低温绒囊工作液用成核剂的制作方法
【专利摘要】本发明是关于一种煤层气低温淡水绒囊工作液成核剂。该绒囊工作液用成核剂由十二烷基磺酸钠、聚氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基二甲基氧化铵和十二烷基硫酸三乙醇铵盐配制而成，本发明所提供的绒囊工作液用成核剂，主要用于绒囊工作液体系内形成绒囊核，具有用量小、绒囊核强度大的特点，能够有效调节绒囊工作液密度，还具有抗盐、抗钙能力强等特性，且该成核剂与一般工作液用处理剂配伍性良好，适用于小于等于120℃的温度环境，是一种低温绒囊工作液用成核剂。
【专利说明】低温绒囊工作液用成核剂
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种绒囊工作液用绒囊处理剂，特别是指一种适用于小于等于120 °C 的温度环境中的低温绒囊工作液用绒囊处理剂。
[0002]
【背景技术】
[0003] 油气井用工作流体(工作液）通常包括工作液、完井液、修井液等。
[0004] 目前，多数油田都采用封堵技术提高地层承压能力，完成漏失地层钻井、完井和修 井作业。封堵技术包括封堵材料和封堵理论。
[0005] 传统的封堵材料包括橡胶、水泥、纤维、塑料、聚合物、无机胶凝、油溶性树脂、浙 青、黏稠树脂、酸溶性堵漏材料、微化粉纤维等。但这些材料中，有的材料大小和形状与地层 漏失通道大小和形状不匹配，控制漏失效果不理想；有的材料在高温作用下强度低、承压能 力差；有的材料无法在正常作业的同时，防止漏失和遇到漏失层后自行堵漏。
[0006] 为改善封堵效果，研究人员从刚性材料入手，研究了材料大小与漏失通道大小的 匹配问题，先后提出了 1/3架桥规则、2/3架桥规则、孔喉网络模型、理想充填理论、D9(l充填 规则、屏蔽暂堵分形理论，以及固相颗粒多组分滤失模型等，以期能计算出大小合适的封堵 材料，全面封堵地层漏失通道。然而，由于地下储层孔隙大小、分布很不均匀，无法利用理论 计算的材料大小封堵地层。同时，地下漏失通道的形状很不规则，用形状较规则的材料封堵 形状不规则的漏失通道，效果肯定不尽人意。因此，上述研究理论有的仅在一定程度上解决 了漏失问题，有的仅仅停留在理论层次上。
[0007] 在封堵效果不理想的情况下，空气、雾、泡沫、可循环泡沫、微泡等气体型流体被用 于气井钻井作业。这些工作流体虽然能解决堵漏材料与漏失通道大小和形状的匹配问题， 但这些流体除可循环泡沫、微泡外，对地层稳定性要求较高，对地层流体适应性较差，且需 要特殊设备，从而限制了应用范围。而可循环泡沫、微泡虽然在一定程度上解决了井漏问 题，但应用的井深较浅，也无法全面满足钻井需要。
[0008] 绒囊是在研究微泡工作液过程中发现的一种与微泡微观结构不同的新的封堵材 料。这种含绒囊结构的封堵材料可按油气储集渗透空间变形或改变性能，最大限度地占据 储层储集和渗透空间或形成黏膜层，封堵大小不同的渗流通道。含绒囊结构的工作液、完井 液和修井液，不仅具有不须附加设备即能实现无固相密度低、控制漏失等优点，还能承受更 高温度和更大压力。
[0009] 在配制绒囊工作液时，成核剂能够降低气液表面张力，使空气随搅拌进入液相，自 然造泡，形成绒囊中心的气核。由于是一种气核，所以就使用表面活性剂发泡。石油工业常 用的表面活性剂为发泡剂，以表面活性剂的离子性看，主要是阴离子型或是非离子型。各类 型发泡剂均有各自的优缺点。阴离子型发泡剂发泡能力强，但抗盐、钙能力差。而且发泡量 大影响工作液泵吸入循环使用；非离子型发泡剂抗盐、钙能力强，但发泡能力差，影响绒囊 核形成。因此，一般应控制泡沫质量在20%左右为宜 研发新的绒囊工作液成核剂，能在绒囊工作液体系中有效形成绒囊核，并提高绒囊工 作液盐污染的能力，对于绒囊工作液的研发与应用具有重要意义。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于针对绒囊工作液体系特点，研究提供一种绒囊工作液用成核 齐IJ，以降低气液表面张力，有效在体系中形成绒囊核，调节工作液密度，同时达到具有抗盐、 钙污染效果，并适用于小于等于120°c的温度环境。
[0011] 本发明的另一目的在于提供所述的绒囊工作液用成核剂在用于制备绒囊工作液 中的应用。
[0012] 本发明的另一目的在于提供几种包括本发明所述绒囊工作液用成核剂的绒囊工 作液。
[0013] 本发明提供了一种绒囊工作液用成核剂，该绒囊工作液用成核剂由阴离子型表面 活性剂十二烷基磺酸钠、非离子型表面活性剂聚氧乙烯辛基苯酚醚、阳离子型表面活性剂 十二烷基二甲基氧化铵和十二烷基硫酸三乙醇铵盐四种物质配制而成。
[0014] 根据本发明的优选具体实施方案。本发明的绒囊工作液用成核剂中，所述十二烷 基磺酸钠、聚氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基二甲基氧化铵和十二烷基硫酸三乙醇铵盐的质 量比为1 :1 :1 :1。
[0015] 本发明中，所述十二烷基磺酸钠、聚氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基二甲基氧化铵和 十二烷基硫酸三乙醇铵盐均可商购获得，可选用普通工业产品。
[0016] 本发明的绒囊工作液用成核剂，其pH值7.0?9.0,密度0.90?1.00 g/cm3,基 液泡沫质量> 20%，基液半衰期> 120. 0 min，10%氯化钠盐水水泡沫质量> 50%，5%氯化钙 盐水泡沫质量> 50%。
[0017] 本发明的绒囊工作液用成核剂是针对绒囊工作液体系特点而专门设计，主要用于 在绒囊工作液体系内形成绒囊核。该成核剂能够降低气液表面张力，包裹随机械作用进入 体相内气体，能够有效在绒囊体系中充分形成气核。本发明的该成核剂与现有技术中其它 具有类似作用的处理剂相比，具有绒囊核稳定的特点。并且，本发明的该成核剂无毒、无害， 为环境可接受型处理剂。
[0018] 本发明还提供了所述绒囊工作液用成核剂在用于制备绒囊工作液中的应用。具体 地，以绒囊工作液中每百毫升的水计算，所述绒囊工作液用成核剂的用量为0. 1?0. 4克， 具有用量少、绒囊核作用强的优点。
[0019] 本发明还提供了一种绒囊工作液，其中包括本发明所述的绒囊工作液用成核剂。 具体地，以绒囊工作液中每百毫升的水计算，其中包括所述绒囊工作液用成核剂0. 1?0. 4 克，即0. 1?0. 4 g成核剂/100 mL水。
[0020] 根据本发明的具体实施方案，所述绒囊工作液可以为低温绒囊工作液、低温绒囊 完井液或低温绒囊修井液。
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【具体实施方式】
[0022] 下面，通过具体实施例进一步详细说明本发明的低温绒囊工作液囊核剂的特点及 使用效果，但本发明并不因此而受到任何限制。
[0023] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0024] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。 实施例
[0025] 低温绒囊工作液囊核剂的性能测试： 1 pH值 绒囊工作液囊核剂的四种组分混合均匀后形成的混合液即为成品绒囊工作液囊核剂。 用玻璃棒蘸取绒囊工作液囊核剂试样，滴于广泛pH试纸上，测量pH值，精确至个位。
[0026] 2 密度 室温下，用量程为0. 8?2. 0 g/cm3液体密度计称量囊核剂密度值。
[0027] 3绒囊处理剂淡水泡沫质量及泡沫半衰期 3. 1绒囊处理剂泡沫质量 3. 1. 1配制泡沫流体设备 高速变频无极调速搅拌器，转速〇?12000 r/min。
[0028] 3. 1. 2测试绒囊处理剂泡沫质量基液配制 淡水400 g、碳酸钠0. 40 g、氢氧化钠0. 40 g、绒囊层处理剂2. 00 g (由羧甲基淀粉和 聚阴离子纤维素以质量份数比3:1组成)、绒囊毛处理剂2.00 g (由黄原胶、羟丙基胍胶与 除氧剂Na2S03以质量份数比2 :3 :1组成，其中，黄胶原的数均分子量为2X106 g/mol)、成 核剂0. 40 g(由十二烷基磺酸钠、聚氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基二甲基氧化铵和十二烷基 硫酸三乙醇铵盐四种物质以质量份数比1 :1 :1 :1简单混合组成。各组分的质量配比为水： 碳酸钠：氢氧化钠：绒囊层处理剂：绒囊毛处理剂：成核剂为100 1 1 5 5 :0. 1。
[0029] 按照上述配方，在搅拌条件下，向淡水中依次加入碳酸钠、氢氧化钠、绒囊层处理 齐U、绒囊毛处理剂，配制成测试基液。再在基液中加入成核剂，配制成绒囊工作液测试工作 流体。整个配制过程搅拌速度可以控制在5000 rpm左右。
[0030] 将配制好的绒囊工作液测试流体全部转移入1000 mL刻度量筒内，记录下工作液 总体积& (mL)，按照式（I)计算泡沫质量& ;并开始计时，测定泡沫体积降至| mL所需 时间，即半衰期石《 (min)。
[0031] 3. 1.3泡沫质量计算 泡沫质量，是低温绒囊工作液成核剂在测试基液中，在搅拌速度5000 rpm左右下，充 分搅拌后，泡沫总体积减去测试液中水的体积与泡沫总体积的百分比。计算泡沫质量如式 (I)。
[0032]
【权利要求】
1. 一种绒囊工作液用成核剂，其特征在于：该绒囊工作液用成核剂由十二烷基磺酸 钠、聚氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基二甲基氧化铵和十二烷基硫酸三乙醇铵盐配制而成。
2. 根据权利要求1所述的绒囊工作液用成核剂，其特征在于：所述十二烷基磺酸钠、聚 氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基二甲基氧化铵和十二烷基硫酸三乙醇铵盐的配制质量比为1 : 1:1:1。
3. 根据权利要求1所述的绒囊工作液用成核剂，其特征在于：该成核剂的pH值为 7. 0?9. 0,密度为0· 90?1. 00 g/cm3,基液泡沫质量彡20%，基液半衰期彡120. 0 min，10% 氯化钠盐水泡沫质量> 50%，5%氯化钙盐水泡沫质量> 50%。
4. 权利要求1?3中任一项所述绒囊工作液用成核剂在用于制备绒囊工作液中的应 用。
5. 根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述绒囊工作液为工作液、完井液或修井 液。
6. 根据权利要求4所述的应用，其特征在于：以绒囊工作液中每百毫升的水计算，所述 绒囊工作液用成核剂的用量为〇. 1?〇. 4克。
7. -种绒囊工作液，其特征在于：其中包括权利要求1?3中任一项所述的绒囊工作 液用成核剂。
8. 根据权利要求7所述的绒囊工作液，其特征在于：以绒囊工作液中每百毫升的水基 计，其中包括所述绒囊工作液用成核剂〇. 1?〇. 4克。
9. 根据权利要求7所述的绒囊工作液，该绒囊工作液为工作液、完井液或修井液。
【文档编号】C09K8/42GK104109511SQ201310130334
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年4月16日 优先权日:2013年4月16日
【发明者】郑力会 申请人:北京力会澜博能源技术有限公司