌，并在球铰副13及第一驱动组件9的作用下，驱动电机23驱动连接盘24转动，第一支架15上连接的连接杆14将会跟随连接盘24进行转动，这样，即可使得搅拌杆11不仅能够自转，同时，还能够以球铰副13球芯19的球心点进行偏转，实现对物料的扰动，由于罐体2底部呈球型，这样在搅拌电机10及驱动电机23的左右下，使得搅拌杆11及搅拌叶12对物料进行充分搅拌，使其能够充分反应；进而提高反应物的生成率。

作为一种选择，在实际的使用中，第一驱动组件9还可以为气缸或者气缸驱动装置，通过在第一支架16上水平设置气压缸或者液压缸，通过气压缸或者液压缸的伸长或者缩短来驱动第一支架15绕着球铰副的球心进行转动，如此即可实现搅拌杆11在水平方向的搅拌，提高搅拌效果。

需要说明的是，在实际的使用中气压缸或者液压缸以铰接的方式与第一支架15和第二支架16连接。

实施例二

本实施例与实施例一基本相似，其不同之处在于，按照质量和100％备料：水50％，金属盐10％，碱度调节剂30％，流型调节剂10％；其中，金属盐为氯化铝和硝酸镁按照1:1构成，碱度调节剂为氢氧化钠，流型调节剂为聚合醇。在反应装置中先加入配方量的水，再加入配方量的金属盐，溶解，混合均匀；缓慢加入到配方量的碱度调节剂中，确保pH值维持在9；反应完成后，加入流型调节剂，匀速搅拌3h，转速500r/min；蒸干溶剂，粉碎，得到粉末。

实施例三

本实施例与实施例一基本相似，其不同之处在于，按照质量和100％备料：水50％，金属盐10％，碱度调节剂30％，流型调节剂10％；其中，金属盐为氯化镁和氯化铝按照1:1构成，碱度调节剂为氢氧化钠，流型调节剂为聚合醇。在反应装置中先加入配方量的水，再加入配方量的金属盐，溶解，混合均匀；缓慢加入到配方量的碱度调节剂中，确保pH值维持在9.5；反应完成后，加入流型调节剂，匀速搅拌3h，转速500r/min；蒸干溶剂，粉碎，得到粉末。

实施例四

本实施例与实施例一基本相似，其不同之处在于，按照质量和100％备料：水50％，金属盐10％，碱度调节剂30％，流型调节剂10％；其中，金属盐为氯化镁和氯化钙按照1:1构成，碱度调节剂为氢氧化钾，流型调节剂为聚合醇。在反应装置中先加入配方量的水，再加入配方量的金属盐，溶解，混合均匀；缓慢加入到配方量的碱度调节剂中，确保pH值维持在9之间；反应完成后，加入流型调节剂，匀速搅拌3h，转速500r/min；蒸干溶剂，粉碎，得到粉末。

(1)对实施例1-4中的烘失量、水溶液pH值参数进行测试，其结果如下表所示：

(2)在4％水溶液中加入复合盐加重剂，配制成密度1.6g/cm

从上表可知，在密度1.6g/cm

(3)在4％水溶液中加入复合盐加重剂，配制成密度1.8g/cm

从上表可知，在密度1.8g/cm

(4)在4％水溶液中加入复合盐加重剂，配制成密度1.6g/cm

从上表可知，在不同静恒温状态下，密度1.6g/cm

(5)在4％水溶液中加入复合盐加重剂，配制成密度1.8g/cm

从上表可知，当密度1.8g/cm

当大于180℃时，表面有轻微析液，增粘剂呈块状，流变参数满足现场施工需求。说明增粘型复合盐无固相加重液抗温可达180℃以上。

(6)在5％水溶液中加入复合盐加重剂，配制成密度1.6g/cm

对实施例1的各项粘度参数进行测试，结果见下表所示：

从上表可知，密度为1.6g/cm

(7)在4％水溶液中加入复合盐加重剂，配制成密度1.8g/cm

从上表可知，密度为1.8g/cm

综上所述，本发明具有增加油气井复合盐完井液粘度及切力的功能，抗温能力强，加量小的优点。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。