[发明专利]钻井液用油溶性阳离子型广谱暂堵剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田钻井过程中使用的具有油层保护作用的钻井液添加剂钻井液用油溶性阳离子型广谱暂堵剂。

背景技术

目前，屏蔽暂堵技术是钻井过程中最常用的一种油气层保护措施。该技术是西南石油学院罗平亚教授于90年代初期提出来的，很快在全国就得到了广泛的推广应用。其理论基础是架桥原理，通过架桥粒子、填充粒子和可变形粒子的架桥填充作用人为地在井壁形成一个渗透率低的浅层“内泥饼”屏蔽暂堵环，阻止钻井液中的固相和滤液侵入油层。该技术的关键是暂堵粒子粒径的选择，最初是根据储层平均孔径来选择架桥粒子和填充粒子的大小。近几年，技术人员对屏蔽暂堵技术进行了改进和完善。2001年石油大学(华东)王富华等进行了“‘超广谱’屏蔽暂堵钻井完井液新技术室内研究”，提出根据储层渗透率贡献值为90％以上的孔喉直径的最小值和最大值，将一定粒径和加量的封堵粒子、架桥粒子、填充粒子、可变形粒子加入黑色正电胶钻井液中对油气层进行暂堵保护。2003年徐同台等人进行“广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术探讨”，提出依据储层流动孔喉变化规律、不同渗透率段的d_流动50和最大孔喉直径，采取多种粒径暂堵粒子复配的广谱型屏蔽暂堵技术。2004年石油大学(北京)张金波等人对“钻井液中暂堵剂颗粒尺寸分布优选的新理论和新方法”进行研究，根据储层的最大孔径、平均孔径，利用软件进行不同粒径暂堵剂的复配。这些改进的屏蔽暂堵技术在新疆、塔里木和大港油田进行了应用。

上述广谱暂堵技术是对屏蔽暂堵技术的发展和改进，使其在理论上更具科学性。但其基本技术思路都是根据油气层孔喉直径(从平均孔径到渗透率贡献值为90％以上的孔喉直径的最小值、最大值到不同渗透率段的d_流动50、最大孔喉直径)来选择一种粒径或多种粒径复配的架桥粒子和填充粒子，以期达到广谱暂堵的目的；并且对储层孔喉资料要求越来越详细。因此尽管屏蔽暂堵技术不断发展和改进，但始终未脱离以储层详细孔径资料为依据的条件，并要进行较严格的匹配才能达到较好的保护效果，这就使得在实际操作过程中往往难以满足其条件和要求。其一，在打开地层前不可能获得本井的储层孔径资料，一般都是参考邻井孔喉资料，对非均质性严重的储层，即使采用邻井岩心得到的孔径资料也不能代表使用井的具体情况。其二，对纵向非均质严重的井段，即使采用前面所述的广谱型屏蔽暂堵技术也不可能达到全部匹配，也只能是对某个孔喉范围内的储层具有较好的保护效果，而不能有效保护整个储层。其三，暂堵粒子大小的选择依据——储层孔径资料的分析手段麻烦、费用高。其四，常规屏蔽暂堵技术的架桥粒子一般选用酸溶性的碳酸钙颗粒，所造成的深部堵塞需通过酸化作业解除，后期处理困难。这些问题是常规屏蔽暂堵技术自身难以解决的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了克服常规屏蔽暂堵技术暂堵颗粒粒径选择依据不易获得的详细且准确的储层孔径资料，以及在储层孔径分布较宽的情况下暂堵效果不好等缺陷，研制一种钻井液用油溶性阳离子型广谱暂堵剂，使用时只需了解储层孔径分布的大致范围，不用进行粒径匹配，特别是对非均质性严重、孔径范围分布较宽的储层也具有很好的保护效果；其暂堵颗粒优良的油溶性，使其所形成的暂堵环可以通过后期原油生产直接解除；提高油气层保护效果的同时应用更为简单方便。

本发明为水包油乳状液体系，此物质不存在准确的分子式。关键是软化变形程度大的原材料的选择以及原材料的乳化和阳离子化处理。本发明的配比如下：

(1)原料

①油溶性材料：按质量占阳离子型广谱暂堵剂总体系的50～74％，由常减压渣油沥青、半氧化沥青、乙烯裂解焦油沥青、丙烷脱沥青、抽提沥青和100^#甲稠油沥青组成，其软化点按上述排列依次为51～55℃、57～65℃、47～52℃、70～77℃、105～120℃、47～54℃；将这6种原料按质量比按上述排列依次为1∶1.88～2.5∶1.25～1.88∶3.12～3.75∶2.5～3.12∶1.5～2混和均匀得到油溶性原材料。当沥青材料的各组分含量满足下表时皆可作为本发明的油溶性材料；

②苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物：占阳离子型广谱暂堵剂总体系的0.2～0.44％(质量)，平均分子量在10～30万范围之内，用于提高产品的粘弹性、稳定性、广谱暂堵效果、与钻井液处理剂的配伍性等；