本发明属于石油钻井
技术领域：
，具体涉及一种无泡型清洗剂及其制备方法与应用。
背景技术：
目前，在油气井勘探开发中，随着深井、高温井以及页岩气井的不断增加，油基钻井液的应用也日益增多，虽然油基钻井液的应用极大的减少了钻井过程中的各种复杂情况，但其也极易粘附于井下套管、油管及工具串上，不易清除；从而对完井作业的多段桥塞坐封、电测、射孔作业和油气采输作业造成了极大的限制。通常情况，粘附于套管壁或油管壁的油基钻井液残余物会造成桥塞的坐封失败、电测工具和射孔枪下放不到目的深度以及造成油气采输油管堵塞的情况。为了保证完井作业以及采输作业的顺利进行，必须对井下套管和油管内的油基钻井液残余物进行清洗。油基钻井液是一种组分复杂、胶体结构稳定的油包水乳状流体，其组分通常包含粘附极性强的有机胶体质、油相、水相、加重剂等。因此对残留在井下的油基钻井液残余物清洗时须考虑以下几个方面：1、清洗剂对油基钻井液具有良好的溶解和分散能力；2、清洗剂具备良好的抗温性能，以满足在井底高温时仍具备良好的清洗能力；3、具备一定携砂性能，以满足把井底清洗出的高密度固相物携带出井底；4、在对油管清洗时，须考虑到清洗剂会进入产层的情况，为了保证清洗剂进入水敏性页岩产层后，不会造成页岩水化膨胀，造成地层油气通道堵塞，清洗液须具备良好的页岩抑制性能；5、油管清洗时，返排清洗液如存在大量泡沫，通常会引起地面采输设备的停工，从而影响采输作业；因此，清洗剂须无泡。6、清洗剂对金属套管、油管应不存在腐蚀性。7、闪点较高，以保证现场作业的安全。8、清洗剂组分选用应环保，以避免清洗液在应用过程中对环境造成影响。中国专利cn104152127a公开了一种油田用多功能清洗剂及其制备方法和应用，由复合壬基酚聚氧乙烯醚活性剂0.2％-1.0％、复合季铵盐阳离子活性剂氯化物0.2％-1.0％；复合酸洗缓蚀剂0％-1.0％、复合fe离子螯合剂0％-1.0％、有机羧酸酯0％-10.0％、其余为水组成，本清洗剂在60℃-80℃条件下对以caco3、fe2o3、fes无机化学垢有很好的酸解溶除作用，对油垢、蜡垢和重油垢有分散和熔融作用，对油田菌类有杀灭作用，对黏泥垢有剥离的作用，适用于油田采油井井筒，集输管线、油水分离沉降罐、絮凝沉降罐、储油罐、污水储集罐等设备的清洗。该发明清洗剂为表面活性剂与其他助剂的水溶物，但是在应用过程中表面活性剂会产生大量泡沫对于地面油气采输增压设备的影响，在后期清洗液返排过程中，其助剂中氯化物对环境存在一定影响，同时也未涉及到对井筒底部高密度固相物的携带。中国专利cn103589412a公开了一种页岩气开发油基钻井液泥饼清洗液，属石油钻井工程化学剂
技术领域：
，其组成为清洗剂、加重剂、水；各组分的重量百分比为：清洗剂10％-30％，加重剂0％-60％，水余量，清洗剂由非离子表面活性剂与互溶剂组成，非离子表面活性剂与互溶剂的重量比为1:9-9:1；非离子表面活性剂为脂肪酸聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧丙烯脂肪酸酯等，互溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇等，加重剂为超细铁矿粉粉末，密度为4.90-5.20g/cm3。该发明不能解决在应用过程中产生大量泡沫对于地面油气采输增压设备的影响，同时只局限于用作固井时地层岩石上油基钻井液的冲洗，未考虑到在套管内及油管内清洗时金属表面的防腐，也未曾考虑到清洗液进入页岩油气产层对产层的水化膨胀造成的油气通道堵塞等问题，同时也无法满足采气生产作业中油管清洗的无泡要求；清洗液中加重剂固相会造成油气通道堵塞。现有技术中的油基钻井液清洗剂，多为固井冲洗剂，其工作界面多为地层岩石，未曾涉及套管、油管壁金属界面上的油基钻井液残余物的清洗及生产油管防腐；现有油基钻井液清洗剂组分为表面活性剂或有机溶剂，清洗过程中容易产生大量泡沫；无针对生产油管清洗作业的无泡清洗剂，水性表活剂降低界面张力后产生大量的泡沫，严重影响采气作业地面集气设备的正常工作；现有清洗剂未曾涉及油污中高密度固相的携带；未曾涉及油管清洗时对水敏性强的页岩产层的保护。鉴于以上原因，特提出本发明。技术实现要素：为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种无泡型清洗剂及其制备方法与应用。本发明的无泡型清洗剂实现了高效无泡的效果，解决了因现场使用过程中大量泡沫对油气采输增压设备正常工作的影响而导致的采气作业无法持续进行的问题，在清洗的同时注重井下套管、油管的防腐保护、延长其使用寿命，在清洗的同时也能满足井底洗出高密度固相物的携带，本发明的清洗剂的强抑制性更利于水敏性页岩油气层的保护，各组分环保，对环境无害。本发明的第一目的，提供了一种无泡型清洗剂，所述的清洗剂包括椰油酸二乙醇酰胺、正癸基葡萄糖苷、聚二甲基硅氧烷、油酸基羟乙基咪唑啉、异噻唑啉酮、醋酸钾、黄原胶、石蜡油和水。本发明的无泡型清洗剂中加入的油酸基羟乙基咪唑啉具有缓蚀防腐的作用，可以在清洗的同时注重井下套管、油管的防腐保护、延长使用寿命，异噻唑啉酮具有杀菌的作用，防止悬浮剂黄原胶在使用过程中发生生物降解，确保黄原胶能够提高清洗剂的粘度为清洗过程中的析出固相提供悬浮能力，满足井底洗出高密度固相物的携带；同时，黄原胶的空间网状结构能使配制好的清洗剂水包油乳液型产品更加稳定，另外，本发明清洗剂为水包油型清洗剂，其中油相成分石蜡油对油基钻井液残余物具有良好的分散和增溶能力，具有高效无泡的特点，同时组分中的聚二甲基硅氧烷也起到了良好的抑泡作用，在采用本发明的清洗剂进行清洗油基钻井液的残留物时，返排清洗液不会产生泡沫，可避免大量泡沫造成地面采气增压设备的停工，以保证采输作业的正常运行；本发明中醋酸钾的钾离子可抑制油气产层泥页岩水化分散，有效防止水化分散黏土对油气通道的堵塞，且醋酸钾为易降解有机盐，返排液不会对环境造成污染；各组分环保，无毒、无害、无腐蚀性。进一步的，按照重量份，所述的清洗剂包括椰油酸二乙醇酰胺5-10重量份、正癸基葡萄糖苷5-15重量份、聚二甲基硅氧烷0.3-1重量份、油酸基羟乙基咪唑啉1-3重量份、异噻唑啉酮0.05-0.4重量份、醋酸钾7-11重量份、黄原胶0.3-0.4重量份、石蜡油30-55重量份和水30-40重量份。本申请人经过大量的试验发现，采用上述比例的各原料制备而成的清洗剂具有清洗效果优良、稳定性更好、起泡率更低等优点，因此只有采用本发明的特定比例的原料进行复配而成的清洗剂在满足了油田现场应用技术要求的同时也具备了更好的经济推广价值，分量过低不能满足油田应用要求、过高会影响产品自身流动性造成应用的不便捷及增加应用成本。进一步的，按照重量份，所述的清洗剂包括椰油酸二乙醇酰胺7.5重量份、正癸基葡萄糖苷10重量份、聚二甲基硅氧烷0.6重量份、油酸基羟乙基咪唑啉2重量份、异噻唑啉酮0.22重量份、醋酸钾9重量份、黄原胶0.35重量份、石蜡油42重量份和水35重量份。本发明的第二目的提供了一种所述的无泡型清洗剂的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：(1)按照各组分的重量称取备用；(2)将称取的水放入搅拌釜中，然后加入称取的醋酸钾，搅拌均匀，充分溶解，得到醋酸钾水溶液备用；(3)在搅拌的条件下，将称取的黄原胶加入到醋酸钾水溶液中，并加热搅拌釜；(4)将步骤(3)加热的溶液放入循环剪切釜内进行剪切，得到均质液体，关闭剪切泵；(5)将所述的均质液体放入搅拌釜中，在搅拌状态下，向搅拌釜中依次加入备用的椰油酸二乙醇酰胺、正癸基葡萄糖苷、聚二甲基硅氧烷、油酸基羟乙基咪唑啉、异噻唑啉酮，进行充分搅拌；(6)在搅拌的条件下，通过循环剪切泵向搅拌釜中匀速缓慢加入石蜡油，得到所述的无泡型清洗剂。进一步的，步骤(3)中加热温度为40-50℃。进一步的，步骤(4)中所述的均质液体在30℃下，表观粘度为35-50mpa·s。进一步的，步骤(4)中剪切速率为150-200s-1。进一步的，步骤(5)中搅拌速率为180-200rpm，搅拌时间为25-35min。进一步的，步骤(6)中剪切速率为160-180s-1，剪切搅拌时间为1.8-2.2小时。本发明的无泡型清洗剂的制备需要进行严格的控制，比如搅拌时间，搅拌速率、剪切速率、剪切时间、加热温度都是本申请人经过大量的实验及生产调试发现，加热温度升高至40℃-50℃不会需要太多电能消耗和时间，且在此温度区间内黄原胶更容易被剪切分散均匀，不易产生结块，获得的成品性能更稳定，温度过低不利于剪切分散、过高则会造成过多能源及时间消耗；表观粘度控制在35-50mpa.s之间是为了衡量每批次所得产品质量一致且符合油田应用携砂要求，过低不利于携砂、过高会影响产品应用时的流动性；剪切速率、搅拌速率及剪切时间是根据生产设备情况及清洗剂生产要求调试而得到，过低会影响产品制得的质量、过高不利于设备的运行及寿命；而通过以上控制条件而制得的清洗剂起泡率低、稳定性好且满足安全高效批次生产。本发明的第三目的提供了一种所述的无泡型清洗剂在清洗油基钻井液残留物中的应用。与现有技术相比，本发明的有益效果为：(1)本发明的清洗剂中油酸基羟乙基咪唑啉具有缓蚀防腐的作用，可以在清洗的同时注重井下套管、油管的防腐保护、延长使用寿命，异噻唑啉酮具有杀菌的作用，黄原胶能够提高清洗剂的粘度为清洗过程中的析出固相提供悬浮能力，满足井底洗出高密度固相物的携带；同时，黄原胶的空间网状结构能使配制好的水包油型清洗剂产品更加稳定，另外，本发明清洗剂为水包油型清洗剂，其中油相成分石蜡油对油基钻井液残余物具有良好的分散和增溶能力，具有高效无泡的特点，同时组分中的聚二甲基硅氧烷也起到了良好的抑泡作用，在采用本发明的清洗剂进行清洗油基钻井液的残留物时，返排清洗液不会产生泡沫，可避免大量泡沫造成地面采气增压设备的停工，以保证采输作业的正常运行；本发明中醋酸钾的钾离子可抑制油气产层泥页岩水化分散，有效防止水化分散黏土对油气通道的堵塞，且醋酸钾为易降解有机盐，返排液不会对环境造成污染；各组分环保，无毒、无害、无腐蚀性；(2)本发明的清洗剂易溶于水，耐酸碱、破乳、悬浮、分散、增溶及润湿能力强，对组分复杂，胶体结构稳定的油基钻井液及各种复杂组分油污能起到极好的清洗效果，同时钻井过程中产生的胶皮和水泥塞，本发明的清洗剂也可以将其携带出地面；(3)本发明的清洗剂耐高温，可达到150℃以上，能达到高温深井清洗作业的施工要求；(4)对于油基钻井液的油污中高密度固相物具有良好的携带作用，在清洗油污的同时也清洁了井筒，避免了清洗后的高密度固相物继续残留于套管、油管内而造成其他复杂情况；(5)本发明的清洗剂进入油气产层后不会对水敏性页岩油气产层造成损害；(6)本发明的清洗剂的制备方法简单，可以大规模生产。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。实施例1本实施例的一种无泡型清洗剂，所述清洗剂包括椰油酸二乙醇酰胺5kg、正癸基葡萄糖苷5kg、聚二甲基硅氧烷0.3kg、油酸基羟乙基咪唑啉1kg、异噻唑啉酮0.05kg、醋酸钾7kg、黄原胶0.3kg、石蜡油30kg和水30kg。本实施例的无泡型清洗剂的制备方法，包括如下步骤：(1)按照各组分的重量称取备用；(2)将称取的水放入搅拌釜中，然后加入称取的醋酸钾，搅拌均匀，充分溶解，得到醋酸钾水溶液备用；(3)在搅拌的条件下，将称取的黄原胶加入到醋酸钾水溶液中，并加热搅拌釜，加热温度至40℃；(4)将步骤(3)加热的溶液放入循环剪切釜内进行剪切，剪切速率为150s-1，得到均质液体，所述的均质液体在30℃下，表观粘度为35mpa·s时，关闭剪切泵；(5)将所述的均质液体放入搅拌釜中，在搅拌状态下，向搅拌釜中依次加入备用的椰油酸二乙醇酰胺、正癸基葡萄糖苷、聚二甲基硅氧烷、油酸基羟乙基咪唑啉、异噻唑啉酮，进行充分搅拌，搅拌速率为180rpm，搅拌时间为25min；(6)在搅拌的条件下，通过循环剪切泵向搅拌釜中匀速缓慢加入石蜡油，剪切速率为160s-1，剪切搅拌时间为1.8小时，得到所述的无泡型清洗剂。实施例2本实施例的一种无泡型清洗剂，所述的清洗剂包括椰油酸二乙醇酰胺7.5kg、正癸基葡萄糖苷10kg、聚二甲基硅氧烷0.6kg、油酸基羟乙基咪唑啉2kg、异噻唑啉酮0.22kg、醋酸钾9kg、黄原胶0.35kg、石蜡油42kg和水35kg。本实施例的无泡型清洗剂的制备方法，包括如下步骤：(1)按照各组分的重量称取备用；(2)将称取的水放入搅拌釜中，然后加入称取的醋酸钾，搅拌均匀，充分溶解，得到醋酸钾水溶液备用；(3)在搅拌的条件下，将称取的黄原胶加入到醋酸钾水溶液中，并加热搅拌釜，加热温度至45℃；(4)将步骤(3)加热的溶液放入循环剪切釜内进行剪切，剪切速率为175s-1，得到均质液体，所述的均质液体在30℃下，表观粘度为45mpa·s时，关闭剪切泵；(5)将所述的均质液体放入搅拌釜中，在搅拌状态下，向搅拌釜中依次加入备用的椰油酸二乙醇酰胺、正癸基葡萄糖苷、聚二甲基硅氧烷、油酸基羟乙基咪唑啉、异噻唑啉酮，进行充分搅拌，搅拌速率为190rpm，搅拌时间为30min；(6)在搅拌的条件下，通过循环剪切泵向搅拌釜中匀速缓慢加入石蜡油，剪切速率为170s-1，剪切搅拌时间为2.0小时，得到所述的无泡型清洗剂。实施例3本实施例的一种无泡型清洗剂，所述的清洗剂包括椰油酸二乙醇酰胺10kg、正癸基葡萄糖苷15kg、聚二甲基硅氧烷1kg、油酸基羟乙基咪唑啉3kg、异噻唑啉酮0.4kg、醋酸钾11kg、黄原胶0.4kg、石蜡油55kg和水40kg。本实施例的无泡型清洗剂的制备方法，包括如下步骤：(1)按照各组分的重量称取备用；(2)将称取的水放入搅拌釜中，然后加入称取的醋酸钾，搅拌均匀，充分溶解，得到醋酸钾水溶液备用；(3)在搅拌的条件下，将称取的黄原胶加入到醋酸钾水溶液中，并加热搅拌釜，加热温度至50℃；(4)将步骤(3)加热的溶液放入循环剪切釜内进行剪切，剪切速率为200s-1，得到均质液体，所述的均质液体在30℃下，表观粘度为50mpa·s时，关闭剪切泵；(5)将所述的均质液体放入搅拌釜中，在搅拌状态下，向搅拌釜中依次加入备用的椰油酸二乙醇酰胺、正癸基葡萄糖苷、聚二甲基硅氧烷、油酸基羟乙基咪唑啉、异噻唑啉酮，进行充分搅拌，搅拌速率为200rpm，搅拌时间为35min；(6)在搅拌的条件下，通过循环剪切泵向搅拌釜中匀速缓慢加入石蜡油，剪切速率为180s-1，剪切搅拌时间为2.2小时，得到所述的无泡型清洗剂。试验例1分别对实施例1-3制备的无泡型清洗剂进行起泡率、析油时间、析水时间、腐蚀度、页岩回收率、闪点、倾点进行表征，结果如表2所示，测定方法如下。1、起泡率测定方法分别量取实施例1-3制备的清洗剂400ml于高速搅拌杯中，通过高频搅拌器在11000±300转/分条件下，高速搅拌5分钟后；在10秒内将高搅杯样品倒入1000ml量筒中，并在10秒内读出体积，记为v；用式(1)计算起泡率d。2、析油时间测定方法分别量取实施例1-3制备的清洗液400ml高速搅拌杯中，通过高频搅拌器在11000±300转/分条件下，高速搅拌10分钟后；将高搅杯样品倒入1000ml量筒中，并开始计时，并记录其开始析油时的时间，即油和水分离的时间。本发明通过析油时间可以判断清洗剂的稳定性，析油时间越长稳定性越好，析油时间越短稳定性越差。3、析水时间测定方法3.1标准测试液配制量取320ml0#柴油，在负载11000±300rpm搅拌下加入12.0g有机土，不停搅拌器，用注射器加入16.0mlspan-80，并加入生石灰4.0g，高速搅拌10min。不停搅拌机，缓慢加入80ml氯化钙盐水，氯化钙的浓度为25％，再加入24g磺化沥青，高速搅拌30min；室温测试破乳电压，要求破乳电压大于400v；若破乳电压低于400v则增加span-80加量至其大于400v。3.2试样浆的配制分别量取三份80ml清水加入烧杯中，在负载1000±300rpm搅拌下加入实施例1-3制备的清洗剂4.0ml，不停搅拌器，继续量取20ml标准测试液加入上述烧杯中，低速搅拌1分钟。3.3析水时间将3.2试样倒入100ml量筒中，测定其析出20％清水(16ml)的时间即为析水时间。本发明通过析水时间可以判断清洗剂对油基钻井液残余物的溶解、分散能力，并通过实验发现以及应用表明，析水时间测试大于2min即能满足油田现场应用技术要求。4、腐蚀度测定4.1试验钢片的准备在干燥的情况下，选取50mm×25mm的10号钢片作为试验钢片，将试验钢片的两面及边沿用砂纸或砂布打磨光亮；在50mm×25mm的10号标准钢片正中刻画一个40mm×20mm的方框，并在方框内刻画4mm×4mm的方格50个，格子刻线宽度不大于0.1mm。将试验钢片浸入无水乙醇中，用镊子夹住试验钢片，用脱脂棉擦洗干净，取出风干。4.2腐蚀度评价将4.1中准备好的试验钢片分别浸入实施例1-3制备的无泡型油污清洗剂中，并用清水做一组平行试验，室温放置24h后，取出观察试验钢片表面的锈蚀情况，评价标准见表1。表1锈蚀格数锈蚀度(％)001-52-106-1012-2011-2522-5026-5052-1005、页岩回收率测定5.1试验页岩颗粒的制备将敲碎的页岩颗粒通过5-10目的标准筛网，选取粒径在5-10目之间的页岩颗粒作为试验样品。5.2页岩回收率评价实验分别量取300ml实施例1-3制备的无泡型油污清洗剂于高温老化釜内，称取30g5.1中页岩颗粒并倒于老化釜内，用玻璃棒轻轻搅拌均匀，获得实验浆体；将实验浆体在100℃条件下滚动16小时后，将实验浆体取出并通过100目筛网，然后用清水将筛网及页岩颗粒表面冲洗干净；将100筛网内的页岩颗粒置于恒温干燥箱中，在105±3℃条件下，恒温干燥4小时后，取出置于干燥皿中冷却30分钟后，称量页岩颗粒质量，记为m；用式(2)计算页岩回收率：6、闪点测定按gb/t3536—2008规定测试试样开口闪点。7、倾点测定参照gb/t3535—2006规定测试试样倾点。表2以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。当前第1页12