專利名稱：：隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑及制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鉆井
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑(抑制劑)及制造工藝。
背景技術(shù)：
：油氣層保護(hù)技術(shù)一直受到多方面的重視，它是石油勘探開發(fā)過程中的重要技術(shù)措施之一，直接關(guān)系到石油天然氣勘探、開發(fā)的效果。油氣層保護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，鉆井過程中防止油氣層損害是保護(hù)油氣層系統(tǒng)工程的第一個(gè)工程環(huán)節(jié)。鉆開油氣層時(shí)，在正壓差、毛管力的作用下，鉆井液固相進(jìn)入油氣層造成孔喉堵塞，其液相進(jìn)入油氣層，誘發(fā)儲(chǔ)層的潛在損害因素，造成對(duì)儲(chǔ)層的損害。鉆井過程中，如能阻止鉆井液中的固相或液相進(jìn)入油氣層，就可以有效防止鉆井液對(duì)油氣層的損害。近20多年來，油氣層保護(hù)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外均取得很大進(jìn)展，并得到廣泛的推廣應(yīng)用。20世紀(jì)90年代初，我國(guó)成功地發(fā)展和應(yīng)用了屏蔽暫堵技術(shù)，取得了較好的效果。該技術(shù)主要是針對(duì)孔隙性砂巖儲(chǔ)層，由于砂巖孔隙凡乎全都是原生孔隙和各種微孔隙，因此在鉆到油氣層前20-25m時(shí)，有針對(duì)性地往鉆井液中加入可酸溶或油溶的、粒徑與孔喉相匹配的、粒度分布合理的超細(xì)顆粒。在壓差作用下，這些顆粒在近井壁帶形成一層薄而滲透率幾乎為零的屏蔽層，從而有效地阻止鉆井液中的固相和液相繼續(xù)侵入儲(chǔ)層，在油井投產(chǎn)前經(jīng)酸化或射孔、反排等措施解除屏蔽層，使儲(chǔ)層的滲透率得以恢復(fù)，從而達(dá)到有效保護(hù)砂巖孔隙性儲(chǔ)層的目的。我國(guó)油田絕大部分為陸相沉積，部分油田為河流相沉積。<立于同一區(qū)塊不同部位的井同一組油層各層孔隙度、滲透率在橫向、縱向、層內(nèi)、層間不均質(zhì)程度均較高。而屏蔽暫堵技術(shù)建立的基礎(chǔ)是假定儲(chǔ)層的孔隙是均質(zhì)的，其作用效果主要取決于鉆井液中橋堵顆粒粒級(jí)分布與地層孔喉大小匹配吻合度，地層適應(yīng)范圍窄。致使在實(shí)際鉆探過程中采取的油氣層保護(hù)技術(shù)有一定的盲目性，即使在同一油田中，一部分油氣井儲(chǔ)層保護(hù)效果較好，而另外一些井則效果很差。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)油田目前采用屏蔽暫堵技術(shù)保護(hù)儲(chǔ)層鉆井總數(shù)達(dá)6000余口/年以上，其中接近5W生產(chǎn)井特別是探井，沒有對(duì)采用的屏蔽暫堵劑是否與儲(chǔ)層的孔喉相匹配進(jìn)行評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)而盲目采用該技術(shù)，不僅沒有起到保護(hù)儲(chǔ)層作用并且浪費(fèi)大量的處理劑。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明主要目的是解決上述問題，提供一種隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑及其制造工藝，該隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑能夠吸附或通過化學(xué)反應(yīng)在井壁上形成一層不透水隔離膜，即在井壁的外圍形成保護(hù)層，阻止水及鉆井液進(jìn)入地層，有效封堵地層層理裂縫、防止地層水化膨脹、防止地層內(nèi)粘土顆粒的運(yùn)移、防止井壁坍塌及保護(hù)油氣層，具有自適應(yīng)廣譜保護(hù)儲(chǔ)層效果。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑，該隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑包括質(zhì)量份數(shù)80-120份乙烯、質(zhì)量份數(shù)160-240份的濃度40-60%的乙酸、質(zhì)量份數(shù)0.2-0.5份的偶氮類引發(fā)劑、質(zhì)量份數(shù)20-25份的20-40%氫氧化鈉、質(zhì)量份數(shù)20-25份的曱醇、質(zhì)量份數(shù)30-50份的磺化劑和20-40°/。氫氧化鈉ph值調(diào)節(jié)劑；該隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑的制造工藝為1)稱取質(zhì)量份數(shù)80-120份乙烯、質(zhì)量份數(shù)160-240份的濃度40-60°/。的乙酸》文入高壓反應(yīng)釜中；2)將氮?dú)饩徛ㄈ敫邏悍磻?yīng)釜中，至0.5-0.7MPa，加熱高壓反應(yīng)釜至160~200°C;3)加入質(zhì)量份數(shù)0.2-0.5份的偶氮類引發(fā)劑，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)6-8小時(shí)，得到粘稠聚合物；4)向聚合物中加入各質(zhì)量份數(shù)為20-25份質(zhì)量的20-40%氫氧化鈉和曱醇，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)0.2-1小時(shí)；5)加入質(zhì)量份數(shù)30-50份磺化劑，反應(yīng)2-4小時(shí)；6)降溫至常溫，加入質(zhì)量份數(shù)10-5Q份蒸餾水，稍作稀釋，用20-40°/。的氫氧化鈉溶液中和至pH值為7-8,然后提純，烘干，粉碎，得淡黃色粉狀樣品即為隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑；偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈；或?yàn)榕嫉愇祀?；或?yàn)榈惛妫皇S化劑為氯磺酸；或?yàn)榘l(fā)煙;危酸。本發(fā)明隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑的工作原理及有益效果該隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑具有與井壁上的泥頁巖、粘土等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)活性基團(tuán)；或能與井壁上的泥頁巖、粘土等強(qiáng)吸附或形成氫鍵基團(tuán)。這些基團(tuán)包括磺酸根基、羥基或胺基，磺酸根基、胺基電荷密度高，水化性強(qiáng)，而且這些基團(tuán)對(duì)外界陽離子的進(jìn)攻不敏感，同時(shí)這些基團(tuán)作為支鏈化的結(jié)構(gòu)可以增大整個(gè)分子結(jié)構(gòu)空間位阻，使主鏈的剛性增強(qiáng)。它能夠吸附或通過化學(xué)反應(yīng)在井壁上形成一層不透水隔離膜，即在井壁的外圍形成保護(hù)層，阻止水及鉆井液進(jìn)入地層，有效封堵地層層理裂縫、防止地層水化膨脹、防止地層內(nèi)粘土顆粒的運(yùn)移、防止井壁坍塌及保護(hù)油氣層，具有自適應(yīng)廣譜保護(hù)儲(chǔ)層效果；與現(xiàn)有的屏蔽暫堵技術(shù)相比較，克服了地層適應(yīng)范圍的寬度、盲目使用屏蔽暫堵技術(shù)帶來的油氣層保護(hù)效果差和浪費(fèi)處理劑的情況。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:一種隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑，該隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑包括質(zhì)量份數(shù)100份乙烯、質(zhì)量份數(shù)200份的濃度50%的乙酸、質(zhì)量份數(shù)0.35份的偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、質(zhì)量份數(shù)22份的30%氪氧化鈉、質(zhì)量份數(shù)22份的曱醇、質(zhì)量份數(shù)40份的磺化劑為氯磺酸和30%氫氧化鈉ph值調(diào)節(jié)劑；該隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑的制造工藝為1)稱取質(zhì)量份數(shù)100份乙烯、質(zhì)量份數(shù)200份的濃度50%的乙酸放入高壓反應(yīng)釜中；2)將氮?dú)饩徛ㄈ敫邏悍磻?yīng)釜中，至0.6MPa，加熱高壓反應(yīng)爸至180°C;3)加入質(zhì)量份數(shù)0.35份的偶氮類引發(fā)劑偶氮二異丁腈，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)7小時(shí)，得到粘稠聚合物；4)向聚合物中加入各質(zhì)量份數(shù)為22份質(zhì)量的30%氫氧化鈉和曱醇，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)0.5小時(shí)；5)加入質(zhì)量份數(shù)40份磺化劑，反應(yīng)3小時(shí)；6)降溫至常溫，加入質(zhì)量份數(shù)1G份蒸餾水，稍微稀釋一下，用30°/。的氫氧化鈉溶液中和至pH值為7，然后l^純，烘干，粉^晬，得淡黃色粉狀樣品即為隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑。該隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑用吉林大情字地區(qū)油田儲(chǔ)層的天然巖心，在模擬現(xiàn)場(chǎng)條件下(溫度7(TC左右，損害壓差3.5mPa,損害梯度為200-s)按照動(dòng)態(tài)模擬現(xiàn)場(chǎng)鉆井液損害時(shí)的試驗(yàn)步驟，評(píng)價(jià)了成膜鉆井液，鉆井液損害后巖心的滲透率恢復(fù)值試驗(yàn)結(jié)果見表1。用翼東油田儲(chǔ)層巖測(cè)定了冀東油田L(fēng)B1-13-22井井深3200m處現(xiàn)場(chǎng)井漿加入隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑前后對(duì)鉆井液動(dòng)濾失量和模擬現(xiàn)場(chǎng)條件下(溫度10(TC,損害壓差3.5mPa,損害梯度為200-s)按照動(dòng)態(tài)模擬現(xiàn)場(chǎng)鉆井液損害時(shí)的試驗(yàn)步驟，評(píng)價(jià)了鉆井液損害后巖心的滲透率恢復(fù)值試驗(yàn)結(jié)果見表2。試驗(yàn)結(jié)果表明，隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑能有效的降低鉆井液的動(dòng)濾失量，具有很好的封堵能力，可以有效阻止鉆井液及鉆井液濾液滲入泥頁巖體內(nèi)，具有很好的穩(wěn)定井壁性能。經(jīng)隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑處理劑后的鉆井液巖心滲透率恢復(fù)值有較大幅度地提高，具有很好的保護(hù)儲(chǔ)層性能。表1隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑動(dòng)態(tài)損害天然巖心評(píng)價(jià)試驗(yàn)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑對(duì)鉆井液動(dòng)濾失量和巖心滲透率的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>冀東油田的二開硅基鉆井液轉(zhuǎn)化為成膜鉆井液，在120。C,壓差3.5MPa,速梯為200-s條件下，按照動(dòng)態(tài)模擬現(xiàn)場(chǎng)鉆井液損害時(shí)的試驗(yàn)步驟，測(cè)定了經(jīng)隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑處理后的硅基鉆井液損害后巖心的滲透率恢復(fù)值，試驗(yàn)結(jié)果見表3。試驗(yàn)結(jié)果表明，隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑能提高硅基鉆井液損害后的滲透率恢復(fù)值，儲(chǔ)層保護(hù)效果明顯。表3CMJ—2對(duì)硅基鉆井液動(dòng)濾失量和巖心滲透率的影響<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>綜上所述，該隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑在井壁的外圍形成保護(hù)層，阻止水及鉆井液進(jìn)入地層，有效封堵地層層理裂縫、防止地層水化膨脹、防止地層內(nèi)粘土顆粒的運(yùn)移、防止井壁坍塌及保護(hù)油氣層，具有自適應(yīng)廣譜保護(hù)儲(chǔ)層效果。實(shí)施例2:—種隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑，該隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑包括質(zhì)量份數(shù)80份乙烯、質(zhì)量份數(shù)160份的濃度60%的乙酸、質(zhì)量份數(shù)0.2份的偶氮類引發(fā)劑偶氮二異戊腈、質(zhì)量份數(shù)20份的40%氬氧化鈉、質(zhì)量份數(shù)20份的曱醇、質(zhì)量份數(shù)30份的磺化劑發(fā)煙硫酸和20%氫氧化鈉ph值調(diào)節(jié)劑；該隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑的制造工藝為1)稱取質(zhì)量份數(shù)80份乙烯、質(zhì)量份數(shù)160份的濃度60%的乙酸放入高壓反應(yīng)蒼中；2)將氮?dú)饩徛ㄈ敫邏悍磻?yīng)釜中，至0.5MPa，加熱高壓反應(yīng)釜至16(TC;3)加入質(zhì)量份數(shù)0.2-0.5份的偶氮類引發(fā)劑偶氮二異戊腈，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)6小時(shí)，得到粘稠聚合物；4)向聚合物中加入各質(zhì)量份數(shù)為20份質(zhì)量的4W氫氧化鈉和曱醇，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)0.2小時(shí)；5)加入質(zhì)量份數(shù)30份磺化劑發(fā)煙硫酸，反應(yīng)2小時(shí)；6)降溫至常溫，加入質(zhì)量份數(shù)50份蒸餾水，用2W的氫氧化鈉溶液中和至pH值為8，然后提純，烘干，粉碎，得淡黃色粉狀樣品即為隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑；重復(fù)實(shí)施例1的實(shí)驗(yàn)，得出該隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑在井壁的外圍形成保護(hù)層，阻止水及鉆井液進(jìn)入地層，有效封堵地層層理裂縫、防止地層水化膨脹、防止地層內(nèi)粘土顆粒的運(yùn)移、防止井壁坍塌及保護(hù)油氣層，具有自適應(yīng)廣鐠保護(hù)儲(chǔ)層效果。實(shí)施例3:—種隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑，該隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑包括質(zhì)量份數(shù)120份乙烯、質(zhì)量份數(shù)240份的濃度40%的乙酸、質(zhì)量份數(shù)0.5份的偶氮類引發(fā)劑氮二異庚腈、質(zhì)量份數(shù)25份的20%氫氧化鈉、質(zhì)量份數(shù)25份的曱醇、質(zhì)量份數(shù)50份的磺化劑發(fā)煙硫酸和40%氫氧化鈉ph值調(diào)節(jié)劑；該隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑的制造工藝為1)稱取質(zhì)量份數(shù)120份乙烯、質(zhì)量份數(shù)240份的濃度40%的乙酸放入高壓反應(yīng)釜中；2)將氮?dú)饩徛ㄈ敫邏悍磻?yīng)釜中，至0.7MPa，加熱高壓反應(yīng)爸至200°C;3)加入質(zhì)量份數(shù)0.5份的偶氮類引發(fā)劑氮二異庚腈，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)8小時(shí)，得到粘稠聚合物；4)向聚合物中加入各質(zhì)量份數(shù)為25份質(zhì)量的20%氫氧化鈉和曱醇，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)1小時(shí)；5)加入質(zhì)量份數(shù)50份磺化劑發(fā)煙硫酸，反應(yīng)4小時(shí)；6)降溫至常溫，加入質(zhì)量份數(shù)30份的蒸餾水，用40%的氫氧化鈉溶液中和至pH值為8,然后提純，烘干，粉碎，得淡黃色粉狀樣品即為隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑。重復(fù)實(shí)施例1-的實(shí)驗(yàn)，得出該隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑在井壁的外圍形成保護(hù)層，阻止水及鉆井液進(jìn)入地層，有效封堵地層層理裂縫、防止地層水化膨脹、防止地層內(nèi)粘土顆粒的運(yùn)移、防止井壁坍塌及保護(hù)油氣層，具有自適應(yīng)廣譜保護(hù)儲(chǔ)層效果。綜上所述，本發(fā)明提供的提供一種隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑及其制造工藝，在井壁的外圍形成保護(hù)層，阻止水及鉆井液進(jìn)入地層，有效封堵地層層理裂縫、防止地層水化膨脹、防止地層內(nèi)粘土顆粒的運(yùn)移、防止井壁坍塌及保護(hù)油氣層，具有自適應(yīng)廣譜保護(hù)儲(chǔ)層效果。雖然本發(fā)明利用上述實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地闡述，但并不是限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，應(yīng)當(dāng)可作各種的更動(dòng)與修改，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1、一種隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑，其特征在于該隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑包括質(zhì)量份數(shù)80-120份乙烯、質(zhì)量份數(shù)160-240份的濃度40-60％的乙酸、質(zhì)量份數(shù)0.2-0.5份的偶氮類引發(fā)劑、質(zhì)量份數(shù)20-25份的20-40％氫氧化鈉、質(zhì)量份數(shù)20-25份的甲醇、質(zhì)量份數(shù)30-50份的磺化劑和20-40％氫氧化鈉ph值調(diào)節(jié)劑。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑，其特征在于所述的偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈；或?yàn)榕嫉愇祀?；或?yàn)榈惛妗?、根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑，其特征在于所述的磺化劑為氯磺酸；或?yàn)榘l(fā)煙^5克酸。4、一種合成如權(quán)利要求1所述的隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑的制造工藝，其特征在于1)稱取質(zhì)量份數(shù)80-120份乙烯、質(zhì)量份數(shù)160-240份的濃度40-60%的乙酸放入高壓反應(yīng)釜中；2)將氮?dú)饩徛ㄈ敫邏悍磻?yīng)釜中，至O.5-0.7MPa,加熱高壓反應(yīng)釜至160~200°C;3)加入質(zhì)量份數(shù)O.2-0.5份的偶氮類引發(fā)劑，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)6-8小時(shí)，得到粘稠聚合物；4)向聚合物中加入各質(zhì)量份數(shù)為20-25份質(zhì)量的20-40%氫氧化鈉和曱醇，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)0.2-1小時(shí)；5)加入質(zhì)量份數(shù)30-50份磺化劑，反應(yīng)2-4小時(shí)；6)降溫至常溫，加入質(zhì)量份數(shù)10-50份的蒸餾水，用20-40°/。的氫氧化鈉溶液中和至pH值為7-8，然后提純，烘干，粉碎，得到淡黃色粉狀樣品即為隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑制造工藝，其特征在于所述的偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈；或?yàn)榕嫉愇祀?；或?yàn)榈惛妗?、根據(jù)權(quán)利要求4所述的隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑制造工藝，其特征在于所述的磺化劑為氯磺酸；或?yàn)榘l(fā)煙硫酸。全文摘要本發(fā)明公開了一種隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑及其制造工藝，其包括質(zhì)量份數(shù)80-120份乙烯、160-240份的濃度40-60％的乙酸、0.2-0.5份的偶氮類引發(fā)劑、20-25份的20-40％氫氧化鈉、20-25份的甲醇、30-50份的磺化劑和20-40％氫氧化鈉pH值調(diào)節(jié)劑；其制造工藝為將乙烯和乙酸放入高壓反應(yīng)釜中；通氮至0.5-0.7MPa，加熱高壓反應(yīng)釜至160～200℃；加入偶氮類引發(fā)劑，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)6-8小時(shí)；加入氫氧化鈉和甲醇，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)0.2-1小時(shí)；加入磺化劑，反應(yīng)2-4小時(shí)；加入一定量的蒸餾水，用氫氧化鈉溶液中和至pH值為7-8；該隔離膜儲(chǔ)層保護(hù)劑，在井壁的外圍形成保護(hù)層，阻止水及鉆井液進(jìn)入地層，有效封堵地層層理裂縫、防止地層水化膨脹、防止地層內(nèi)粘土顆粒的運(yùn)移、防止井壁坍塌及保護(hù)油氣層，具有自適應(yīng)廣譜保護(hù)儲(chǔ)層效果。文檔編號(hào)C09K8/40GK101220262SQ20071030448公開日2008年7月16日申請(qǐng)日期2007年12月28日優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日發(fā)明者孫金生,楊澤星申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院