CN110540832B - 用于堵漏浆的解堵液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于堵漏浆的解堵液及其制备方法，属于油田化学领域。该用于堵漏浆的解堵液包括以下质量百分比的各组分：解堵剂5.0％～8.0％、缓蚀剂1.0％～2.0％、缓蚀增效剂0.2％～0.5％、铁离子稳定剂1.0％～2.0％、盐酸、余量为水；其中，盐酸中的氯化氢占解堵液的质量百分比为15.0％～20.0％；解堵剂包含羟基和羧基两种基团。该解堵液的解堵效果好，不会对储层造成伤害，不会腐蚀管道或者设备，能够满足钻井作业的使用。

Description

用于堵漏浆的解堵液及其制备方法

技术领域

本发明涉及油田化学领域，特别涉及一种用于堵漏浆的解堵液及其制备方法。

背景技术

裂缝性储层和岩溶型储层中易出现裂缝，在钻井过程中易出现钻井液漏失现象，通过向储层中注入堵漏浆，可减少和控制钻井液的漏失。堵漏浆由与储层孔喉相匹配的堵漏材料和钾聚磺钻井液组成，堵漏材料由核桃壳、花生壳、超细碳酸钙、粘土、纸板屑、纤维、聚合物等组成，堵漏材料由通过醚键、酯键以及碳碳键联接的致密超分子复合物组成，结构中存在许多极性基团，形成很强的分子内和分子间的氢键，难以在酸化压裂常用的酸液体系中溶蚀和破坏。

在堵漏过程中，通过堵漏材料在漏失通道中的沉积、架桥、阻卡、充填等作用，短时间内形成具有一定承压能力的封堵层或滤饼，阻止钻井液固相和液相进一步侵入储层，控制漏失。在完井投产时，堵漏材料或堵漏浆滤饼依然会卡在缝洞内，对裂缝、基质渗透率造成严重损害，影响气井产能。

相关技术提供了一种用于钻井液滤饼的清除液，包括以下质量百分比的各组分：酸1％～5％、清洗渗透剂2％～4％、溶剂型有机物4％～6％、溶解沥青类降滤失剂、粘土稳定剂1.5％～3％、缓蚀剂1.5％～2％、氯化钾3％～5％、余量为水。应用时，该清除液能够溶解和分散钻井液滤饼。

发明人发现相关技术至少存在以下问题：

相关技术提供的清除液针对钻井液滤饼的溶蚀和解除，不能作用于堵漏浆中大量存在的架桥和封堵物质，解堵效果差。堵漏浆通过堵漏材料架桥、沉积等作用封堵漏失通道，钻完井后需要解除的对象是堵漏浆形成的滤饼(封堵层)。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于堵漏浆的解堵液及其制备方法，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种用于堵漏浆的解堵液，所述解堵液包括以下质量百分比的各组分：

解堵剂5.0％～8.0％、缓蚀剂1.0％～2.0％、缓蚀增效剂0.2％～0.5％、铁离子稳定剂1.0％～2.0％、盐酸、余量为水；

其中，所述盐酸中的氯化氢占所述解堵液的质量百分比为15.0％～20.0％，

所述解堵剂包含羟基和羧基两种基团。

在一种可能的设计中，所述解堵剂选自羟基乙酸、2-羟基丙酸、3-羟基丙酸、2，3-二羟基丙酸中的至少一种。

在一种可能的设计中，所述缓蚀剂为曼尼希碱。

在一种可能的设计中，所述缓蚀增效剂选自氯化亚铜、碘化钾、甲酰胺、焦锑酸钾、焦锑酸钠中的至少一种。

在一种可能的设计中，所述铁离子稳定剂为氮川三乙酸和/或异抗坏血酸钠。

在一种可能的设计中，所述解堵液包括以下质量百分比的各组分：

所述解堵剂6.0％～7.0％、所述缓蚀剂1.2％～1.8％、所述缓蚀增效剂0.3％～0.4％、所述铁离子稳定剂1.2％～1.8％、所述盐酸、余量为水；

其中，所述盐酸中的氯化氢占所述解堵液的质量百分比为16.0％～19.0％。

在一种可能的设计中，所述解堵液包括以下质量百分比的各组分：

所述2，3-二羟基丙酸5.0％～8.0％、所述曼尼希碱1.0％～2.0％、所述甲酰胺0.2％～0.5％、所述氮川三乙酸1.0％～2.0％、所述盐酸、余量为水；

其中，所述盐酸中的氯化氢占所述解堵液的质量百分比为15.0％～20.0％。

在一种可能的设计中，所述解堵液包括以下质量百分比的各组分：

所述羟基乙酸5.0％～8.0％、所述曼尼希碱1.0％～2.0％、所述焦锑酸钠0.2％～0.5％、所述异抗坏血酸钠1.0％～2.0％、所述盐酸、余量为水；

其中，所述盐酸中的氯化氢占所述解堵液的质量百分比为15.0％～20.0％。

另一方面，本发明实施例提供了一种用于堵漏浆的解堵液的制备方法，所述制备方法应用于上述提及的任一种所述的解堵液中，所述制备方法包括：

按照各组分的质量百分比，向盐酸中加入缓蚀剂和缓蚀增效剂，搅拌均匀，再加入解堵剂、铁离子稳定剂，搅拌均匀，最后加入水，搅拌均匀，得到所述解堵液。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的用于堵漏浆的解堵液，通过添加解堵剂和盐酸，并与其他组分协同配合作用，盐酸用于溶解堵漏浆中的部分粘土及钙质，解堵剂中的羟基与堵漏材料中的活性羟基形成氢键削弱分子间及分子内的氢键，导致堵漏材料分子的结晶度降低更易溶解，并削弱了堵漏材料中酯键和醚键等极性共价键键能，使得化学键的强度减弱、结构稳定性降低，解堵剂与盐酸协同作用，溶解和破坏堵漏浆滤饼，导致其强度及附着力下降，有利于疏通裂缝堵塞，并且，在150℃下，每立方米解堵液对堵漏浆滤饼的溶蚀达863～1032kg，提高了对滤饼的溶解、分散和破坏作用，显著缩短了解堵液突破滤饼的时间。通过添加缓蚀剂和缓蚀增效剂，并与其他组分协同配合作用，避免了高温下盐酸和其他组分腐蚀管道或者设备，并且，在150℃下控制该解堵液对N80碳钢的腐蚀速率小于60g/(m²·h)，腐蚀均匀，无点蚀坑蚀。通过添加铁离子稳定剂，并与其他组分协同配合作用，能够避免铁离子沉淀于储层，对储层造成伤害。可见，本发明实施例提供的解堵液的解堵效果好，不会对储层造成伤害，不会腐蚀管道或者设备，能够满足钻井作业的使用要求。

具体实施方式

除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。在对本发明实施方式作进一步地详细描述之前，对理解本发明实施例一些术语给出定义。

需要说明的是，在采用堵漏浆对储层的缝隙进行堵漏过程中，当裂缝宽度大于架桥封堵物的尺寸时，堵漏浆中的封堵物进入裂缝并沉积。当裂缝宽度与架桥封堵物的尺寸相匹配时，封堵物与裂缝的壁面接触并架桥，漏失转变为滤失，堵漏物形成具有一定承压能力的封堵层，避免漏失。

并且，在堵漏过程中，堵漏材料或者滤饼等封堵物卡在缝隙中，对裂缝、储层的渗透率造成损害，影响油气井产能。本发明实施例提供的用于堵漏浆的解堵液能够起到解堵效果。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

一方面，本发明实施例提供了一种用于堵漏浆的解堵液，该解堵液包括以下质量百分比的各组分：

解堵剂5.0％～8.0％、缓蚀剂1.0％～2.0％、缓蚀增效剂0.2％～0.5％、铁离子稳定剂1.0％～2.0％、盐酸、余量为水。其中，盐酸中的氯化氢占解堵液的质量百分比为15.0％～20.0％。解堵剂包含羟基和羧基两种基团。

需要说明的是，在本发明实施例中，在配制用于解除堵漏浆的解堵液时，可以将工业盐酸稀释为一定浓度的盐酸，然后再与其他组分混合配制。

本发明实施例提供的用于堵漏浆的解堵液，通过添加解堵剂和盐酸，并与其他组分协同配合作用，盐酸用于溶解堵漏浆中的部分粘土及钙质，解堵剂中的羟基与堵漏材料中的活性羟基形成氢键削弱分子间及分子内的氢键，导致堵漏材料分子的结晶度降低更易溶解，并削弱了堵漏材料中酯键和醚键等极性共价键键能，使得化学键的强度减弱、结构稳定性降低，解堵剂与盐酸协同作用，溶解和破坏堵漏浆滤饼，有利于疏通裂缝堵塞，并且，在150℃下，每立方米解堵液对堵漏浆滤饼的溶蚀达863～1032kg，提高了对滤饼的溶解、分散和破坏作用，显著缩短了解堵液突破滤饼的时间。通过添加缓蚀剂和缓蚀增效剂，并与其他组分协同配合作用，避免了高温下盐酸和其他组分腐蚀管道或者设备，并且，在150℃下控制该解堵液对N80碳钢的腐蚀速率小于60g/(m²·h)，腐蚀均匀，无点蚀坑蚀。通过添加铁离子稳定剂，并与其他组分协同配合作用，能够避免铁离子沉淀于储层，对储层造成伤害。可见，本发明实施例提供的解堵液的解堵效果好，不会对储层造成伤害，不会腐蚀管道或者设备，能够满足钻井作业的使用要求。

其中，盐酸中的氯化氢占解堵液的质量百分比可以为15.0％、16.0％、17.0％、18.0％、19.0％、20.0％等。解堵剂的质量百分比可以为5.0％、6.0％、7.0％、8.0％等。缓蚀剂的质量百分比可以为1.0％、1.1％、1.3％、1.5％、1.7％、1.9％、2.0％等。缓蚀增效剂的质量百分比可以为0.2％、0.3％、0.4％、0.5％等。铁离子稳定剂的质量百分比可以为1.0％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2.0％等。

在堵漏浆中，堵漏材料由致密的超分子复合物组成，结构单元之间主要通过醚键、酯键以及碳碳键连接，结构中存在许多极性基团，尤其羟基，形成很强的分子内和分子间的氢键，难以在酸化压裂常用的酸液体系解堵液中溶蚀和破坏。

在本发明实施例提供的解堵液中，解堵剂溶蚀破坏堵漏材料的机理主要包括：解堵剂中的羟基与堵漏材料中的活性羟基形成氢键削弱分子间及分子内的氢键，导致堵漏材料分子的结晶度降低更易溶解；削弱了堵漏材料中酯键和醚键等极性共价键键能，使得化学键的强度减弱，结构稳定性降低，有利于堵漏材料的溶解和破坏。

上述提及，解堵剂包含羟基和羧基两种基团，在基于与其他组分相溶性好，价格低廉的前提下，给出以下示例：

解堵剂选自羟基乙酸、2-羟基丙酸、3-羟基丙酸、2，3-二羟基丙酸中的至少一种。

即，解堵剂选自上述四种中的任意一种、两种、三种、或者为全部四种的混合物。当解堵剂为混合物，对于各组分的质量比例不作具体限定。

举例来说：当解堵剂为羟基乙酸和2-羟基丙酸的混合物时，羟基乙酸和2-羟基丙酸的质量比例可以为1:1、1:2、1:3、2:1、2:3、3:4等。

当解堵剂为羟基乙酸、2-羟基丙酸、3-羟基丙酸的混合物时，羟基乙酸、2-羟基丙酸、3-羟基丙酸三者的质量比例可以为1:1:1、1:2:2、1:3:3、2:1:1、2:3:1、3:4:1等。

当解堵剂为羟基乙酸、2-羟基丙酸、3-羟基丙酸、2，3-二羟基丙酸的混合物时，羟基乙酸、2-羟基丙酸、3-羟基丙酸、2，3-二羟基丙酸的质量比例可以为1:1:1:1、1:2:2:2、1:3:3:1、2:1:1:1、2:3:1:3、3:4:1:4等。

上述提及，缓蚀剂、缓蚀增效剂与其他组分协同配合作用，能够避免该解堵液腐蚀管道和机器设备等。在基于与其他组分相溶性好，防腐蚀效果好的前提下，缓蚀剂可以为曼尼希碱。

其中，曼尼希碱为甲醛、环己酮、苯胺三者的缩合物。

曼尼希碱的多个氮原子在金属表面形成多点吸附，п键中的双键或三键与金属原子的轨道结合形成配位键，缓蚀剂在金属表面的成膜能力得到提高，并降低了缓蚀剂在高温下从金属表面的脱附速度，进而与其他组分配合作用，使得该解堵液具有良好的防腐效果。

缓蚀增效剂选自氯化亚铜、碘化钾、甲酰胺、焦锑酸钾、焦锑酸钠中的至少一种。缓蚀增效剂中的阳离子和阴离子在缓蚀剂与金属表面形成的膜的空隙处吸附，使得所形成的膜更加致密，提高缓蚀效果。

上述缓蚀增效剂的价格低廉，容易获取，且与其他组分配合后的缓蚀增效效果好。

其中，缓蚀增效剂选自上述五种中的任意一种、两种、三种、四种、或者五种的混合物。当缓蚀增效剂为混合物时，对于各组分的质量比例不作具体限定。

举例来说，当缓蚀增效剂为氯化亚铜和碘化钾的混合物时，氯化亚铜和碘化钾的质量比例可以为1:1、1:2、1:3、2:1、2:3、3:4等。

当缓蚀增效剂为氯化亚铜、碘化钾、甲酰胺的混合物时，氯化亚铜、碘化钾、甲酰胺的质量比例可以为1:1:1、1:2:2、1:3:3、2:1:1、2:3:1、3:4:1等。

当缓蚀增效剂为氯化亚铜、碘化钾、甲酰胺、焦锑酸钾的混合物时，氯化亚铜、碘化钾、甲酰胺、焦锑酸钾的质量比例可以为1:1:1:1、1:2:2:2、1:3:3:1、2:1:1:1、2:3:1:3、3:4:1:4等。

当缓蚀增效剂为氯化亚铜、碘化钾、甲酰胺、焦锑酸钾、焦锑酸钠的混合物时，氯化亚铜、碘化钾、甲酰胺、焦锑酸钾、焦锑酸钠的质量比例可以为1:1:1:1:1、1:2:2:2:2、1:3:3:1:1、2:1:1:1:1、2:3:1:3:3、3:4:1:4:4等。

上述提及，铁离子稳定剂与其他组分协同配合作用，能够使解堵后混合浆体中的铁离子呈稳定的溶解状态，避免铁离子沉积于储层，对储层造成伤害。在基于容易获取，与其他组分相溶性好的前提下，铁离子稳定剂为氮川三乙酸和/或异抗坏血酸钠。

即，铁离子稳定剂仅为氮川三乙酸，或者，仅为异抗坏血酸钠，或者铁离子稳定剂为氮川三乙酸和异抗坏血酸钠。

氮川三乙酸和异抗坏血酸钠通过络合或还原作用，能够与铁离子形成稳定的水溶性铁化合物，或者将三价铁还原成在残酸中不易沉淀的二价铁，从而避免铁离子随残酸pH值升高而产生沉淀，两者稳定铁离子的效果好，价格低廉，容易获取。

作为一种示例，本发明实施例提供的解堵液包括以下质量百分比的各组分：

解堵剂6.0％～7.0％、缓蚀剂1.2％～1.8％、缓蚀增效剂0.3％～0.4％、铁离子稳定剂1.2％～1.8％、盐酸、余量为水。其中，盐酸中的氯化氢占解堵液的质量百分比为16.0％～19.0％。

如此设置，使各组分之间的协同配合作用的效果好，使该解堵液具有良好的解堵效果。

作为一种示例，本发明实施例提供的解堵液包括以下质量百分比的各组分：

2，3-二羟基丙酸5.0％～8.0％、曼尼希碱1.0％～2.0％、甲酰胺0.2％～0.5％、氮川三乙酸1.0％～2.0％、盐酸、余量为水。其中，盐酸中的氯化氢占解堵液的质量百分比为15.0％～20.0％。

如此设置，使各组分之间协同配合作用的效果好，使该解堵液能够高效溶解堵漏材料。

作为一种示例，解堵液包括以下质量百分比的各组分：

羟基乙酸5.0％～8.0％、曼尼希碱1.0％～2.0％、焦锑酸钠0.2％～0.5％、异抗坏血酸钠1.0％～2.0％、盐酸、余量为水。其中，盐酸中的氯化氢占解堵液的质量百分比为15.0％～20.0％。

如此设置，使各组分之间的协同配合作用的效果好，且，该解堵液具有良好的解堵效果。

第二方面，本发明实施例提供了一种用于堵漏浆的解堵液的制备方法，该制备方法应用于上述提及的任一种解堵液中，该制备方法包括：

按照各组分的质量百分比，向盐酸中加入缓蚀剂和缓蚀增效剂，搅拌均匀，再加入解堵剂、铁离子稳定剂，搅拌均匀，最后加入水，搅拌均匀，得到解堵液。

上述制备方法简单，可现场配制，也可配制好后携带至现场使用。采用该制备方法制得的解堵液的解堵效果好，不会对储层造成伤害，不会腐蚀管道或者设备，能够满足钻井作业的使用要求。

在配制盐酸溶液时，还可以直接将质量浓度为25％～35％的工业盐酸配制成上述盐酸。例如，工业盐酸的质量浓度可以为25％、27％、29％、31％、33％、35％等。

其中，在使用工业盐酸时，可以根据氯化氢在解堵液中所占的质量比例，来进行具体配制。

以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。

在以下具体实施例中，所涉及的操作未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用原料未注明生产厂商及规格者均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

本实施例提供了一种解堵液，通过以下方法制备得到：取600mL氯化氢质量百分数为31％的工业盐酸于配制器皿中，向器皿中加入20.0g曼尼希碱和5.0g焦锑酸钠，搅拌均匀，再加入50.0g羟基乙酸、10.0g异抗坏血酸钠，搅拌均匀，最后加入水，搅拌均匀，得到1000mL本实施例提供的解堵液。

实施例2

本实施例提供了一种解堵液，通过以下方法制备得到：取600mL氯化氢质量百分数为31％的工业盐酸于配制器皿中，向器皿中加入20.0g曼尼希碱和5.0g甲酰胺，搅拌均匀，再加入80.0g 2，3-二羟基丙酸、5.0g氮川三乙酸、5.0g异抗坏血酸钠，搅拌均匀，最后加入水，搅拌均匀，得到1000mL本实施例提供的解堵液。

实施例3

本实施例提供了一种解堵液，通过以下方法制备得到：取600mL氯化氢质量百分数为31％的工业盐酸于配制器皿中，向器皿中加入20.0g曼尼希碱和5.0g氯化亚铜，搅拌均匀，再加入80.0g 3-羟基丙酸、5.0g氮川三乙酸，搅拌均匀，最后加入水，搅拌均匀，得到1000mL本实施例提供的解堵液。

对比例

本对比例提供了一种解堵液，通过以下方法制备得到：取600mL氯化氢质量百分数为31％的工业盐酸于配制器皿中，向器皿中加入20.0g曼尼希碱和5.0g甲酰胺，搅拌均匀，最后加入水，搅拌均匀，得到1000mL本对比例提供的解堵液。

应用实施例

本应用实施例对实施例1～实施例3、以及对比例分别提供的解堵液的溶蚀滤饼的效果、对金属的腐蚀速率进行评价。具体评价过程为：

(1)将堵漏材料与钻井液按照质量体积比(即堵漏材料的质量与钻井液的体积之比)20％配制成堵漏浆，然后在100psi的条件下，通过中压滤失仪压制4h，得到滤饼。称取4份5g滤饼，将实施例1～实施例3、以及对比例分别提供的50g解堵液分别置于150℃的4个高压釜中，在四个高压釜中分别放入5g滤饼，然后反应4h，过滤后称取反应釜中残留的滤饼的质量，采用重量法评价解堵液的溶蚀效果，具体参数详见表1。

(2)按照(1)中的方式制得滤饼，在气测渗透率测量装置上将滤饼压制在钢岩心(材质为HC276合金)的端面，并完全封堵岩心端面。然后将端面形成滤饼的岩心装入岩心流动试验装置，在围压为10MPa下，注入实施例1提供的解堵液，注入压力2.0MPa，记录实施例1提供的解堵液突破滤饼的时间。同理，分别对实施例2、实施例3、对比例提供的解堵液进行上述实验，具体参数详见表1。

(3)按照《SY-T 5405-1996酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》标准中提供的方法，在150℃的条件下，分别采用实施例1～实施例3、以及对比例提供的解堵液对N80碳钢试样进行腐蚀速率测试，具体参数详见表1。

表1

性能	实施例1	实施例2	实施例3	对比例
					溶蚀性能/(g/L)	863	1032	1005	740
滤饼突破时间/min	21	14	16	31
					腐蚀速率/(g/(m<sup>2</sup>·h))	46.75	56.69	53.80	51.60

由表1可知，实施例1～实施例3提供的解堵液比对比例提供的解堵液溶蚀滤饼的质量多，滤饼突破时间短。由于对比例添加了缓蚀剂和缓蚀增强剂，所以，实施例1～实施例3、对比例提供的解堵液腐蚀速率相差不大。可见，本发明实施例提供的解堵液的溶蚀性能好，滤饼突破时间短，腐蚀速率低，能够满足现场作业要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种解堵液在溶蚀堵漏浆中堵漏材料中的应用，其特征在于，所述解堵液包括以下质量百分比的各组分：

解堵剂6.0%~7.0%、缓蚀剂1.2%~1.8%、缓蚀增效剂0.3%~0.4%、铁离子稳定剂1.2%~1.8%、盐酸、余量为水；

其中，所述盐酸中的氯化氢占所述解堵液的质量百分比为16.0%~19.0%；

所述解堵剂为羟基乙酸和/或2，3-二羟基丙酸；

所述缓蚀剂为曼尼希碱；

所述缓蚀增效剂为甲酰胺和/或焦锑酸钠；

所述铁离子稳定剂为氮川三乙酸和/或异抗坏血酸钠；

在所述堵漏浆中，所述堵漏材料由致密的超分子复合物组成，结构单元之间通过醚键、酯键以及碳碳键连接，结构中存在羟基形成的分子内和分子间的氢键。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述解堵液的制备方法包括：

按照各组分的质量百分比，向盐酸中加入缓蚀剂和缓蚀增效剂，搅拌均匀，再加入解堵剂、铁离子稳定剂，搅拌均匀，最后加入水，搅拌均匀，得到所述解堵液。