低温淡水绒囊工作液成膜剂的制作方法
【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膜剂，该低温淡水绒囊工作液成膜剂由三乙醇胺、乙醇与十二醇配制而成，本发明所提供的低温淡水绒囊工作液成膜剂，主要用于在绒囊气核外形成包裹气核的膜层，有效降低气核与连续相间的表面张力，同时，在气核外形成包裹气核的高黏层，能够有效防止气核内气体逸出，保持气核稳定，提高绒囊强度，且该成膜剂与一般低温淡水绒囊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，是一种低温淡水绒囊工作液成膜剂。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种低温淡水绒囊工作液成膜剂，特别是指一种适用于小于等于 120°C的温度环境中的低温淡水绒囊工作液成膜剂。 低温淡水绒囊工作液成膜剂
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 成膜剂是绒囊气核外侧成膜的关键。成膜剂能够形成绒囊结构的膜与层，增加绒 囊壁厚度，紧密包裹气核，阻止气核逸出，增加绒囊的强度。
[0009] 现有技术中用于工作液的成膜剂效果较好的其主要成分为十二烷基苯磺酸钠等。 然而这类成膜剂形成的绒囊的膜与层厚度仍比较薄、强度较低，对于有效阻止气核内气体 逸出效果不是很理想。
[0010] 因此，研发新的低温淡水绒囊工作液成膜剂，对于增强绒囊强度、延长绒囊寿命、 稳定体系中的绒囊结构具有重要意义。
【发明内容】
toon] 本发明的目的在于针对低温淡水绒囊工作液体系特点，研究提供一种低温淡水绒 囊工作液成膜剂，以在绒囊气核外形成包裹气核的膜层，初步形成绒囊结构，防止气核内气 体逸出，保持气核稳定，提高绒囊强度。
[0012] 本发明的另一目的在于提供所述的低温淡水绒囊工作液成膜剂在用于制备低温 淡水绒囊工作液中的应用。
[0013] 本发明的另一目的在于提供几种包括本发明所述低温淡水绒囊工作液成膜剂的 低温淡水绒囊工作液。
[0014] 本发明提供了一种低温淡水绒囊工作液成膜剂，该低温淡水绒囊工作液成膜剂由 三乙醇胺、乙醇与十二醇（dodecanol，或称月桂醇）配制而成。
[0015] 根据本发明的优选具体实施方案，本发明的低温淡水绒囊工作液成膜剂中，所述 三乙醇胺、乙醇和十二醇在配制时的质量比为1 :1 :(1-2)。
[0016] 本发明中，所述三乙醇胺、乙醇和十二醇均可商购获得，可选用普通工业产品。
[0017] 本发明的低温淡水绒囊工作液成膜剂，pH值为5. 0?7. 0,其密度0. 7?1. 0 g/ cm3,体积压缩率> 15%。
[0018] 本发明的低温淡水绒囊工作液成膜剂是针对低温淡水绒囊工作液体系特点而专 门设计，主要用于在绒囊气核外形成包裹气核的膜层，初步形成绒囊结构。本发明的该成膜 剂与现有技术中其它成膜剂或具有类似作用的处理剂相比，不仅能够有效降低气核与连续 相间的表面张力，还能够在气核外形成包裹气核的高黏层，能够有效防止气核内气体逸出， 保持气核稳定，提高绒囊强度。并且，本发明的该成膜剂与一般低温淡水绒囊工作液用处理 剂配伍性良好，且该成膜剂无毒、无害，为环境可接受型处理剂。
[0019] 本发明还提供了所述低温淡水绒囊工作液成膜剂在用于制备低温淡水绒囊工作 液中的应用。具体地，以低温淡水绒囊工作液中每百克的水基计，所述低温淡水绒囊工作液 成膜剂的用量为0. 1?0. 4克，可形成稳定气囊的膜层结构，具有用量少、保持气核稳定性 作用强的优点。
[0020] 本发明还提供了一种低温淡水绒囊工作液，其中包括本发明所述的低温淡水绒囊 工作液成膜剂。具体地，以低温淡水绒囊工作液中每百克的水基计，其中包括所述低温淡水 绒囊工作液成膜剂〇. 1?〇. 4克，即0. 1?0. 4 g成膜剂/100 g水，可形成稳定气囊的膜 层结构。
[0021] 根据本发明的具体实施方案，所述低温淡水绒囊工作液可以为绒囊工作液、绒囊 完井液或绒囊修井液。
[0022] _
【具体实施方式】
[0023] 下面通过具体实施例进一步详细说明本发明的低温淡水绒囊工作液成膜剂的特 点及使用效果，但本发明并不因此而受到任何限制，此处实例均为体系配制，表明成膜剂在 体系中的作用。
[0024] 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。
[0025] 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。
[0026] 实施例1 测试基液配方：淡水400g、碳酸钠0. 40g、氢氧化钠0. 40g、囊层剂2. 00g (由羧甲基淀 粉和聚阴离子纤维素以质量份数比3 :1组成)、绒毛剂2. 00g (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2X 106g/mol)、成核剂 0. 40g (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组成)、成膜剂0. 40g(由三乙醇胺、乙醇和十二 醇三种物质以质量份数比1 :1 :1组成)。各组分的质量配比为水：碳酸钠：氢氧化钠：囊层 齐[J :绒毛剂：成核剂：成膜剂为100 :0. 1 :0. 1 :0. 5 :0. 5 :0. 1 :0. 1。
[0027] 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、囊层剂、绒毛 齐?、成核剂配制成基液，再在基液中加入成膜剂，在配置过程中，处理剂添加顺序不会对体 系产生大的影响，标记为1#测试基液。其中，搅拌的速度可以控制在5000 rpm左右。
[0028] 实施例2 测试基液配方：淡水400g、碳酸钠0. 40g、氢氧化钠0. 40g、囊层剂2. 40g (由羧甲基淀 粉和聚阴离子纤维素以质量份数比4 :1组成)、绒毛剂3. 20g (由黄原胶、羟丙基胍胶与除 氧剂Na2S03以质量份数比4 :1 :1组成，其中，黄胶原的数均分子量为1. 5X107g/mol)、成核 剂0. 80g (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2 :1 :1 :1组成)、成膜剂0. 80g (由三乙醇胺、乙醇和 十二醇三种物质以质量份数比1 :1 :2组成)。各组分的质量配比为水：碳酸钠：氢氧化钠： 囊层剂：绒毛剂：成核剂：成膜剂为100 :〇. 1 :〇. 1 :〇. 6 :0. 8 :0. 2 :0. 2。
[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、囊层剂、绒毛 齐U、成核剂配制成基液，再在基液中加入成膜剂，标记为2#测试基液。其中，搅拌的速度可 以控制在5000 rpm左右。
[0030] 实施例3 测试基液配方：淡水400g、碳酸钠0. 40g、氢氧化钠0. 40g、囊层剂3. 20g (由羧甲基淀 粉和聚阴离子纤维素以质量份数比5 :1组成)、绒毛剂4. 00g (由黄原胶、羟丙基胍胶与除 氧剂Na2S03以质量份数比3 :2 :1组成，其中，黄胶原的数均分子量为2X 107g/mol)、成核剂 1. 20g (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3 :1 :1 :1组成)、成膜剂1. 20g(由三乙醇胺、乙醇和十二 醇三种物质以质量份数比1 :1 :2组成)。各组分的质量配比为水：碳酸钠：氢氧化钠：囊层 齐[J :绒毛剂：成核剂：成膜剂为100 :0. 1 :0. 1 :0. 8 :1. 0 :0. 3 :0. 3。
[0031] 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、囊层剂、绒毛 齐U，配制成基液，再在基液中加入成膜剂，标记为3#测试基液。其中，搅拌的速度可以控制 在5000 rpm左右。
[0032] 实施例4 对实施例1、2和3的1#、2#和3#低温低温淡水绒囊工作液成核剂的性能进行测试： 1 pH值 用洁净玻璃棒滴溶液于pH试纸上，对照标准色阶读数。
[0033] 2密度测定
【权利要求】
1. 一种低温淡水绒囊工作液成膜剂，该低温淡水绒囊工作液成膜剂由三乙醇胺、乙醇 与十二醇配制而成。
2. 根据权利要求1所述的低温淡水绒囊工作液成膜剂，其特征在于：所述三乙醇胺、乙 醇和十二醇在配制时的质量比为1 :1 : (1-2)。
3. 根据权利要求1所述的低温淡水绒囊工作液成膜剂，其特征在于：该成膜剂的pH值 为5. 0?7. 0,密度0· 7?1. 0 g/cm3,体积压缩率彡15%。
4. 权利要求1?3中任一项所述低温淡水绒囊工作液成膜剂在用于制备低温淡水绒囊 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：所述低温淡水绒囊工作液为工作液、完井 液或修井液。
6. 根据权利要求4或5所述的应用，其特征在于：以低温淡水绒囊工作液中每百克的 水基计，所述低温淡水绒囊工作液成膜剂的用量为〇. 1?〇. 4克。
7. -种低温淡水绒囊工作液，其中包括权利要求1?3任一项所述的低温淡水绒囊工 作液成膜剂。
8. 根据权利要求7所述的低温淡水绒囊工作液，其特征在于：以低温淡水绒囊工作液 中每百克的水基计，其中包括所述低温淡水绒囊工作液成膜剂〇. 1?〇. 4克。
9. 根据权利要求7所述的低温淡水绒囊工作液，该低温淡水绒囊工作液为工作液、完 井液或修井液。
【文档编号】C09K8/42GK104109513SQ201310130718
【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