一种油田采出水配制的钻井液及其制备方法与流程

文档序号:12694940阅读:512来源:国知局
本发明涉及油气田钻井
技术领域
,具体涉及一种油田采出水配制的钻井液及其制备方法。
背景技术
:我国大部分油田己进入石油开采的中期和后期阶段,采出液中含水量为70%~80%,有的油田甚至高达90%,而且随着开采时间的增加,含水量不断增加,造成各油田所产生的废水量非常巨大。根据长庆油田2014年12月统计结果,老油井日产液161161t,日产原油69064t,综合含水达到57.1%,有些区块含水甚至已达到80%以上,如果把大量的采出水直接外排,将会造成非常严重的环境污染,并且浪费了宝贵的水资源。鉴于长庆油田采出水越来越多、排放或注入地层对环保压力越来越大这一形势,利用采油废水配制钻井液为油田水处理提供了一种新方法,可减小钻井液对淡水资源的需求压力,降低施工成本,提高油田经济效益,实现油田可持续开发技术实现要素:本发明的目的是减少油田采出水的浪费,提供一种油田采出水配制的钻井液及其制备方法,可减小钻井液对淡水资源的需求压力,降低施工成本,提高油田经济效益,实现油田可持续开。本发明的技术方案是提供了一种油田采出水配制的钻井液,包括水和以占水的质量百分比计的以下各组分:0.1~0.3%除硫剂,0.1~0.3%钙镁离子去除剂,0.3~0.5%抗盐缓蚀剂,0.2~0.3%提粘剂,0.2~0.5%流型调节剂,0.2~0.3%絮凝包被剂,0.8~1.1%降失水剂,1~2%防塌剂,2~5%液体润滑剂,20~50%固体加重剂。所述水为油田采出水。所述除硫剂为海绵铁。所述钙镁离子去除剂为碳酸钠。所述抗盐缓蚀剂为抗盐缓蚀剂KEJ。所述提粘剂为高粘聚阴离子纤维素PAC-HV,表观粘度为≥50mPa·s;所述流型调节剂为黄原胶,相对分子质量为2×106~2×107;所述絮凝包被剂为聚丙烯酰胺;所述降失水剂包括两种:占油田采出水质量百分比0.3%的低粘聚阴离子纤维素PAC-LV和占油田采出水质量百分比0.5%的羧甲基淀粉,其中低粘聚阴离子纤维素PAC-LV表观粘度≤40mPa·s,羧甲基淀粉为羧甲基淀粉ASR-1;所述防塌剂为磺化沥青G309-JLS;所述液体润滑剂为润滑剂G303-WYR;所述固体加重剂为重晶石粉。一种油田采出水配制的钻井液的制备方法,其特征在于:至少包括以下步骤:步骤一:油田采出水的预处理;步骤二:在步骤一中预处理过的油田采出水中加入碱度调节剂,调节体系的PH值为8-9;步骤三:依次加入占油田采出水的质量百分比0.2~0.3%提粘剂,占油田采出水的质量百分比0.2~0.5%流型调节剂,占油田采出水的质量百分比0.2~0.3%絮凝包被剂,占油田采出水的质量百分比0.8~1.1%降失水剂,搅拌1~2小时,使其溶解;步骤四:再加入占油田采出水的质量百分比1%~2%防塌剂,搅拌均匀后,最后加入占油田采出水的质量百分比2~5%液体润滑剂,占油田采出水的质量百分比20~50%固体加重剂,搅拌均匀。所述步骤一油田采出水的预处理包括以下步骤:步骤1)在油田采出水中逐渐加入占油田采出水质量百分比0.1~0.3%除硫剂,搅拌均匀,并在添加过程中用醋酸铅试纸检测硫化氢含量,硫化氢含量为零时,停止添加除硫剂;步骤2)在步骤1)得到的油田采出水中加入占油田采出水质量百分比0.1~0.3%钙镁离子去除剂钙镁离子去除剂,搅拌均匀;步骤3)在步骤2)得到的油田采出水中加入占油田采出水质量百分比0.3~0.5%抗盐缓蚀剂,搅拌均匀。所述碱度调节剂为氢氧化钠。本发明的有益效果:本发明的这种油田采出水配制的钻井液通过使用油田采出水配制钻井液降低了钻井成本,同时缓解长庆区域水资源短缺和油田采出水处理压力,选用除硫剂、钙镁离子去除剂和缓蚀剂无毒可降解处理剂处理油田采出水,即满足环保要求,又不会产生硫化氢伤害,不会污染地层,可延缓钻具腐蚀速率,而且该钻井液体系具有高矿化度性高抑制性以及优异的防塌性能和润滑性能,可防止卡钻恶性事故的发生,能够满足老井侧钻水平井的安全施工要求。具体实施方式实施例1:为了减少油田采出水的浪费,本实施例提供了一种油田采出水配制的钻井液,包括水和以占水的质量百分比计的以下各组分:0.1~0.3%除硫剂,0.1~0.3%钙镁离子去除剂,0.3~0.5%抗盐缓蚀剂,0.2~0.3%提粘剂,0.2~0.5%流型调节剂,0.2~0.3%絮凝包被剂,0.8~1.1%降失水剂,1~2%防塌剂,2~5%液体润滑剂,20~50%固体加重剂,以上物质均为市售。一种油田采出水配制的钻井液的制备方法,其特征在于:至少包括以下步骤:步骤一:油田采出水的预处理:包括以下步骤:步骤1)在油田采出水中逐渐加入占油田采出水质量百分比0.1~0.3%除硫剂,搅拌均匀,并在添加过程中用醋酸铅试纸检测硫化氢含量,硫化氢含量为零时,停止添加除硫剂;步骤2)在步骤1)得到的油田采出水中加入占油田采出水质量百分比0.1~0.3%钙镁离子去除剂钙镁离子去除剂,搅拌均匀;步骤3)在步骤2)得到的油田采出水中加入占油田采出水质量百分比0.3~0.5%抗盐缓蚀剂,搅拌均匀。步骤二:在步骤一中预处理过的油田采出水中加入碱度调节剂,调节体系的PH值为8-9;步骤三:依次加入占油田采出水的质量百分比0.2~0.3%提粘剂,占油田采出水的质量百分比0.2~0.5%流型调节剂,占油田采出水的质量百分比0.2~0.3%絮凝包被剂,占油田采出水的质量百分比0.8~1.1%降失水剂,搅拌1~2小时,使其溶解;步骤四:再加入占油田采出水的质量百分比1%~2%防塌剂,搅拌均匀后,最后加入占油田采出水的质量百分比2~5%液体润滑剂,占油田采出水的质量百分比20~50%固体加重剂,搅拌均匀。本发明的这种油田采出水配制的钻井液通过使用油田采出水配制钻井液降低了钻井成本,同时缓解长庆区域水资源短缺和油田采出水处理压力,选用除硫剂、钙镁离子去除剂和缓蚀剂无毒可降解处理剂处理油田采出水,即满足环保要求,又不会产生硫化氢伤害,不会污染地层,可延缓钻具腐蚀速率,而且该钻井液体系具有高矿化度性高抑制性以及优异的防塌性能和润滑性能,可防止卡钻恶性事故的发生,能够满足老井侧钻水平井的安全施工要求。实施例2:本实施例提供了一种油田采出水配制的钻井液,包括水和以占水的质量百分比计的以下各组分:0.1~0.3%除硫剂,0.1~0.3%钙镁离子去除剂,0.3~0.5%抗盐缓蚀剂,0.2~0.3%提粘剂,0.2~0.5%流型调节剂,0.2~0.3%絮凝包被剂,0.8~1.1%降失水剂,1~2%防塌剂,2~5%液体润滑剂,20~50%固体加重剂,以上物质均为市售。一种油田采出水配制的钻井液的制备方法,其特征在于:至少包括以下步骤:步骤一:油田采出水的预处理:包括以下步骤:步骤1)在油田采出水中逐渐加入占油田采出水质量百分比0.1~0.3%除硫剂,搅拌均匀,并在添加过程中用醋酸铅试纸检测硫化氢含量,硫化氢含量为零时,停止添加除硫剂;步骤2)在步骤1)得到的油田采出水中加入占油田采出水质量百分比0.1~0.3%钙镁离子去除剂钙镁离子去除剂,搅拌均匀;步骤3)在步骤2)得到的油田采出水中加入占油田采出水质量百分比0.3~0.5%抗盐缓蚀剂,搅拌均匀。步骤二:在步骤一中预处理过的油田采出水中加入碱度调节剂,调节体系的PH值为8-9;步骤三:依次加入占油田采出水的质量百分比0.2~0.3%提粘剂,占油田采出水的质量百分比0.2~0.5%流型调节剂,占油田采出水的质量百分比0.2~0.3%絮凝包被剂,占油田采出水的质量百分比0.8~1.1%降失水剂,搅拌1~2小时,使其溶解;步骤四:再加入占油田采出水的质量百分比1%~2%防塌剂,搅拌均匀后,最后加入占油田采出水的质量百分比2~5%液体润滑剂,占油田采出水的质量百分比20~50%固体加重剂,搅拌均匀。其中,所述水为油田采出水。所述除硫剂为海绵铁。所述钙镁离子去除剂为碳酸钠。所述抗盐缓蚀剂为抗盐缓蚀剂KEJ。所述提粘剂为高粘聚阴离子纤维素PAC-HV,表观粘度为≥50mPa·s;所述流型调节剂为黄原胶,相对分子质量为2×106~2×107;所述絮凝包被剂为聚丙烯酰胺;所述降失水剂包括两种:占油田采出水质量百分比0.3%的低粘聚阴离子纤维素PAC-LV和占油田采出水质量百分比0.5%的羧甲基淀粉,其中低粘聚阴离子纤维素PAC-LV表观粘度≤40mPa·s,羧甲基淀粉为羧甲基淀粉ASR-1;所述防塌剂为磺化沥青G309-JLS;所述液体润滑剂为润滑剂G303-WYR;所述固体加重剂为重晶石粉。实施例3:本实施例提供了一种油田采出水配制的钻井液,包括水和以占水的质量百分比计的以下各组分:0.1~0.3%除硫剂,0.1~0.3%钙镁离子去除剂,0.3~0.5%抗盐缓蚀剂,0.2~0.3%提粘剂,0.2~0.5%流型调节剂,0.2~0.3%絮凝包被剂,0.8~1.1%降失水剂,1~2%防塌剂,2~5%液体润滑剂,20~50%固体加重剂。一种油田采出水配制的钻井液的制备方法,其特征在于:至少包括以下步骤:步骤一:油田采出水的预处理:包括以下步骤:步骤1)在油田采出水中逐渐加入占油田采出水质量百分比0.1~0.3%除硫剂,搅拌均匀,并在添加过程中用醋酸铅试纸检测硫化氢含量,硫化氢含量为零时,停止添加除硫剂;步骤2)在步骤1)得到的油田采出水中加入占油田采出水质量百分比0.1~0.3%钙镁离子去除剂钙镁离子去除剂,搅拌均匀;步骤3)在步骤2)得到的油田采出水中加入占油田采出水质量百分比0.3~0.5%抗盐缓蚀剂,搅拌均匀。步骤二:在步骤一中预处理过的油田采出水中加入碱度调节剂,调节体系的PH值为8-9;步骤三:依次加入占油田采出水的质量百分比0.2~0.3%提粘剂,占油田采出水的质量百分比0.2~0.5%流型调节剂,占油田采出水的质量百分比0.2~0.3%絮凝包被剂,占油田采出水的质量百分比0.8~1.1%降失水剂,搅拌1~2小时,使其溶解;步骤四:再加入占油田采出水的质量百分比1%~2%防塌剂,搅拌均匀后,最后加入占油田采出水的质量百分比2~5%液体润滑剂,占油田采出水的质量百分比20~50%固体加重剂,搅拌均匀。其中所述水为长庆油田的油田采出水;所述除硫剂为海绵铁,华北石油光大石化有限公司提供;所述钙镁离子去除剂为碳酸钠,山东一滕化工有限公司提供;所述抗盐缓蚀剂型号为KEJ,华北石油光大石化有限公司提供;所述提粘剂为高粘聚阴离子纤维素PAC-HV,表观粘度为≥50mPa·s,山东一滕化工有限公司提供;所述流型调节剂为黄原胶,相对分子质量为2×106~2×107;所述絮凝包被剂为聚丙烯酰胺,华北石油光大石化有限公司提供;所述降失水剂包括两种:低粘聚阴离子纤维素PAC-LV和羧甲基淀粉,其中低粘聚阴离子纤维素PAC-LV表观粘度≤40mPa·s,山东一滕化工有限公司提供,羧甲基淀粉,型号:ASR-1,西安川秦石油科技有限公司提供;所述防塌剂为磺化沥青,型号G309-JLS,新乡市振华钻井液材料有限公司提供;所述液体润滑剂型号为G303-WYR,西安川秦石油科技有限公司提供;所述固体加重剂为重晶石粉。上述物质也可以从其他公司购买。实施例4:本实施例提供了一种油田采出水配制的钻井液,包括水和以占水的质量百分比计的以下各组分:0.1%除硫剂,0.1%钙镁离子去除剂,0.3%抗盐缓蚀剂,0.2%提粘剂,0.2%流型调节剂,0.2%絮凝包被剂,0.8%降失水剂,1%防塌剂,2%液体润滑剂,20%固体加重剂。制备方法如下:在油田采出水中依次加入占油田采出水的质量百分比0.1%除硫剂,占油田采出水的质量百分比0.1%钙镁离子去除剂和占油田采出水的质量百分比0.3%抗盐缓蚀剂,然后加入碱度调节剂氢氧化钠,调节体系的PH值为8-9,再依次加入占油田采出水的质量百分比0.2%提粘剂,占油田采出水的质量百分比0.2%流型调节剂,占油田采出水的质量百分比0.2%絮凝包被剂,占油田采出水的质量百分比0.8%降失水剂,搅拌1~2小时,使其溶解,最后再加入占油田采出水的质量百分比1%防塌剂,搅拌均匀后,最后加入占油田采出水的质量百分比2%液体润滑剂,占油田采出水的质量百分比20%固体加重剂,即可得到钻井液。其中所述水为油田采出水;所述除硫剂为海绵铁;所述钙镁离子去除剂为碳酸钠;所述抗盐缓蚀剂为抗盐缓蚀剂KEJ;所述提粘剂为高粘聚阴离子纤维素PAC-HV,表观粘度为≥50mPa·s;所述流型调节剂为黄原胶,相对分子质量为2×106~2×107;所述絮凝包被剂为聚丙烯酰胺;所述降失水剂包括两种:占油田采出水质量百分比0.3%的低粘聚阴离子纤维素PAC-LV和占油田采出水质量百分比0.5%的羧甲基淀粉,其中低粘聚阴离子纤维素PAC-LV表观粘度≤40mPa·s,羧甲基淀粉为羧甲基淀粉ASR-1;所述防塌剂为磺化沥青G309-JLS;所述液体润滑剂为润滑剂G303-WYR;所述固体加重剂为重晶石粉。实施例5:本实施例提供了一种油田采出水配制的钻井液,包括水和以占水的质量百分比计的以下各组分:0.2%除硫剂,0.2%钙镁离子去除剂,0.4%抗盐缓蚀剂,0.25%提粘剂,0.35%流型调节剂,0.25%絮凝包被剂,0.95%降失水剂,1.5%防塌剂,3.5%液体润滑剂,35%固体加重剂。制备方法如下:在油田采出水中依次加入占油田采出水的质量百分比0.2%除硫剂,占油田采出水的质量百分比0.2%钙镁离子去除剂和占油田采出水的质量百分比0.4%抗盐缓蚀剂,然后加入碱度调节剂氢氧化钠,调节体系的PH值为8-9,再依次加入占油田采出水的质量百分比0.25%提粘剂,占油田采出水的质量百分比0.35%流型调节剂,占油田采出水的质量百分比0.25%絮凝包被剂,占油田采出水的质量百分比0.95%降失水剂,搅拌1~2小时,使其溶解,最后再加入占油田采出水的质量百分比1%防塌剂,搅拌均匀后,最后加入占油田采出水的质量百分比3.5%液体润滑剂,占油田采出水的质量百分比35%固体加重剂,即可得到钻井液。其中所述水为油田采出水;所述除硫剂为海绵铁;所述钙镁离子去除剂为碳酸钠;所述抗盐缓蚀剂为KEJ;所述提粘剂为高粘聚阴离子纤维素PAC-HV,表观粘度为≥50mPa·s;所述流型调节剂为黄原胶,相对分子质量为2×106~2×107;所述絮凝包被剂为聚丙烯酰胺;所述降失水剂包括两种:占油田采出水质量百分比0.35%低粘聚阴离子纤维素PAC-LV和占油田采出水质量百分比0.6%羧甲基淀粉,其中低粘聚阴离子纤维素PAC-LV表观粘度≤40mPa·s,羧甲基淀粉为羧甲基淀粉ASR-1;所述防塌剂为磺化沥青G309-JLS;所述液体润滑剂为润滑剂G303-WYR;所述固体加重剂为重晶石粉。实施例6:本实施例提供了一种油田采出水配制的钻井液,包括出水和以水的质量百分比计的以下各组分:0.3%除硫剂,0.3%钙镁离子去除剂,0.5%抗盐缓蚀剂,0.3%提粘剂,0.5%流型调节剂,0.3%絮凝包被剂,1.1%降失水剂,2%防塌剂,5%液体润滑剂,50%固体加重剂。制备方法如下:在油田采出水中依次加入占油田采出水的质量百分比0.3%除硫剂,占油田采出水的质量百分比0.3%钙镁离子去除剂和占油田采出水的质量百分比0.5%抗盐缓蚀剂,然后加入碱度调节剂氢氧化钠,调节体系的PH值为8-9,再依次加入占油田采出水的质量百分比0.3%提粘剂,占油田采出水的质量百分比0.5%流型调节剂,占油田采出水的质量百分比0.3%絮凝包被剂,占油田采出水的质量百分比1.1%降失水剂,搅拌1~2小时,使其溶解,最后再加入占油田采出水的质量百分比2%防塌剂,搅拌均匀后,最后加入占油田采出水的质量百分比5%液体润滑剂,占油田采出水的质量百分比50%固体加重剂,即可得到钻井液。其中所述水为油田采出水;所述除硫剂为海绵铁,华北石油光大石化有限公司提供;所述钙镁离子去除剂为碳酸钠;所述抗盐缓蚀剂型号为KEJ;所述提粘剂为高粘聚阴离子纤维素PAC-HV,表观粘度为≥50mPa·s;所述流型调节剂为黄原胶,相对分子质量为2×106~2×107;所述絮凝包被剂为聚丙烯酰胺;所述降失水剂包括两种:占油田采出水质量百分比0.4%低粘聚阴离子纤维素PAC-LV和占油田采出水质量百分比0.7%羧甲基淀粉,其中低粘聚阴离子纤维素PAC-LV表观粘度≤40mPa·s,羧甲基淀粉为羧甲基淀粉ASR-1;所述防塌剂为磺化沥青G309-JLS;所述液体润滑剂为润滑剂G303-WYR;所述固体加重剂为重晶石粉。将实施例1-6所制备的钻井液应用于安塞油田王窑区块及靖安油田大路沟区块进行现场作业,施工结果表明,本发明的这种钻井液体系完全适应小井眼的安全快速钻进,摩阻系数一直保持在0.04以下,扭矩控制在10KN.m以内,钻具上提下放摩阻保持在1~2吨,体系润滑性、降扭矩、降摩阻效果突出,同时较好地解决了金刚石钻头钻头泥包问题,体系无荧光钻屑真实,利于地质综合录井,值得在老油井小井眼侧钻区块进一步研究和推广应用。本发明的这种油田采出水配制的钻井液性能如下:分别取实施例4~6所制备的钻井液并且标记为1#、2#、3#试样。(1)体系稳定性及润滑性将1#、2#、3#试样在90℃下热滚16h,其参数变化如表1所示:表1钻井液热滚前后数据注:AV代表钻井液的表观粘度,单位:厘泊;PV代表钻井液的塑性粘度,单位:厘泊;YP代表钻井液的动切力,单位:帕;FL代表钻井液的滤失量,单位:毫升;PH代表钻井液酸碱度值;R代表钻井液的滑块摩阻系数值。从表1可以看出:钻井液流变性和滤失量有所变差,滤失量控制在8ml以内,动切力YP都在5Pa以上,塑性粘度也满足要求,钻井液润滑性能良好,而且将1#、2#、3#试样在90℃下热滚16h后静置三天测试其性能基本无变化。(2)体系抑制性将1#、2#、3#试样在90℃下热滚16h,与清水+盐配制的相比,一次回收率和二次回收率差别不大,都能满足油井水平井抑制性能要求,而且油田采出水配制的钻井液可减小KCl对电测质量的影响,见表2。表2体系抑制性能评价试样一次回收率(%)二次回收率(%)清水39.2132.83清水钻井液+5%KCl93.9274.921#89.2272.482#92.8074.303#91.0872.32注:清水钻井液是指将1#或2#或3#钻井液中的油田采出水改为清水所制备的钻井液,+5%KCl是指加入清水钻井液质量百分比5%的KCl。(3)体系页岩膨胀性由于油田采出水矿化度较高相当于盐水体系,所以配制的钻井液应该具有很好的抑制性。进一步通过页岩膨胀仪测得1#、2#、3#试样的页岩膨胀率都在30%左右,正好与理论分析吻合,结果见表3。表3页岩膨胀率实验数据试样1#2#3#(清水+5%KCl+配方)页岩膨胀率%33.133.131.629.3以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限制,凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3 
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