[发明专利]一种具有肥田作用的硝酸盐复合完井液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有肥田作用的硝酸盐复合完井液及其制备方法，包括将硝酸盐加入到反应釜中加入水搅拌，待硝酸盐全部溶解后，加温继续搅拌反应；向反应釜中缓慢加入表面活性剂，缓慢搅拌直至全部溶解；向反应釜中加入黏土稳定剂，继续搅拌；向反应釜中加入杀菌剂，继续搅拌；向反应釜中分批加入增粘剂，搅拌至所有增粘剂溶解完毕，即得具有肥田作用的硝酸盐复合完井液。本发明解决了当前常用无机盐完井液和有机盐完井液的腐蚀严重，腐蚀产物可能形成二次污染，而且，当前的无机盐往往对土壤造成比较严重的结块问题，具有对钻具无腐蚀，对储层有一定解堵作用，对环境无影响，对植物是一种必须的肥料的优势。

技术领域

本发明涉及石油钻井使用化工助剂领域中的一种完井液及其制备方法。

背景技术

在完井液作业过程中主要问题是如何避免地层伤害，因此，之前就需要对完井液进行优选。当前，能满足地下/地层要求的完井液体系非常有限，这些要求包括：高温高压高密度、低浊度、地层水反应活性最低以及堵塞/地层伤害最小等，作业要求包括：腐蚀性低、测试管线和生产关管线中的弹性配件之间的配伍性好、固井液处理剂对环境影响小。而另一个问题就是如何量化环境问题和成本。能够满足上述要求的完井液的价格非常昂贵，在市场上的供应非常有限。最终，很多高地层压力的井都不得不选择钻井液作完井液，或者选择具有强腐蚀性或对地层具有一定伤害的流体作完井液。

在钻井设计中使用重浆时，其容忍密度最多只能高于预测地层压力的3~10%。与裸眼完井情况相似，在套管完井中，也要尽量保持地层条件不变，通过使用适合的完井液可以实现。理想的完井液是一种可以平衡地层压力，不会产生地层伤害，在完井作业期间不会产生作业问题，同时对环境影响最小的完井液体系。硝酸盐流体作为完井液的应用并不多，大多数选择NaCl、KCl、CaCl₂、ZnCl₂等盐水完井液以及有机盐完井液等，淡水对于掺过盐水钻井液而言，带来的一个巨大风险是腐蚀问题，长期浸泡，钻具可能会发生严重腐蚀、甚至断裂。而有机盐完井液的成本相对较高，如甲酸钾、甲酸钠和甲酸铯等，价格都在10000元/吨以上。而且，这种完井液也会产生一定的腐蚀问题。上述腐蚀产物有可能对储层孔隙产生一定的堵塞，从而影响到单井产能。

研究发现，硝酸盐流体最高密度为1.45g/cm³，180℃条件下腐蚀率仅为10MPY，结晶温度低于-60℃，可作为缓冲液，可抗酸气污染，对地层还有一定的增产作用，同时还可以重复使用，因此，其成本更加低廉、环境更加友好。

发明内容

本发明的目的是为了解决当前常用无机盐完井液和有机盐完井液的腐蚀严重，腐蚀产物可能形成二次污染，而且，当前的无机盐往往对土壤造成比较严重的结块问题，提出了一种对钻具无腐蚀，对储层具有一定解堵作用，对环境无影响，对植物是一种必须的肥料的具有肥田作用的硝酸盐复合完井液及其制备方法。

本发明采用技术方案如下：

一种具有肥田作用的硝酸盐复合完井液，包括如下质量百分比的组分：硝酸盐35~36%、表面活性剂2~4%、黏土稳定剂 0.1~0.4%、杀菌剂0.1~0.4%、增粘剂2.1~2.4%、余量为水。

所述的硝酸盐为硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙、硝酸锌、硝酸铜或硝酸钡中的一种或任意两种组合；所述的表面活性剂为聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯；所述的黏土稳定剂为有机硅烷，其分子结构式为：

其中，R₄、R₅、R₆为氢或C₁~C₅₀有机烃，但不能同时为氢，R₇为C₁~C₅₀有机烃；所述的杀菌剂为甲醛、聚甲醛或戊二醛中的一种或任意两种组合；所述的增粘剂为丙烯酸盐共聚物。