一種固井用抗污染劑及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種固井用抗污染劑及其制備方法，以重量份計(jì)，制備所述抗污染劑的組分包括：水100份、螯合劑6?12份、酸性物質(zhì)6?12份、堿性物質(zhì)3?8份、分散劑1?4份，以及，消泡劑0.5?1.0份；所述酸性物質(zhì)和堿性物質(zhì)選自混合后可生成具有絡(luò)合作用物質(zhì)的酸和堿；所述固井用抗污染劑的pH為7?10。制備上述固井用抗污染劑的步驟包括：(1)先將分散劑、堿性物質(zhì)加入水中混合均勻，得到溶液A；(2)再將酸性物質(zhì)加入上述溶液A中得到pH為7?10的溶液B；(3)最后加入螯合劑和消泡劑，攪拌均勻即得固井用高效抗污染劑。本發(fā)明提供的固井用抗污染劑具有效果明顯、加量低、可混入鉆井液回收使用等特性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種固井用抗污染劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于油田開(kāi)發(fā)鉆探技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種固井用抗污染劑及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著勘探開(kāi)發(fā)深入，復(fù)雜井、深井超深井不斷增多，地質(zhì)及工程作業(yè)環(huán)境也日益復(fù) 雜，固井難度增大。其中鉆井液與水泥漿的污染非常嚴(yán)重，出現(xiàn)閃凝、絮凝等現(xiàn)象而失去流 動(dòng)性，嚴(yán)重影響固井施工安全。為了保證固井施工順利、安全進(jìn)行，因此開(kāi)發(fā)一種固井用高 效抗污染劑是很有必要的。通常在抗污染隔離液體系中加入酸性緩凝劑、高效稀釋劑等作 為抗污染劑，提高抗污染隔離液的抗污染效果。但存在一些缺點(diǎn)：
[0003] (1)若在抗污染隔離液體系中加入大量成本高的酸性緩凝劑，是利用緩凝劑的緩 凝作用機(jī)理防止鉆井液與水泥漿污染增稠。而在高溫深井條件下，占抗污染隔離液體積的 緩凝劑加量高達(dá)10-30%，有時(shí)甚至更多，大大增加了作業(yè)成本，同時(shí)酸性抗污染隔離液的 緩凝作用，不利于界面膠結(jié)強(qiáng)度發(fā)展。
[0004] (2)若在抗污染隔離液體系中加入大量高效稀釋劑，是利用高效稀釋劑的分散作 用機(jī)理防止鉆井液與水泥漿污染增稠，但無(wú)法延長(zhǎng)污染稠化時(shí)間。且高效稀釋劑加量太大， 也易影響抗污染隔離液體系的沉降穩(wěn)定性，影響施工安全。
[0005] (3)在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中，一般將高效稀釋劑和酸性緩凝劑同時(shí)應(yīng)用于抗污染隔離 液體系中，雖然把緩凝劑的緩凝作用機(jī)理與高效稀釋劑的分散作用機(jī)理都用于防止鉆井液 與水泥漿污染增稠，但由于鉆井液體系太復(fù)雜，影響因素縱多，特別是針對(duì)C0 2、H2S、膏鹽等 污染的聚磺鉆井液體系，其幾乎失去了抗污染效果。
[0006] (4)對(duì)摻有酸性緩凝劑和高效稀釋劑的抗污染隔離液體系，施工結(jié)束后，不能與鉆 井液一起回收使用，必須排放處理掉，增加了環(huán)保作業(yè)費(fèi)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為克服上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種固井用抗污染劑。
[0008] 本發(fā)明的另一目的是提供上述固井用抗污染劑的制備方法。
[0009]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種固井用抗污染劑，以重量份計(jì)，制備所述抗 污染劑的組分包括： 水 100份， 螯合劑 6-12份, 酸性物質(zhì) 6-12份，
[0010] 堿性物質(zhì) 3-8份， 分散劑 1-4份，以及， 消泡劑 0,5-1,0份；
[0011] 所述酸性物質(zhì)和堿性物質(zhì)選自混合后可生成具有絡(luò)合作用物質(zhì)的酸性物質(zhì)和堿 性物質(zhì);所述固井用抗污染劑的pH為7-10。
[0012] 本發(fā)明提供的固井用抗污染劑中，由于分散劑、螯合劑和絡(luò)合劑(酸性物質(zhì)和堿性 物質(zhì)生成了具有絡(luò)合作用的物質(zhì)）的協(xié)同作用，使抗污染劑具有效果明顯、加量低、可混入 鉆井液中使用等特性，滿(mǎn)足復(fù)雜井、深井超深井及油基鉆井液的頁(yè)巖氣水平井的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 要求。
[0013] 在上述固井用抗污染劑中，優(yōu)選地，以重量份計(jì)，制備所述抗污染劑的組分包括： 水 100份， 螯合劑 8-10份， 酸性物質(zhì) 8-10份，
[0014] 堿性物質(zhì) 3-7份， 分散劑 2-3份，以及， 消泡劑 0,5-1,0份》
[0015] 在上述固井用抗污染劑中，優(yōu)選地，所述固井用抗污染劑的pH為8-9。
[0016]在上述固井用抗污染劑中，優(yōu)選地，所述螯合劑包括三聚磷酸鈉、磷酸鈉、乙二胺 四乙酸二鈉、酒石酸鈉和檸檬酸鈉中的一種或幾種的組合。
[0017] 在上述固井用抗污染劑中，優(yōu)選地，所述酸性物質(zhì)包括磷酸、有機(jī)磷酸、酒石酸、硼 酸、木質(zhì)素苯磺酸、單寧酸和檸檬酸中的一種或幾種的組合。
[0018] 在上述固井用抗污染劑中，優(yōu)選地，所述堿性物質(zhì)包括氫氧化鉀和氫氧化鈉中的 一種或兩種的組合。
[0019] 在上述固井用抗污染劑中，優(yōu)選地，所述分散劑包括醛酮縮合物分散劑、萘系分散 劑、木質(zhì)素磺酸鈉和磺化單寧中的一種或幾種的組合。
[0020] 在上述固井用抗污染劑中，優(yōu)選地，所述消泡劑包括磷酸三丁酯消泡劑、二甲基硅 油消泡劑和聚醚消泡劑中的一種或幾種的組合。
[0021] 本發(fā)明還提供了上述固井用抗污染劑的制備方法，該方法包括以下步驟：
[0022] (1)先將分散劑、堿性物質(zhì)加入水中混合均勻，得到溶液A;
[0023] (2)再將酸性物質(zhì)加入上述溶液A中得到pH為7-10的溶液B;
[0024] (3)最后加入螯合劑和消泡劑，攪拌均勻即得固井用高效抗污染劑。
[0025] 上述固井用抗污染劑的制備方法中，首先使分散劑與堿性物質(zhì)作用，以生成分散 性強(qiáng)的物質(zhì)，或者是加強(qiáng)分散作用;然后加入酸性物質(zhì)，以生成絡(luò)合物，同時(shí)酸性物質(zhì)的加 入需要使溶液的pH為7-10(優(yōu)選8-9);最后，待絡(luò)合生成物穩(wěn)定后，再加入螯合劑和消泡劑， 制得的抗污染劑。使用上述配制方式可保持抗污染劑中既有分散劑、絡(luò)合物，同時(shí)還有螯合 劑。
[0026] 本發(fā)明提供的固井用高效抗污染劑具有抗污染效果明顯、加量低、可混入鉆井液 回收使用等特性，可有效解決水基鉆井液、油基鉆井液造成的水泥漿污染增稠問(wèn)題。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說(shuō)明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明的可實(shí)施范圍的限定。
[0028] 實(shí)施例1
[0029] 本實(shí)施例提供了一種固井用抗污染劑，以重量份計(jì)，制備所述抗污染劑的組分包 括： 水 100份， 螯合劑：梓檬酸鈉 6份， 酸性物質(zhì)：?jiǎn)螌幩?9份，
[0030] 堿性物質(zhì)：氫氧化鉀 5份， 分散劑：磺化單寧 1份，以及， 消泡劑:磷酸三丁酯 0.5份。
[0031 ]上述固井用抗污染劑的具體制備過(guò)程為：
[0032] (1)先將分散劑、堿性物質(zhì)加入水中混合均勻，得到溶液A;
[0033] (2)再將酸性物質(zhì)加入上述溶液A中得到pH為8-9的溶液B;
[0034] (3)最后加入螯合劑和消泡劑，攪拌均勻即得固井用高效抗污染劑。
[0035] 實(shí)施例2
[0036] 本實(shí)施例提供了一種固井用抗污染劑，以重量份計(jì)，制備所述抗污染劑的組分包 括： 水 100份， 螯合劑：磷酸鈉 S份， 酸性物質(zhì)：有機(jī)磷酸 9份，
[0037] 堿性物質(zhì)：氫氧化鈉 6份， 分散劑：木質(zhì)素磺酸鈉 2份，以及， 消泡劑：二甲基硅油 0.5份。
[0038] 上述固井用抗污染劑的具體制備過(guò)程為：
[0039] (1)先將分散劑、堿性物質(zhì)加入水中混合均勻，得到溶液A;
[0040] (2)再將酸性物質(zhì)加入上述溶液A中得到pH為8-9的溶液B;
[0041] (3)最后加入螯合劑和消泡劑，攪拌均勻即得固井用高效抗污染劑。
[0042] 實(shí)施例3
[0043]本實(shí)施例提供了一種固井用抗污染劑，以重量份計(jì)，制備所述抗污染劑的組分包 括： 永 100份， 螯合劑：乙二胺四乙酸二鈉 10份， 酸性物質(zhì)；酒石酸 10份，
[0044] 堿性物質(zhì)：氫氧化鈉 4份， 分散劑：醛酮縮合物分散劑 2份，以及， 消泡劑：聚醚消泡劑 0.5份。
[0045] 上述固井用抗污染劑的具體制備過(guò)程為：
[0046] (1)先將分散劑、堿性物質(zhì)加入水中混合均勻，得到溶液A;
[0047] (2)再將酸性物質(zhì)加入上述溶液A中得到pH為9-10的溶液B;
[0048] (3)最后加入螯合劑和消泡劑，攪拌均勻即得固井用高效抗污染劑。
[0049] 實(shí)施例4
[0050] 本實(shí)施例提供了一種固井用抗污染劑，以重量份計(jì)，制備所述抗污染劑的組分包 括： 水 100份:， 螯合劑：三聚磷酸鈉 8份， 酸性物質(zhì)：木質(zhì)素苯磺酸 9份，
[0051] 堿性物質(zhì)：氫氧化鈉 4份:, 分散劑：木質(zhì)素磺酸鈉 2份，以及， 消泡劑：二甲基硅油 0,5份。
[0052]上述固井用抗污染劑的具體制備過(guò)程為：
[0053] (1)先將分散劑、堿性物質(zhì)加入水中混合均勻，得到溶液A;
[0054] (2)再將酸性物質(zhì)加入上述溶液A中得到pH為8-9的溶液B;
[0055] (3)最后加入螯合劑和消泡劑，攪拌均勻即得固井用高效抗污染劑。
[0056] 實(shí)施例5
[0057] 本實(shí)施例提供了一種固井用抗污染劑，以重量份計(jì)，制備所述抗污染劑的組分包 括： 水 100份，： 螯合劑：酒石酸鈉 8份， 酸性物質(zhì)：硼酸 9份，
[0058] 堿性物質(zhì)：氫氧化鉀 3份， 分散劑：萘系分散劑 2份，以及, 消泡劑：磷酸三丁酯消泡劑 0.5份。
[0059] 上述固井用抗污染劑的具體制備過(guò)程為：
[0060] (1)先將分散劑、堿性物質(zhì)加入水中混合均勻，得到溶液A;
[0061 ] (2)再將酸性物質(zhì)加入上述溶液A中得到pH為7-8的溶液B;
[0062] (3)最后加入螯合劑和消泡劑，攪拌均勻即得固井用高效抗污染劑。
[0063] 測(cè)試?yán)?
[0064]本測(cè)試?yán)峁┝藢?shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3制得的固井用抗污染劑的性能測(cè)試 實(shí)驗(yàn)，具體操作是:首先，按照GB/T 19139-2012油井水泥試驗(yàn)方法制備好水泥漿;然后，按 照表1的水泥漿、鉆井液、固井用高效抗污染劑的體積百分比將其混漿攪拌均勻;再按照GB/ T 19139-2012油井水泥試驗(yàn)方法測(cè)試其均勻混漿的流動(dòng)度和稠化實(shí)驗(yàn)。
[0065]實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3制得的固井用抗污染劑的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
[0066]表1固井用抗污染劑的性能測(cè)試
[0068]從表1可知，加入固井用高效抗污染劑后，提高了水泥漿與鉆井液污染體系的流動(dòng) 度，延遲了水泥漿與鉆井液污染體系的稠化時(shí)間，明顯改善了水泥漿與鉆井液的相容性，有 效保證了固井施工安全。而且，通過(guò)表1可知，加入較低量的抗污染劑即可達(dá)到良好的效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種固井用抗污染劑，W重量份計(jì)，制備所述抗污染劑的組分包括： 水 100份， 整合劑 6-12份， 酸性物質(zhì) 6-12份， 堿性物質(zhì) 3-8份， 分散劑 1-4份，W及， 消泡劑 0.5-L0份； 所述酸性物質(zhì)和堿性物質(zhì)選自混合后可生成具有絡(luò)合作用物質(zhì)的酸性物質(zhì)和堿性物 質(zhì);所述固井用抗污染劑的抑為7-10。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固井用抗污染劑，其中，W重量份計(jì)，制備所述抗污染劑的組 分包括： 水 100份， 整合劑 8-10份， 酸性物質(zhì) 8-10份， 堿性物質(zhì) 3-7份， 分散劑 2-3份，W及， 消泡劑 々.5-1.0微。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固井用抗污染劑，其中，所述固井用抗污染劑的pH為8-9。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固井用抗污染劑，其中，所述馨合劑包括Ξ聚憐酸鋼、憐酸 鋼、乙二胺四乙酸二鋼、酒石酸鋼和巧樣酸鋼中的一種或幾種的組合。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固井用抗污染劑，其中，所述酸性物質(zhì)包括憐酸、有機(jī)憐 酸、酒石酸、棚酸、木質(zhì)素苯橫酸、單寧酸和巧樣酸的一種或幾種的組合。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固井用抗污染劑，其中，所述堿性物質(zhì)包括氨氧化鐘、氨氧 化鋼中的一種或兩種的組合。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固井用抗污染劑，其中，所述分散劑包括醒酬縮合物分散 劑、糞系分散劑、木質(zhì)素橫酸鋼和橫化單寧中的一種或幾種的組合。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固井用抗污染劑，其中，所述消泡劑包括憐酸Ξ下醋消泡 劑、二甲基硅油消泡劑和聚酸消泡劑中的一種或幾種的組合。9. 權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的固井用抗污染劑的制備方法，該方法包括W下步驟： (1) 先將分散劑、堿性物質(zhì)加入水中混合均勻，得到溶液A; (2) 再將酸性物質(zhì)加入上述溶液A中得到pH為7-10的溶液B; (3) 向溶液B中加入馨合劑和消泡劑，攬拌均勻后制得固井用高效抗污染劑。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的固井用抗污染劑的制備方法，其中，步驟(2)中，溶液B的抑為 8-9。
【文檔編號(hào)】C09K8/467GK105969328SQ201610301357
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】徐 明, 張華 , 靳建洲, 齊奉忠, 于永金, 劉碩瓊, 袁進(jìn)平, 丁志偉, 張順平, 周崇峰, 張弛, 劉子帥
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院