[发明专利]一种油气储层保护的钻井完井液

说明书

技术领域

本发明涉及在石油工程中油气储层保护应用的钻井液完井液组合物，特别涉及用于裂缝-孔隙型储层的一种聚丙烯纳米复合超短纤维处理剂的钻井液完井液组合物及其制备方法。

背景技术

随着油气储层埋藏深度或所处层位越来越深，储层地层主要呈现孔隙与裂缝共存或裂缝特征。裂缝性油气藏是开发难度较大的油气藏，且所占开采比重呈日益增长的趋势。全世界经济产能效益最好的油藏是裂缝性油气藏，裂缝成为与井筒沟通的良好渗流通道。但是钻遇裂缝油藏的储层时，钻井液会沿裂缝侵入造成污染，裂缝被深度堵塞。裂缝一旦污染，对储层的破坏是不可逆的。采用现有的保护裂缝性储层方法，油气采出率低。以钻井完井液形成屏蔽环的方法保护储层具有稳定性差，流体侵入深，渗透率恢复值低的问题，严重影响油井产能和产出效率。

有效保护裂缝性储层需优选钻井完井液助剂材料。现有理想充填型钻井液(王利国，鄢捷年，冯文强.中国石油大学学报(自然科学版).2007，31(3)：73～76.)采用各种尺寸碳酸钙颗粒助剂材料，以封堵保护储层，但该材料不易级配，封堵强度差，也不易在生产阶段及时解除堵塞，造成新的污染。现有技术中，上海石化公司制备出多种超短纤维(林族，王鸣义，吴以准等.产业用纺织品.2006，7：4～5.)，主要用于制造无纺布、过滤材料以及纸张、混凝土、涂料的纤维增强材料。

超短纤维是一类长度小于20毫米的切断纤维。现有技术采用聚丙烯材料制备超短纤维，具有很好的力学性能、耐化学侵蚀、韧性高。但聚丙烯分子不带极性基团、表面呈化学惰性和憎水性，该超短纤维在钻井液的助剂应用中存在粘结性、抗蠕变性差和滤失性大的缺点。

现有复杂油气储层保护对钻井完井液处理剂有新要求，所用的纤维应具有较高的强度、悬浮与分散性。其次，该超短纤维助剂材料钻井完井液在地下高温高压下，应保持悬浮渗透性、抗高温及抗降解性，该超短纤维钻井完井液组合物在地下储层形成封堵保护，钻井完井液中的其他颗粒填充到架桥纤维网络中，形成低渗透性稳定性堵塞，有效防止钻井液的深度侵入。再次，该超短纤维应具有较高的表面吸附活性、封堵稳定性，在裂缝性或裂缝-孔隙共存的储层，迅速建立高效油气流通道而保护储层。最后，这种超短纤维表面应具有亲油可调与降失水的综合特性，不影响钻井液流动性、生产阶段的油气流动性及增产。

显然，现有技术中的常规超短纤维，不能满足这些储层封堵保护对纤维材料使用性能的特殊要求，即现有短纤维不能直接用于油气层的储层保护，不能产生所期待的增产增储效果。

发明内容

为了使用超短纤维进行油气储层保护，应设计超短纤维具有高活性表面及纤维表面特性可调控。本发明采用聚丙烯纳米复合超短纤维，制备钻井完井液组合物，其特征是超短纤维作为桥堵粒子用于储层保护技术，在裂缝性或裂缝-孔隙性共存的储层，快速高效地产生网络架桥封堵保护体系。

本发明提供的聚丙烯纳米复合超短纤维，其特征是采用氧化反应法和接枝反应法，对该纤维进行表面改性，提高聚丙烯纳米复合超短纤维钻井完井液组合物的分散性、抗高温与抗盐性。

本发明所述的聚丙烯纳米复合超短纤维表面改性，其特征是向纤维分子链或表面引入活性基团，提高其表面亲水性、界面结合力。

本发明所述的改性纤维接枝率的测定方法，其特征是采用滴定法。准确称取0.5g纯接枝物，在120℃下溶于50mL二甲苯中。溶液冷却至70℃时加入浓度为0.05mol/L的氢氧化钾-乙醇溶液2mL，摇匀使其充分反应。以酚酞为指示剂，用0.05mol/L的盐酸-异丙醇溶液滴至无色，30min不变色视为终点，记录所消耗的盐酸-异丙醇溶液体积V1。接枝率G_d按下式计算：

Gd=(C2V2-C1V1)·MW×100%]]>