[发明专利]一种替代CaCl2的碱性完井液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种替代CaCl₂的碱性完井液及其制备方法，该碱性完井液包括以质量分数计的30～70％的碳酸钾，1～3％的疏水改性海藻酸钠，1～2％的抑制剂，1～2％的降滤失剂，0～1％的消泡剂和余量的水；通过首次采用疏水改性海藻酸钠作为完井液增粘剂和环境友好且配伍性良好的功能性组分，配置出能替代密度为1.40g/cm³的CaCl₂盐水完井液的新型碱性完井液；该碱性完井液通过将碳酸钾、疏水改性海藻酸钠、抑制剂、降滤失剂和消泡剂分段加入至水中搅拌均匀制得，制备方法简单，安全，具有极好的工业前景。

技术领域

本发明涉及盐水完井液技术领域，特别涉及一种替代CaCl₂的碱性完井液及其制备方法。

背景技术

完井液是完井过程中使用的工作液，其主要功能包括平衡地层压力、携带悬浮固相颗粒、提高储层保护能力等。使用劣质完井液会使油井产能降低30％以上，同时对地层造成损害。

CaCl₂盐水完井液是目前完井过程中经常使用的压井液体系，其优点是价格低廉，完全溶解后液体密度能达到1.40g/cm³左右；然而CaCl₂盐水完井液也存在着很多缺点：1)在冬季施工时，由于室外温度很低(低于10℃时)，由于自身的理化性质使得CaCl₂溶解速度缓慢，固相含量增加，盐水溶液密度很难达到要求，有时只能达到1.25g/cm³左右；2)由于溶解性差，无机盐不溶微粒侵入造成地层孔隙阻塞；3)由于CaCl₂为二价金属盐，Ca²⁺盐易发生结垢现象，不环保，对储层有损害；4)完井液体系自身性能欠缺，使胶结颗粒松散后溶解、使矿物溶解或重结晶，发生微粒运移和矿物沉淀，导致岩石对储层损害。储层受到损害后，一是容易造成储油层的产能降低，严重者完全丧失产油能力，造成油田的巨大经济损失；二是想要恢复到原有水平相当困难，理所当然费用也是非常昂贵。因此，急需研发一种替代CaCl₂的完井液体系，最大限度减少对油气层的损害。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够替代目前CaCl₂盐水完井液，完全溶解后液体密度能达到1.40g/cm³左右的碱性完井液。

本发明的另一目的是提供一种制备上述替代CaCl₂的碱性完井液的制备方法。

为此，本发明技术方案如下：

一种替代CaCl₂的碱性完井液，包括以质量分数计的30～70％的碳酸钾，1～3％的疏水改性海藻酸钠，1～2％的抑制剂，1～2％的降滤失剂，0～1％的消泡剂和余量的水(各组分含量之和共计100％)。

其中，所述无机盐碳酸钾可选用市售产品，其工业品纯度≥95％；选用碳酸钾替代传统使用的CaCl₂，不仅保证了原有CaCl₂盐水完井液液体密度达到 1.40g/cm³的要求；同时，避免了CaCl₂盐水完井液由于Ca²⁺结垢现象造成的储层损坏的问题。

具体地，所述疏水改性海藻酸钠是以烷基缩水甘油醚为原料，对海藻酸钠进行改性制得；具体步骤如下：称量一定量的海藻酸钠加入至反应瓶中，加足量水搅拌至黄色均匀的乳状液；然后滴加NaOH调节乳状液pH至8～9左右，缓慢加入相当于海藻酸钠重量0.4～0.7倍的烷基缩水甘油醚，升温至70～80℃并回流反应8～10h；反应结束后冷却至室温，滴加醋酸调节反应液pH至3～4，进而加入足量丙酮洗去反应液中的水和烷基缩水甘油醚，使产物析出后过滤，洗涤，烘干，备用。