本发明涉及压井液制备
技术领域：
，尤其涉及一种暂堵型低游离水压井液及其制备方法。
背景技术：
：在油气井压井修井等作业中，压井、修井工作液性能的优劣，直接影响到油气井受伤害程度和产量的高低。采用常规的水基修井液返排容易，但滤失大、对地层伤害大，特别是粘土含量比较高的井，水锁伤害严重，不少油气井修井作业完后，产量大幅降低，难以恢复到原先的水平。国内一些气田对于低压气井作业，主要采用泡沫压井液体系、固相暂堵压井液体系及不压井作业等，各种方法都有一定的优缺点：泡沫压井液体系失水小，对储层伤害低，但工艺复杂、稳定周期短，环境污染大，密度难控制；固相暂堵压井液体系对后续入井液要求不高，但投产前必须酸洗，对油气层有损害。因此，制备一种密度可调整、配置方便、不引起粘土膨胀、具有一定承压能力而对地层伤害低的压井液是目前所要解决的问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明提供了一种暂堵型低游离水压井液。本发明的暂堵型低游离水压井液具有低滤失，有效抑制黏土膨胀的性能，同时，其形成的暂堵层具备极高的承压能力，能够防止压井液漏失，有效的保护储层。本发明的暂堵型低游离水压井液，由以下质量百分数的原料构成：密度调节剂5～50％增稠剂0.05～0.15％改性剂0.1～1％吸水聚合物颗粒0.1～1％，其余为水。优选的，所述密度调节剂为nacl、kcl、cacl2、焦磷酸盐、羧酸盐、铬酸盐、硅酸盐中的一种或多种；优选的，所述增稠剂为羟丙基胍胶、羧甲基纤维素、阴离子型聚丙烯酰胺中的一种或多种；优选的，所述改性剂为气相亲水型纳米二氧化硅、蒙脱土、活性粘土、硅藻土、海泡石粉中的一种或多种。优选的，所述吸水聚合物颗粒是由粒径为1mm的吸水聚合物颗粒(北京希涛公司，型号：sf-1)和粒径为3mm的吸水聚合物颗粒(北京希涛公司，型号：sf-2)按质量比为1：2混合而成。本发明暂堵型低游离水压井液的制备方法，包括以下步骤：(1)按比例将密度调节剂加入到45～65％的清水中，得到密度调节剂溶液；(2)按比例将增稠剂、改性剂加入到25～40％的清水中，搅拌15～20分钟至均匀；(3)按比例将步骤(1)和步骤(2)的溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；(4)将吸水聚合物颗粒加入(3)中的混合溶液中，加入余量的清水，搅拌20min至液体均匀后静置，溶胀40～80分钟，得到暂堵型低游离水压井液，所述暂堵型低游离水压井液的密度为1.0～1.5g/cm3。本发明先制备两种不同的溶液再进行混合，是由于加入密度调节剂后，再加其他组份，导致溶解速度较慢，而分别配置密度调节剂溶液，和增稠剂、改性剂溶液，再进行混合，可以加快溶解速度。常规的堵漏型压井液承压能力达不到要求，造成压井效果不佳，本发明的压井液体系中添加了一种吸水聚合物颗粒，聚合物由于交联聚合过程形成了亲水性的三维空间网络结构，其吸水能力的大小与其自身的化学结构和聚集状态中极性基团的分布状态有关，分子链存在大量的亲水基团(羧基及羧基离子)，当与水接触时会与水发生水合作用使网链扩张，同时交联分子内部亲水的离子浓度较高，造成网链内外产生渗透压，促使水分子向高分子内部渗透，另外网链上的同性基团相互排斥，使网链进一步扩张，通过这样的分子之间的作用机理，交联聚合物可以吸收大量的水分，形成的交联网状结构具有溶胀不溶解的性能。本发明制备的暂堵型低游离水压井液，适用于温度在90℃以内的油气井压井作业，具有低滤失，有效抑制黏土膨胀的性能，同时，其形成的暂堵层具备极高的承压能力，能够防止压井液漏失，有效的保护储层。其密度在1.0g/cm3～1.5g/cm3可调，承压能力≤21mpa，气测反向突破压力＜0.6mpa，游离水＜10％，压井液的表面张力小于30mn/m，80℃下对油管腐蚀率＜0.3mm/a，对油管的腐蚀性低。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的暂堵型低游离水压井液，密度在1.0g/cm3～1.5g/cm3可调，可以满足在多种施工需求下的灵活调整；承压能力≥21mpa，具备极高的承压能力，施工成功率高，可以满足中深井的压井作业；气测反向突破压力＜0.6mpa，对地层的伤害小，作业结束后，通过氮气举升返排，气测反向突破压力小，气井的恢复产量速度快，对气井的作业伤害小；游离水＜10％，漏失量小，因液体漏失而造成对地层的伤害小；压井液的表面张力小于30mn/m，不产生水锁伤害；80℃下对油管腐蚀率＜0.3mm/a，对油管的腐蚀性低。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例1一种暂堵型低游离水压井液，由以下质量百分数的原料构成：密度调节剂15％，增稠剂0.1％，改性剂0.1％，吸水聚合物颗粒0.5％，其余为水。其制备方法如下：(1)在烧杯a中盛50ml清水，加入15g密度调节剂(氯化钾与乙酸钠的质量比为1：14的混合物)，搅拌15min至完全溶解，得到密度调节剂溶液；(2)在烧杯b中盛30ml清水，加入0.1g增稠剂羧甲基纤维素，0.1g改性剂蒙脱土，搅拌20分钟至均匀；(3)将烧杯a和b中的溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；(4)将0.3g粒径为1mm的吸水聚合物颗粒，0.2g粒径为3mm的吸水聚合物颗粒加入步骤(3)中的混合溶液中，加入剩余的4.3ml清水，搅拌20min至液体均匀后静置，溶胀40分钟，得到暂堵型低游离水压井液该暂堵型低游离水压井液的密度为1.1g/cm3，突破压力≤4mpa，气测反向突破压力＜0.6mpa。实施例2一种暂堵型低游离水压井液，由以下质量百分数的原料构成：密度调节剂23％增稠剂0.15％改性剂0.1％吸水聚合物颗粒0.55％，其余为水。其制备方法如下：(1)在烧杯a中盛40ml清水，加入23g密度调节剂(氯化钾与乙酸钠的质量比为2：21的混合物)，搅拌15min至完全溶解，得到密度调节剂溶液；(2)在烧杯b中盛30ml清水，加入0.15g增稠剂羟丙基胍胶，0.1g改性剂活性粘土，搅拌20分钟至均匀；(3)将烧杯a和b中的溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；(4)将0.3g粒径为1mm的吸水聚合物颗粒，0.25g粒径为3mm的吸水聚合物颗粒加入步骤(3)中的混合溶液中，加入剩余的6.2ml清水，搅拌20min至液体均匀后静置，溶胀40分钟，得到暂堵型低游离水压井液。该暂堵型低游离水压井液的密度1.15g/cm3，突破压力≤4mpa，气测反向突破压力＜0.6mpa。实施例3一种暂堵型低游离水压井液，由以下质量百分数的原料构成：密度调节剂29％增稠剂0.1％改性剂0.1％吸水聚合物颗粒0.65％，其余为水。其制备方法如下：(1)在烧杯a中盛40ml清水，加入29g密度调节剂甲酸钠，搅拌15min至完全溶解，得到密度调节剂溶液；(2)在烧杯b中盛25ml清水，加入0.1g增稠剂阴离子聚丙烯酰胺，0.1g改性剂蒙脱土，搅拌20分钟至均匀；(3)将烧杯a和b中的溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；(4)将0.3g粒径为1mm的吸水聚合物颗粒，0.35g粒径为3mm的吸水聚合物颗粒加入步骤(3)中的混合溶液中，加入剩余的5.15ml清水，搅拌20min至液体均匀后静置，溶胀60分钟，得到暂堵型低游离水压井液。该暂堵型低游离水压井液的密度1.20g/cm3，突破压力≤6mpa，气测反向突破压力＜0.6mpa。实施例4一种暂堵型低游离水压井液，由以下质量百分数的原料构成：密度调节剂37％增稠剂0.1％改性剂0.1％吸水聚合物颗粒0.7％，其余为水。其制备方法如下：(1)在烧杯a中盛35ml清水，加入37g密度调节剂甲酸钠，搅拌15min至完全溶解，得到密度调节剂溶液；(2)在烧杯b中盛20ml清水，加入0.1g增稠剂羟丙基胍胶，0.1g改性剂气相纳米二氧化硅，搅拌20分钟至均匀；(3)将烧杯a和b中的溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；(4)将0.3g粒径为1mm的吸水聚合物颗粒，0.4g粒径为3mm的吸水聚合物颗粒加入步骤(3)中的混合溶液中，加入剩余的7.1ml清水，搅拌20min至液体均匀后静置，溶胀70分钟，得到暂堵型低游离水压井液。该暂堵型低游离水压井液的密度1.25g/cm3，突破压力≤8mpa，气测反向突破压力＜0.6mpa。实施例5一种暂堵型低游离水压井液，由以下质量百分数的原料构成：密度调节剂37％增稠剂0.1％改性剂0.3％吸水聚合物颗粒0.8％，其余为水。其制备方法如下：(1)在烧杯a中盛35ml清水，加入37g密度调节剂甲酸钠，搅拌15min至完全溶解，得到密度调节剂溶液；(2)在烧杯b中盛20ml清水，加入0.1g增稠剂羟丙基胍胶，0.3g改性剂(气相纳米二氧化硅与蒙脱土的质量比为2:1的混合物)，搅拌20分钟至均匀；(3)将烧杯a和b中的溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；(4)将0.3g粒径为1mm的吸水聚合物颗粒，0.5g粒径为3mm的吸水聚合物颗粒加入步骤(3)中的混合溶液中，加入剩余的7.1ml清水，搅拌20min至液体均匀后静置，溶胀80分钟，得到暂堵型低游离水压井液。该暂堵型低游离水压井液的密度1.25g/cm3，突破压力≤15mpa，气测反向突破压力＜0.6mpa。实施例6一种暂堵型低游离水压井液，由以下质量百分数的原料构成：密度调节剂37％增稠剂0.1％改性剂0.3％吸水聚合物颗粒0.9％，其余为水。其制备方法如下：(1)在烧杯a中盛35ml清水，加入37g密度调节剂甲酸钠，搅拌15min至完全溶解，得到密度调节剂溶液；(2)在烧杯b中盛20ml清水，加入0.1g增稠剂羟丙基胍胶，0.3g改性剂气相纳米二氧化硅，搅拌20分钟至均匀；(3)将烧杯a和b中的溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；(4)将0.3g粒径为1mm的吸水聚合物颗粒，0.6g粒径为3mm的吸水聚合物颗粒加入步骤(3)中的混合溶液中，加入剩余的7.1ml清水，搅拌20min至液体均匀后静置，溶胀80分钟，得到暂堵型低游离水压井液。该暂堵型低游离水压井液的密度1.25g/cm3，突破压力≤21mpa，气测反向突破压力＜0.6mpa。实施例1～6的暂堵型低游离水压井液在不同压力下的失水率如表1：表1实施例1～6的暂堵型低游离水压井液不同温度下对油管腐蚀率如表2：表2实施例1～6的暂堵型低游离水压井液的表面张力如表3：表3实施例压井液密度(g/cm3)表秒张力mn/m实施例11.0026.0实施例21.1528.5实施例31.2029.3实施例41.2529.7实施例51.2529.6实施例61.2529.8以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12
技术领域：
，尤其涉及一种暂堵型低游离水压井液及其制备方法。
背景技术：
：在油气井压井修井等作业中，压井、修井工作液性能的优劣，直接影响到油气井受伤害程度和产量的高低。采用常规的水基修井液返排容易，但滤失大、对地层伤害大，特别是粘土含量比较高的井，水锁伤害严重，不少油气井修井作业完后，产量大幅降低，难以恢复到原先的水平。国内一些气田对于低压气井作业，主要采用泡沫压井液体系、固相暂堵压井液体系及不压井作业等，各种方法都有一定的优缺点：泡沫压井液体系失水小，对储层伤害低，但工艺复杂、稳定周期短，环境污染大，密度难控制；固相暂堵压井液体系对后续入井液要求不高，但投产前必须酸洗，对油气层有损害。因此，制备一种密度可调整、配置方便、不引起粘土膨胀、具有一定承压能力而对地层伤害低的压井液是目前所要解决的问题。技术实现要素：有鉴于此，本发明提供了一种暂堵型低游离水压井液。本发明的暂堵型低游离水压井液具有低滤失，有效抑制黏土膨胀的性能，同时，其形成的暂堵层具备极高的承压能力，能够防止压井液漏失，有效的保护储层。本发明的暂堵型低游离水压井液，由以下质量百分数的原料构成：密度调节剂5～50％增稠剂0.05～0.15％改性剂0.1～1％吸水聚合物颗粒0.1～1％，其余为水。优选的，所述密度调节剂为nacl、kcl、cacl2、焦磷酸盐、羧酸盐、铬酸盐、硅酸盐中的一种或多种；优选的，所述增稠剂为羟丙基胍胶、羧甲基纤维素、阴离子型聚丙烯酰胺中的一种或多种；优选的，所述改性剂为气相亲水型纳米二氧化硅、蒙脱土、活性粘土、硅藻土、海泡石粉中的一种或多种。优选的，所述吸水聚合物颗粒是由粒径为1mm的吸水聚合物颗粒(北京希涛公司，型号：sf-1)和粒径为3mm的吸水聚合物颗粒(北京希涛公司，型号：sf-2)按质量比为1：2混合而成。本发明暂堵型低游离水压井液的制备方法，包括以下步骤：(1)按比例将密度调节剂加入到45～65％的清水中，得到密度调节剂溶液；(2)按比例将增稠剂、改性剂加入到25～40％的清水中，搅拌15～20分钟至均匀；(3)按比例将步骤(1)和步骤(2)的溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；(4)将吸水聚合物颗粒加入(3)中的混合溶液中，加入余量的清水，搅拌20min至液体均匀后静置，溶胀40～80分钟，得到暂堵型低游离水压井液，所述暂堵型低游离水压井液的密度为1.0～1.5g/cm3。本发明先制备两种不同的溶液再进行混合，是由于加入密度调节剂后，再加其他组份，导致溶解速度较慢，而分别配置密度调节剂溶液，和增稠剂、改性剂溶液，再进行混合，可以加快溶解速度。常规的堵漏型压井液承压能力达不到要求，造成压井效果不佳，本发明的压井液体系中添加了一种吸水聚合物颗粒，聚合物由于交联聚合过程形成了亲水性的三维空间网络结构，其吸水能力的大小与其自身的化学结构和聚集状态中极性基团的分布状态有关，分子链存在大量的亲水基团(羧基及羧基离子)，当与水接触时会与水发生水合作用使网链扩张，同时交联分子内部亲水的离子浓度较高，造成网链内外产生渗透压，促使水分子向高分子内部渗透，另外网链上的同性基团相互排斥，使网链进一步扩张，通过这样的分子之间的作用机理，交联聚合物可以吸收大量的水分，形成的交联网状结构具有溶胀不溶解的性能。本发明制备的暂堵型低游离水压井液，适用于温度在90℃以内的油气井压井作业，具有低滤失，有效抑制黏土膨胀的性能，同时，其形成的暂堵层具备极高的承压能力，能够防止压井液漏失，有效的保护储层。其密度在1.0g/cm3～1.5g/cm3可调，承压能力≤21mpa，气测反向突破压力＜0.6mpa，游离水＜10％，压井液的表面张力小于30mn/m，80℃下对油管腐蚀率＜0.3mm/a，对油管的腐蚀性低。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明的暂堵型低游离水压井液，密度在1.0g/cm3～1.5g/cm3可调，可以满足在多种施工需求下的灵活调整；承压能力≥21mpa，具备极高的承压能力，施工成功率高，可以满足中深井的压井作业；气测反向突破压力＜0.6mpa，对地层的伤害小，作业结束后，通过氮气举升返排，气测反向突破压力小，气井的恢复产量速度快，对气井的作业伤害小；游离水＜10％，漏失量小，因液体漏失而造成对地层的伤害小；压井液的表面张力小于30mn/m，不产生水锁伤害；80℃下对油管腐蚀率＜0.3mm/a，对油管的腐蚀性低。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例1一种暂堵型低游离水压井液，由以下质量百分数的原料构成：密度调节剂15％，增稠剂0.1％，改性剂0.1％，吸水聚合物颗粒0.5％，其余为水。其制备方法如下：(1)在烧杯a中盛50ml清水，加入15g密度调节剂(氯化钾与乙酸钠的质量比为1：14的混合物)，搅拌15min至完全溶解，得到密度调节剂溶液；(2)在烧杯b中盛30ml清水，加入0.1g增稠剂羧甲基纤维素，0.1g改性剂蒙脱土，搅拌20分钟至均匀；(3)将烧杯a和b中的溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；(4)将0.3g粒径为1mm的吸水聚合物颗粒，0.2g粒径为3mm的吸水聚合物颗粒加入步骤(3)中的混合溶液中，加入剩余的4.3ml清水，搅拌20min至液体均匀后静置，溶胀40分钟，得到暂堵型低游离水压井液该暂堵型低游离水压井液的密度为1.1g/cm3，突破压力≤4mpa，气测反向突破压力＜0.6mpa。实施例2一种暂堵型低游离水压井液，由以下质量百分数的原料构成：密度调节剂23％增稠剂0.15％改性剂0.1％吸水聚合物颗粒0.55％，其余为水。其制备方法如下：(1)在烧杯a中盛40ml清水，加入23g密度调节剂(氯化钾与乙酸钠的质量比为2：21的混合物)，搅拌15min至完全溶解，得到密度调节剂溶液；(2)在烧杯b中盛30ml清水，加入0.15g增稠剂羟丙基胍胶，0.1g改性剂活性粘土，搅拌20分钟至均匀；(3)将烧杯a和b中的溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；(4)将0.3g粒径为1mm的吸水聚合物颗粒，0.25g粒径为3mm的吸水聚合物颗粒加入步骤(3)中的混合溶液中，加入剩余的6.2ml清水，搅拌20min至液体均匀后静置，溶胀40分钟，得到暂堵型低游离水压井液。该暂堵型低游离水压井液的密度1.15g/cm3，突破压力≤4mpa，气测反向突破压力＜0.6mpa。实施例3一种暂堵型低游离水压井液，由以下质量百分数的原料构成：密度调节剂29％增稠剂0.1％改性剂0.1％吸水聚合物颗粒0.65％，其余为水。其制备方法如下：(1)在烧杯a中盛40ml清水，加入29g密度调节剂甲酸钠，搅拌15min至完全溶解，得到密度调节剂溶液；(2)在烧杯b中盛25ml清水，加入0.1g增稠剂阴离子聚丙烯酰胺，0.1g改性剂蒙脱土，搅拌20分钟至均匀；(3)将烧杯a和b中的溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；(4)将0.3g粒径为1mm的吸水聚合物颗粒，0.35g粒径为3mm的吸水聚合物颗粒加入步骤(3)中的混合溶液中，加入剩余的5.15ml清水，搅拌20min至液体均匀后静置，溶胀60分钟，得到暂堵型低游离水压井液。该暂堵型低游离水压井液的密度1.20g/cm3，突破压力≤6mpa，气测反向突破压力＜0.6mpa。实施例4一种暂堵型低游离水压井液，由以下质量百分数的原料构成：密度调节剂37％增稠剂0.1％改性剂0.1％吸水聚合物颗粒0.7％，其余为水。其制备方法如下：(1)在烧杯a中盛35ml清水，加入37g密度调节剂甲酸钠，搅拌15min至完全溶解，得到密度调节剂溶液；(2)在烧杯b中盛20ml清水，加入0.1g增稠剂羟丙基胍胶，0.1g改性剂气相纳米二氧化硅，搅拌20分钟至均匀；(3)将烧杯a和b中的溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；(4)将0.3g粒径为1mm的吸水聚合物颗粒，0.4g粒径为3mm的吸水聚合物颗粒加入步骤(3)中的混合溶液中，加入剩余的7.1ml清水，搅拌20min至液体均匀后静置，溶胀70分钟，得到暂堵型低游离水压井液。该暂堵型低游离水压井液的密度1.25g/cm3，突破压力≤8mpa，气测反向突破压力＜0.6mpa。实施例5一种暂堵型低游离水压井液，由以下质量百分数的原料构成：密度调节剂37％增稠剂0.1％改性剂0.3％吸水聚合物颗粒0.8％，其余为水。其制备方法如下：(1)在烧杯a中盛35ml清水，加入37g密度调节剂甲酸钠，搅拌15min至完全溶解，得到密度调节剂溶液；(2)在烧杯b中盛20ml清水，加入0.1g增稠剂羟丙基胍胶，0.3g改性剂(气相纳米二氧化硅与蒙脱土的质量比为2:1的混合物)，搅拌20分钟至均匀；(3)将烧杯a和b中的溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；(4)将0.3g粒径为1mm的吸水聚合物颗粒，0.5g粒径为3mm的吸水聚合物颗粒加入步骤(3)中的混合溶液中，加入剩余的7.1ml清水，搅拌20min至液体均匀后静置，溶胀80分钟，得到暂堵型低游离水压井液。该暂堵型低游离水压井液的密度1.25g/cm3，突破压力≤15mpa，气测反向突破压力＜0.6mpa。实施例6一种暂堵型低游离水压井液，由以下质量百分数的原料构成：密度调节剂37％增稠剂0.1％改性剂0.3％吸水聚合物颗粒0.9％，其余为水。其制备方法如下：(1)在烧杯a中盛35ml清水，加入37g密度调节剂甲酸钠，搅拌15min至完全溶解，得到密度调节剂溶液；(2)在烧杯b中盛20ml清水，加入0.1g增稠剂羟丙基胍胶，0.3g改性剂气相纳米二氧化硅，搅拌20分钟至均匀；(3)将烧杯a和b中的溶液混合，搅拌均匀得到混合溶液；(4)将0.3g粒径为1mm的吸水聚合物颗粒，0.6g粒径为3mm的吸水聚合物颗粒加入步骤(3)中的混合溶液中，加入剩余的7.1ml清水，搅拌20min至液体均匀后静置，溶胀80分钟，得到暂堵型低游离水压井液。该暂堵型低游离水压井液的密度1.25g/cm3，突破压力≤21mpa，气测反向突破压力＜0.6mpa。实施例1～6的暂堵型低游离水压井液在不同压力下的失水率如表1：表1实施例1～6的暂堵型低游离水压井液不同温度下对油管腐蚀率如表2：表2实施例1～6的暂堵型低游离水压井液的表面张力如表3：表3实施例压井液密度(g/cm3)表秒张力mn/m实施例11.0026.0实施例21.1528.5实施例31.2029.3实施例41.2529.7实施例51.2529.6实施例61.2529.8以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12
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