一种降低钻井液中稠油粘附性的处理剂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种降低钻井液中稠油粘附性的处理剂，属于重质油有机化学和钻井工程的交叉领域。
【背景技术】
[0002]稠油油藏一般具有高孔、高渗、裂缝发育的地质特征。钻井过程中一方面会遇到钻井液滤失带来储层伤害问题，另一方面会遇到稠油侵害钻井液，造成钻井液效能降低、影响钻井进程问题。稠油具有高粘度特性，侵入钻井液中的稠油无论是粘附钻头、钻杆，还是粘附震动筛，都会对钻井进程产生极大的危害性，严重时钻井作业无法进行。
[0003]稠油储存的地层空间不像常规原油那样储存在有孔隙的岩石里，稠油的力学及流动性质取决于地层应力和温度的大小。在地层条件下，稠油的强度是地面条件下的三分之一，地层岩石的硬度的九分之一。油基钻井液可以减弱稠油的强度，水基钻井液可以增大稠油的强度，常规处理技术无法解决稠油污染钻井液问题。目前处理稠油侵害钻井液的方法主要有提高钻井液密度法、乳化分散法、乳化降粘法、水泥封堵法等，但由于稠油侵害钻井液的原因复杂，上述方法都不能很好地解决钻井过程中稠油侵害钻井液的问题，国内亦未见到有关钻井液体系中降低稠油粘附性处理剂的专利。
[0004]美国专利USP7665523采用一种含有苯乙烯-丙烯酸酯聚合物的处理液与井眼内的稠油反应，部分降低稠油的粘附性，使得稠油易于去除；美国专利USP7392846采用含有一种或多种硅酸盐的添加剂处理涌入井筒内的稠油，部分降低了稠油的粘附性，但是这两种方法只是部分降低了稠油的粘附性，处理后的稠油软化点较低，大量稠油涌入时仍然不能解决问题。美国哈里伯顿公司开发的一种INHIB1-TAR?浙青稳定剂(bitumenstabilizer)能够与浙青反应使得浙青坚硬变脆易碎,失去粘附性，避免在钻具上附着与堆积。但是这种稳定剂只有添加到特定配制的BITUMAX WBM体系中才可以得到较好效果，使用具有局限性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种降低钻井液中稠油粘附性的处理剂，通过所述处理剂对稠油的交联以及处理剂自身交联包裹稠油的作用，使井筒内钻井液中稠油失去粘附性，从而解决钻井过程中稠油黏住钻具以及地面粘附振动筛的问题，使钻井液中稠油在地面筛分分离，确保钻井工作顺利进行。所述处理剂与钻井液具有较好的互溶性，对钻井液的性能基本没有影响。
[0006]为实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0007]—种降低钻井液中稠油粘附性的处理剂，所述处理剂包括酯类和/或醛类，优选在所述处理剂中还含有醇类和/或胺类。
[0008]将酯类和/或醛类作为必要组分是因为钻井液的pH值为8-10，醛类中的-HCO在钻井液体系中可以发生自聚交联反应，酯类如异氰酸酯的-NCO与羟基可以发生加成反应，生成高聚物对稠油进行包裹。将醇类和胺类作为优选组分，是因为钻井液中的有机高聚物在碱性条件下对胺类的吸附性很强，胺类无法作为交联剂单独使用，醇类自身也不能发生交联反应，只能和其他交联单体配合使用。
[0009]进一步地，所述处理剂为一元、二元或三元组分，其中:
[0010]所述一元组分为酯类或醛类；
[0011]所述二元组分选自酯类和醛类、酯类和醇类、酯类和胺类、醛类和醇类、醛类和胺类的组合；
[0012]所述三元组分选自酯类、醛类和醇类，酯类、醛类和胺类，酯类、醇类和胺类，醛类、醇类和胺类的组合。
[0013]其中:
[0014]所述酯类选自丙烯酸酯、异氰酸酯和邻苯二甲酸二烯丙酯中的至少一种，所述醛类为对苯二甲醛和/或戊二醛，所述醇类选自聚乙烯醇、正丁醇和聚乙二醇中的至少一种，所述胺类选自尿素、三聚氰胺和聚丙烯酰胺中的至少一种。
[0015]在本发明的一个实施例中，当二元组分为酯类或醛类的组合时，二者的用量可任意取值。当二元组分选自其它组合时，所述酯类或醛类在二元组分中的质量浓度为60-90%，余量为另外一种组分。
[0016]在本发明的一个实施例中，所述酯类和/或醛类在三元组分中的质量浓度为40-70%,余量为另外一种或两种组分。
[0017]在本发明的一个优选实施例中，所述处理剂选自酯类、醇类和胺类的组合，或醛类、醇类和胺类的组合，其中酯类或醛类的质量浓度为50-70%，余量为另外两种组分。
[0018]本发明的处理剂无需单独制备，在地面直接添加到钻井液中即可。实际应用时，可以将所述处理剂在地面按计量比直接加入钻井液中，或者将处理剂的各组分分批或一起加入钻井液中，随钻井液一同进入钻具并泵送循环回地面，泵入速度要维持处理剂在地层交联时间至少Ih。
[0019]本发明还提供了所述处理剂在钻井液中的应用。进一步地，将所述处理剂以5-30%的质量分数用于水基钻井液。在所述处理剂中各组分的质量分数具体为:
[0020]所述酯类单独使用时用量为钻井液量的3-25%，作为二元组分之一时其用量为钻井液量的2-15%,作为三兀组分之一时其用量为钻井液量的1_10%。
[0021]所述醛类单独使用时用量为钻井液量的5-30% ;作为二元组分之一时其用量为钻井液量的3-15%,作为三兀组分之一时其用量为钻井液量的1_10%。
[0022]所述醇类作为二元组分之一时用量为钻井液量的2-10% ;作为三元组分之一时其用量为钻井液量的1_8%。
[0023]所述胺类作为二元组分之一时用量为钻井液量的3-20% ;作为三元组分之一时其用量为钻井液量的1_10%。
[0024]本发明还提供一种钻井用组合物，包括水基钻井液和前述处理剂，优选所述处理剂占钻井用组合物的质量分数为4.8?23%。
[0025]所述钻井用组合物用于处理稠油的适宜温度范围为80-150°C，适宜时间范围为0.5_4h，上述温度与时间根据钻井液中稠油污染量进行调整。通常情况下，多组分复合处理剂的效果要好于单一组分的处理剂。
[0026]在本发明的一个实施例中，所述钻井液中各组分的质量分数为:膨润土 5%、氢氧化纳0.3%、碳酸纳0.4%、聚丙{布酸钟0.3%、氣化钟4%，余?为水。
[0027]在本发明的另一个实施例中，所述钻井液中各组分的质量分数为:膨润土 3.0%、碳酸钠0.2%、氢氧化钠0.2%、甲基纤维素0.4%、阴离子纤维素0.2%、酚醛树脂3%、褐煤树脂3%、NaC115%、重晶石25%，余量为水。
[0028]在本发明的一个最优选实施例中，所述处理剂为酯类、醛类和醇类的三元组分。将钻井液和呈流动状态的稠油置于金属罐中，然后加入异氰酸酯、尿素和正丁醇作为处理剂。将金属罐密封加热，取出冷却后测定稠油软化点并与没有添加处理剂的空白实验对比，发现使用处理剂后稠油在金属罐内壁上粘附率低于8%，没有使用处理剂的稠油在金属罐内壁及金属棒上粘附率超过95%，降低稠油粘附率达92%。
[0029]发明的效果
[0030]现有稠油污染钻井液治理通常采用大量置换钻井液、增加钻井液密度压封与减缓稠油污染钻井液速度、向钻井液中添加柴油稀释稠油、水泥封堵稠油地层等措施，这些措施的缺点是钻井液外甩量大、钻井液性能下降严重，严重时钻井工作无法进行。
[0031 ] 本发明提供的处理剂可以直接加入钻井液中，在不需要打段塞的情况下直接使用，基本不影响钻井液的使用性能，因此无需特殊专用的钻井液。在钻井液中添加本发明的处理剂，可以对侵入井筒内钻井液体系中稠油进行交联，使稠油表面变硬，稠油软化点提高5?10°C，失去粘附性，不粘附钻具，可以实现稠油在钻具上粘附率< 5%，地面稠油不粘附振动筛。另外在本发明处理剂的二元或三元组分中，醇类能够有效地提高稠油交联降粘效果。
【具体实施方式】
[0032]本发明结合以下实施例来进行说明。
[0033]实施例1
[0034]称取90克水、5克膨润土、0.3克氢氧化钠和0.4克碳酸钠，在10000转/分的速度下搅拌I小时，静置24小时