專利名稱：一種生物酶無固相完井液的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及油氣井工程鉆井液或完井液技術領域，具體涉及一種生物酶無固相完井液技術。
背景技術：
在鉆井和完井過程中，各種作業(yè)和工作液進入地層，造成對地層的各種損害。如微粒運移，粘土礦物水化、膨脹分散，無機垢，浙青質(zhì)和其它有機沉淀物等都對地層產(chǎn)生損害。為了消除各種作業(yè)過程中對油氣層的損害，提高油氣產(chǎn)量，傳統(tǒng)的完井方法是在鉆開地層后，有針對性的進行固井、控壓鉆進、洗井、射孔等相應措施。在清除泥餅方面一般采用化學解堵，使用酸化法或氧化降·解法，但也只能消除60%左右的外泥餅。如吸附型垢的擠壓處理(用膦酸類的除垢劑)、在致密的碳酸鹽地層用互溶劑處理水鎖、在砂巖地層用土酸(HCl與HF的質(zhì)量比為12: 3)清除濾餅等。這些處理原本是用來解除地層損害的，但在解堵過程中經(jīng)常采用的措施不當，造成工作液與地層離子作用產(chǎn)生新的沉淀，從而對地層造成新的損害，導致許多井在生產(chǎn)中產(chǎn)量下降。如在砂巖地層用膦酸作除垢劑時，泥巖、赤鐵礦、菱鐵礦、鐵白云石和硫化鐵等與膦酸反應生成沉淀；砂巖地層中用土酸處理濾餅造成的地層損害。這類損害主要由含鋁化合物沉淀造成。使用土酸處理濾餅時，處理液中含有較高濃度的鋁，此時pH值在3 4之間，殘余酸就逐步與粘土礦物和長石(_AlSi308)作用生成鋁氟化合物垢AlFx (OH) 3-x。同時這些處理酸液也能腐蝕并損壞生產(chǎn)套管。而傳統(tǒng)的無固相鉆井液完井液主要采用高分子聚合物，如聚丙烯酰胺、瓜爾膠、羥乙基纖維素，羧甲基纖維素鈉等。作業(yè)完成后產(chǎn)生大量的聚合物裂解產(chǎn)物，和未分解的泥餅，極大堵塞了產(chǎn)層，損害了地層，更不利于當今的環(huán)保要求。生物酶是一類由活性細胞產(chǎn)生的具有催化作用和高度專一性的特殊蛋白質(zhì)，是一種生化催化劑。能降解碳氫化合物，將它們轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，對聚合物能徹底降解，自身可生物降解，對環(huán)境不會造成污染，對人體無不良影響，屬環(huán)保產(chǎn)品；催化反應的范圍很寬且速度快，PH值為7，對油田管道無腐蝕性。近年來在石油開采領域解堵驅(qū)油、壓裂液、石油污水、含油污染物降解和裝油容器管道清洗中應用越來越廣泛，止今未見無固相的生物酶完井液相關報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有鉆井液完井液技術不能有效保護油氣層，泥餅清除不徹底，甚至造成新的損害，完井后需要特殊增產(chǎn)工藝來提高油氣采收率等缺點，本發(fā)明利用現(xiàn)代生物酶技術的綠色降解和催化特點，提供一種可生物降解的無固相完井液。該技術可滿足對鉆井完井工程的適應性、對環(huán)境保護的適應性、對油氣層保護的適應性。本發(fā)明的目的可通過如下技術措施來實現(xiàn):
該生物酶無固相完井液由如下質(zhì)量份配比的原料構(gòu)成:
至少一種生物酶可降解的鉆井液降濾失劑0.5 3.0至少一種生物酶可降解的增粘劑0.1 2.0
至少一種生物酶0.05 2.0。
本發(fā)明的目的還可通過如下技術措施來實現(xiàn):
所述的原料還包括至少一種I 5質(zhì)量份的可溶性鹽類。所述的原料還包括至少一種0.1 I份的一種能降低水基完井液表面張力的表面活性劑。所述的生物酶可降解的鉆井液降濾失劑含纖維素、淀粉、生物聚合物、野生植物膠和多糖類聚合物中至少一種。所述的生物酶可降解的鉆井液降濾失劑含LV-CMC (羧甲基纖維素鈉)、LV_PAC (聚陰離子纖維素)、LD-302 (抗溫抗鹽降失水劑)和DFD-140 (鉆井液用改性淀粉)中至少一種。所述的生物酶可降解的增粘劑含HV-PAC (高黏聚陰離子纖維素)、HV_CMC (高粘度羧甲基纖維素鈉)、生黃原膠和多糖類增粘聚合物中至少一種。所述的生物酶含纖維素酶、淀粉酶和復合酶中至少一種。所述的可溶性鹽類含有機鹽和無機鹽中至少一種。所述的可溶性鹽類含甲酸鉀、氯化鈉和氯化鈣中至少一種。所述的能降低水基完井液表面張力的表面活性劑含乳化劑SP-80和吐溫-80中至少一種。 本發(fā)明的這種生物酶無固相完井液技術固相含量極低；具有生物降解性，生物降解及泥餅破除時間可人為控制在I 720h，甚至更長范圍；同時具備良好的抑制性和潤滑性，可抗120°C高溫；對地層低污染、低傷害，地層滲透率恢復值高，解堵后滲透率恢復值達到90%以上；完井后不需要采用常規(guī)壓力、酸化解堵、油溶和破膠解堵等技術，簡化了增產(chǎn)措施。
本發(fā)明生物酶無固相完井液作用機理如下:
利用生物酶能夠?qū)︺@井完井過程中侵入地層和粘附在井壁上的護壁材料進行生物降解的特殊性能，以生物聚合物為主劑，生物酶為助劑。在鉆開產(chǎn)層前幾十米，通過選擇加入特殊的復配生物酶制劑和相應的化學試劑，利用這些聚合物大分子鏈在井壁上能產(chǎn)生隔膜作用，這些大分子物質(zhì)相互橋接，濾余后附在井(洞)壁上形成隔膜，這些隔膜薄而堅韌，滲透性極低，阻礙自由水繼續(xù)向地層滲漏，使在近井壁形成一個滲透率幾乎為零的護壁層，達到維護井壁穩(wěn)定的效果。完井后，儲層中的鉆井完井材料在生物酶的催化作用下發(fā)生生物降解，由長鏈大分子降解為短鏈小分子，粘度逐漸下降，先前形成的泥餅自動破除，產(chǎn)層孔隙中的阻塞物消除，從而使地下流體通道暢通，恢復油層滲透率。且生物酶進入油層孔道后可以提高原油的流動能力，或改變液流方向，從而提高注入水波及體積，提高油田采收率。該完井液具有以下優(yōu)點和積極效果:
(1)不含粘土成分，無固相含量，降低粘土膨脹堵塞儲層孔隙機率；
(2)具有生物降解性，儲層先前形成的泥餅在生物酶的作用下能自動降解破除，且解堵速度和時間能實現(xiàn)人為可控性；
(3)具有良好的流變性，抑制性和潤滑性，可抗120°C高溫；
(4)解堵后靜態(tài)污染滲透率恢復值達到95%以上；(5)動態(tài)污染堵塞比<I和表皮系數(shù)< 0.3 ；
(6)對地層超低污染、低傷害，儲層的滲透性恢復達到95%以上，極大提高油氣采收
率；
(7)完井后不需要采用常規(guī)壓力解堵、酸化解堵、油溶解堵、破膠解堵等技術，簡化了增產(chǎn)措施。
具體實施方式
:
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明，但本發(fā)明保護范圍不僅限于此。實施例1:
在500mL清潔淡水中加入增粘劑黃原膠0.1g,充分攪拌，然后依次加入3.0g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3，攪拌均勻后加入0.05g纖維素酶。實施例2:
在500mL清潔淡水中加入增粘劑黃原膠2.0g,充分攪拌，然后依次加入0.5g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3，攪拌均勻后加入2.0g纖維素酶。實施例3:
在500mL清潔淡水中加入增粘劑黃原膠0.1g,充分攪拌，然后依次加入3.0g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3，攪拌均勻后依次加入0.05g纖維素酶、5g甲酸鉀。實施例4:
在500mL清潔淡水中加入增粘劑黃原膠2.0g,充分攪拌，然后依次加入0.5g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3，攪拌均勻后依次加入2.0g纖維素酶、Ig甲酸鉀。實施例5:
在500mL清潔淡水中加入增粘劑黃原膠0.1g,充分攪拌，然后依次加入3.0g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3，攪拌均勻后依次加入0.05g纖維素酶、5g甲酸鉀、0.1g吐溫-80。實施例6:
在500mL清潔淡水中加入增粘劑黃原膠2.0g,充分攪拌，然后依次加入0.5g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3，攪拌均勻后依次加入2.0g纖維素酶、Ig甲酸鉀、Ig吐溫-80。實施例7:
用高黏聚陰離子纖維素代替黃原膠，其他分別同實施例1-6。實施例8:
用高粘度羧甲基纖維素鈉代替黃原膠，其他分別同實施例1-6。實施例9:
用多糖類增粘聚合物代替黃原膠，其他分別同實施例1-6。實施例10:
用0.5g高黏聚陰離子纖維素和1.5g多糖類增粘聚合物代替2.0g黃原膠，其他分別同實施例1-6。實施例11:
用0.02g高黏聚陰離子纖維素和0.0Sg多糖類增粘聚合物代替0.1g黃原膠，其他分別同實施例1-6。 實施例12:
用0.2高粘度羧甲基纖維素鈉、0.3g高黏聚陰離子纖維素和0.5g多糖類增粘聚合物代替Ig黃原膠，其他分別同實施例1-6。實施例13:
用降失水劑1.5g羧甲基纖維素鈉(LV-CMC)和1.5g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3代替3.0g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3，其他分別同實施例1-12。實施例14:
用降失水劑0.2g羧甲基纖維素鈉(LV-CMC)和0.3g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3代替0.5g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3，其他分別同實施例1-12。實施例15:
用降失水劑1.5g聚陰離子纖維素和1.5g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3代替3.0g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3，其他分別同實施例1-12。實施例16:
用降失水劑0.2g聚陰離子纖維素和0.3g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3代替0.5g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3，其他分別 同實施例1-12。實施例17:
用降失水劑1.5g羧甲基纖維素鈉(LV-CMC)和1.5g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3代替3.0g鉆井液用改性淀粉，其他分別同實施例1-12。實施例18:
用降失水劑0.2g羧甲基纖維素鈉(LV-CMC)和0.3g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3代替0.5g鉆井液用改性淀粉，其他分別同實施例1-12。實施例19:
用降失水劑1.5g鉆井液用改性淀粉和1.5g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3代替3.0g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3，其他分別同實施例1-12。實施例20:
用降失水劑0.2g聚陰離子纖維素和0.3g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3代替0.5g鉆井液用改性淀粉，其他分別同實施例1-12。實施例21:
用淀粉酶代替纖維素酶，其他分別同實施例1-20。實施例22:
用復合酶代替纖維素酶，其他分別同實施例1-20。實施例23:
用0.02g淀粉酶0.03g復合酶代替纖維素酶，其他分別同實施例1-20。實施例24:
用1.5g淀粉酶0.5g復合酶代替纖維素酶，其他分別同實施例1-20。實施例25:
用0.02g淀粉酶0.03g纖維素酶代替纖維素酶，其他分別同實施例1-20。實施例26:
用1.5g纖維素酶0.5g復合酶代替纖維素酶，其他分別同實施例1-20。實施例27:
用氯化鈉代替甲酸鉀，其他分別同實施例3-26。
實施例28:
用氯化鈣代替氯化鈣，其他分別同實施例3-26。實施例29:
用0.4g氯化鈉0.6g氯化鈣代替Ig甲酸鉀，其他分別同實施例3-26.實施例30:
用3g氯化鈉2g氯化鈣代替5g甲酸鉀，其他分別同實施例3-26。實施例31:
用0.4g甲酸鉀0.6g氯化鈣代替Ig甲酸鉀，其他分別同實施例3-26。實施例31:
用0.4g氯化鈉0.6g甲酸鉀代替Ig甲酸鉀，其他分別同實施例3-26。實施例32:
用乳化劑代替吐溫-80，其他分別同實施例5-31。實施例33:
用SP-80代替纖吐溫-80，其他分別同實施例5-26。實施例34:在500mL清潔淡水中依次加入增粘劑2.5g黃原膠，充分攪拌，然后依次加入降失水劑1.5g羧甲基纖維素鈉(LV-CMC)和1.5g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3，攪拌均勻后依次加入2.5gHC00K、l.5g超細碳酸鈣。實施例35:在500mL清潔淡水中依次加入增粘劑0.2g黃原膠，充分攪拌，然后加Λ 0.4g聚陰離子纖維素(HV-PAC)、充分攪拌后，依次加入降失水劑1.5g羧甲基纖維素鈉(LV-CMC)Ug改性淀粉DFD-140和0.3g抗溫抗鹽降失水劑YWS-3，攪拌均勻后依次加入1%超細碳酸鈣、2g納米乳液RL-2、3gHC00K和0.5gSP_80。實施例36:如實施例35所述，所不同的是:配制完井液在水浴90°C環(huán)境下，所得流變性和潤滑性性能如表I。流變性采用青島海通達出產(chǎn)的ZNN-D6型六速旋轉(zhuǎn)粘度計測試，潤滑性采用美國EP極壓潤滑儀測試。實施例37:如實施例36所述，所不同的是:性能測試后將完井液熱滾120°C，16h，所得流變性和潤滑性能表I。表I完井液流變性和潤滑性
權(quán)利要求
1.一種生物酶無固相完井液，其特征在于它以清潔淡水或清潔鹽水為連續(xù)相，由如下質(zhì)量份配比的原料構(gòu)成: 至少一種生物酶可降解的鉆井液降濾失劑0.5 3.0 至少一種生物酶可降解的增粘劑0.1 2.0 至少一種生物酶0.05 2.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物酶無固相完井液，其特征在于所述的原料還包括至少一種I 5質(zhì)量份的可溶性鹽類。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物酶無固相完井液，其特征在于所述的原料還包括至少一種0.1 I質(zhì)量份的能降低水基完井液表面張力的表面活性劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物酶無固相完井液，其特征在于所述的生物酶可降解的鉆井液降濾失劑含纖維素、淀粉、生物聚合物、野生植物膠和多糖類聚合物中至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物酶無固相完井液，其特征在于所述的生物酶可降解的鉆井液降濾失劑含羧甲基纖維素鈉、聚陰離子纖維素、抗溫抗鹽降失水劑和鉆井液用改性淀粉中至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物酶無固相完井液，其特征在于所述的生物酶可降解的增粘劑含高粘聚陰離子纖維素、高粘度羧甲基纖維素鈉、黃原膠和多糖類增粘聚合物中至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物酶無固相完井液，其特征在于所述的生物酶含纖維素酶、淀粉酶和復合酶中至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物酶無固相完井液，其特征在于所述的可溶性鹽類含有機鹽和無機鹽中至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物酶無固相完井液，其特征在于所述的可溶性鹽類含甲酸鉀、氯化鈉和氯化鈣中至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種生物酶無固相完井液，其特征在于所述的能降低水基完井液表面張力的表面活性劑含乳化劑SP-80和吐溫-80中至少一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種生物酶無固相完井液體系，它由如下質(zhì)量份配比的原料構(gòu)成至少一種生物酶可降解的鉆井液降濾失劑 0.5～3.0、至少一種生物酶可降解的增粘劑 0.1～2.0、至少一種生物酶 0.05～2.0。所述的原料還包括至少一種1～5質(zhì)量份的可溶性鹽類及至少一種0.1～1份的一種能降低水基完井液表面張力的表面活性劑。這種生物酶無固相完井液技術固相含量極低；具有生物降解性，同時具備良好的抑制性和潤滑性，對地層低污染、低傷害，地層滲透率恢復值高，完井后不需要采用常規(guī)壓力、酸化解堵、油溶和破膠解堵等技術，簡化了增產(chǎn)措施。
文檔編號C09K8/10GK103184037SQ201110449989
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者楊倩云, 郭祥鵑, 嚴波, 袁麗, 何興華, 李秀靈, 龍英俊, 張雪松, 高素麗, 張翔宇, 劉海鵬 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團勝利石油管理局鉆井工程技術公司