[发明专利]一种改善润湿效果的钻井用除钙剂及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种改善润湿效果的钻井用除钙剂及其制备方法与应用，所述除钙剂由特定结构单元构成，所述的除钙剂不但可以去除钻井液中外来侵入的钙离子，而且还能改变钻井液体系流经过的固体表面的润湿性，使其润湿性由亲水表面、亲油表面转变为“双疏”表面，从而降低“水锁”隐患。

技术领域

本发明属于油田除钙技术领域，尤其是涉及一种改善润湿效果的钻井用除钙剂及其制备方法与应用。

背景技术

钻井液被誉为“钻井工程的血液”。优良的钻井液是保证钻井生产作业高效、安全、优质的重要保障。随着钻井区域的不同，地层呈现出不同的地貌特征、差异的地质构造和不同层位区别。

钻井液是整个钻进过程中的一种重要流体，起到悬浮携带岩屑、传输水动力、降低钻头与岩石间摩擦温度、及时反馈井下信息等重要的作用。钻井液的质量关系到整个钻井过程的成败，因此确保钻井液性能的优劣显得尤为至关重要。

当钻进层位遇到盐膏层时，钻井液通常会受到由盐膏层渗透出来的钙离子污染，导致钻井液体系胶体不稳定。一旦受到钙离子污染，钻井液便会立即失去其良好的流动性，且滤失量剧增，泥饼厚度增加。钻井液体系中原有的结构松散，导致结构强度下降。

钙污染是钻井液应用中经常遇到的问题之一。通常的处理方法是在钻井液中加入碳酸钠或硅酸钠等除钙剂，将钻井液中的钙离子以碳酸钙或硅酸钙沉淀的形式除去。该种做法极易引发碳酸根污染，造成钻井液的二次伤害。

并且，碳酸钙和硅酸钙在水中的稳定性与体系的pH值关系较大。研究表明，在pH值小于10时，碳酸钙将转化成可溶的碳酸氢钙，而硅酸钙也会在此条件下溶解。

常用的钻井液体系pH值一般都在8.5～9.5的范围。钻井液在井下长时间的高温静止，pH值会更低。在此条件下，常规除钙方法处理后，钻井液中将有大量的钙离子存在，影响钻井液性能，尤其对于高密度钻井液，或其他固相含量较高的钻井液体系，会产生不同程度的钙污染。

钻遇盐膏层时，现场采用的除去钙离子的方法，除钙剂原料加量不易掌控。虽能解除部分钙离子对钻井液的侵害，但是由于除钙剂加量、井下温度、酸碱度等因素的影响，反而容易引起钻井液受到二次污染伤害。

目前所采用的除钙剂的效果单一，只能起到去除钙离子作用，没有其他功效。当钻遇低渗透、特低渗透、高黏土区域时，由于“贾敏效应”会使钻井液中液相滞留于岩石孔缝中，导致油气被“水锁”而难于流出，致使产量下降。改变润湿性是一种有效预防“水锁”的有效手段。然而，目前采用的改变润湿性的方法大多只是将水湿表面转变成油湿表面，仅提高了水驱替效率，油气无法自主流动，需要一定的外力作用才能流出。另外，目前所采用的除钙剂在钻井液体系中，没有起到改善或者改变润湿性、防止或降低“水锁”风险的能力和作用。再有，许多除钙剂中含有磷，会对环境造成一定的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种改善润湿效果的钻井用除钙剂及其制备方法与应用，以克服现有技术中的不足，解决现有除钙剂功效单一，在低渗透、特低渗透、高黏土矿物层位应用过程中，不能缓解“水锁”的技术缺陷；本发明所述的除钙剂，既有较好的除钙效果，更易于在固体表面改善或者改变其润湿性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种改善润湿效果的钻井用除钙剂，包括如下结构单元中的至少5种，