本發(fā)明涉及油氣開采，具體涉及一種低壓老井用微泡修井液體系及其配制方法。

背景技術(shù)：

1、因水平井具有儲層接觸面積大、有效提高單井產(chǎn)量等特點，在頁巖氣、煤層氣等低滲、低豐非常規(guī)油氣開發(fā)中得到廣泛應用。在油氣田開發(fā)后期，地層能量不足，井底壓力低于靜水柱壓力，進行修井作業(yè)時如采用常規(guī)修井液，因其體系密度往往大于等于1.0g/ml，容易出現(xiàn)漏失的情況、不能有效建立循環(huán)攜帶井下回吐砂粒、磨銑鐵屑、腐蝕鐵屑、殘余橋塞等高比重、大粒徑固相物出井筒。而微泡修井液體系密度較小，可以大幅度降低修井液的漏失，可以很大程度地降低修井液對地層造成的損害，是一種低壓油氣井中良好的修井液。

2、中國專利cn202011305537.0中公開了一種微泡修井液及其制備方法，通過十八烷基聚氧乙烯醚(3)硫酸鈉和、壬基酚聚氧乙烯醚(3)、黃原膠、硬葡聚糖、羧甲基淀粉、羥丙基淀粉、甲醛、kcl以及丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和二甲基烯丙基十二烷基氯化銨的合成物復配形成了一種微泡穩(wěn)定性更強，井底高壓下仍維持其低密度性能以提高其防漏性能的微泡修井液。

3、中國專利cn202211429055.5中公開了一種降低低壓氣井修井漏失用低密度泡沫修井液及其應用，通過將清水加入攪拌杯中，在攪拌條件下，加入十二烷基苯磺酸鈉、乙二醇、十六烷基二甲基羧基甜菜堿、n，n-雙羥乙基烷基酰胺、羧甲基纖維素、黃原膠、羧甲基改性淀粉、羧乙基改性淀粉、磺基脂肪酸甲酯鈉鹽、脂肪酸二乙醇酰胺，繼續(xù)攪拌至混合均勻，得低密度泡沫修井液。該技術(shù)以泡沫體系為基礎，通過引入表面活性劑和大分子組分，在氣泡外圍形成較為致密的多層“膜”結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)不同泡沫單體相互分離，從而提高泡沫單體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐溫耐鹽能力，以提高其防漏性能。

4、本技術(shù)人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下技術(shù)問題：

5、1、現(xiàn)有技術(shù)中僅通過提高體系粘度提高泡沫穩(wěn)定性以減少施工時井底壓差提高微泡修井液體系的防漏性能，但施工前期因藥劑稀釋，泡沫穩(wěn)定性降低，泡沫未能有效暫堵，體系漏失量大，會造成額外的修井液損失。

6、2、修井液往往是配合修井工具使用，在修井過程常伴隨井下高溫、井下細菌污染、工具循環(huán)剪切，會導致增粘、穩(wěn)泡添加劑性能大幅度降低導致微泡修井液體系出現(xiàn)消泡、防漏性能下降。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種低壓老井用微泡修井液體系及其配制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中微泡修井液，井下高溫、循環(huán)剪切過程體系粘度下降快、穩(wěn)泡性能下降，出現(xiàn)消泡、暫堵性能下降可能導致作業(yè)失敗的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供的一種低壓老井用微泡修井液體系，包括以下重量百分比組分：1-2％復合起泡劑、1-2％泡沫穩(wěn)定劑、0.1-0.5％除氧劑，0.05-0.2％ph調(diào)節(jié)劑，余量為水。

4、進一步的，所述復合起泡劑為甜菜堿類表面活性劑、烷基甘油醚羧酸鹽、烷基甘油醚硫酸鹽、脂肪醇聚醚類表活劑質(zhì)量比為：(2～3)：(0.2～0.5)：(0.2～0.5)：(0.5～1)的比例混合而成。

5、本發(fā)明的泡沫穩(wěn)定劑通過引入強水化性基團、靜電吸附基團、剛性結(jié)構(gòu)基團，以及有機硅聚合單體，由于si-o-si鍵角大，si-o的鍵長大，內(nèi)旋轉(zhuǎn)比較容易，成膜性好、可形成氫鍵，分子之間黏接力強，從多基團協(xié)同增效的角度出發(fā)形成多元聚合物，具有抗高溫、抗高剪切、低粘度高切力、自我修復等特點的泡沫穩(wěn)定劑，調(diào)節(jié)體系粘度、形成剛性泡沫、減少泡沫合并幾率、延長泡沫上浮至表面時間，增加泡沫穩(wěn)定性，有助于體系懸浮攜帶井下固相雜質(zhì)，防止因微泡修井液井下循環(huán)剪切導致體系粘度下降，出現(xiàn)消泡、暫堵性能下降等。形成一種低壓老井用微泡修井液體系，該體系具有密度可調(diào)范圍大，熱滾前后體系穩(wěn)定、流體的黏切變化不大流變性能好、有較高的切力，表明其具備較強攜砂能力及循環(huán)性，可有效的降低循環(huán)阻力提高泵送效率。

6、進一步的，所述泡沫穩(wěn)定劑為多元共聚物，所述泡沫穩(wěn)定劑由丙烯酰胺類單體(n,n-二甲基丙烯酰胺、n,n-二乙基丙烯酰胺、丙烯酰胺等)、陰離子類單體(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(amps)、衣康酸(ia)、丙烯酸(aa)、烯丙基磺酸鈉)、陽離子單體(二烯丙基二甲基氯化銨(dmdaac)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(dmc)、對苯乙烯磺酸鈉(sss))、環(huán)狀類單體(1-乙烯基-2-吡咯烷酮、n-乙烯基己內(nèi)酰胺)、有機硅類單體(3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、5-己烯基三甲氧基硅烷)中的多種單體采用反相懸浮聚合的自由基聚合反應制得。

7、優(yōu)選的，所述單體為n,n-二甲基丙烯酰胺、衣康酸(ia)、烯丙基磺酸鈉、n-乙烯基己內(nèi)酰胺、5-己烯基三甲氧基硅烷，優(yōu)選情況下，單體化合物的摩爾比為2.5-4：0.5-2：1-3：0.2-1：0.1-1，優(yōu)選為：2.8?-3.2：1：1-1.3：0.2-0.5：0.1-0.3。為了適于所述自由基聚合反應的進行，以及合理地控制所得的共聚物分子量，優(yōu)選情況下，相對于100g的水，化合物的總摩爾量為0.8-3mol，優(yōu)選為1.9-2.3mol。

8、進一步的，采用反相懸浮聚合的自由基聚合反應，通過引入常規(guī)氧化還原自由基引發(fā)劑過硫酸銨、亞硫酸氫鈉體系而進行聚合反應。自由基引發(fā)體系的用量可以在較寬范圍內(nèi)變動，為了能夠適當?shù)匾l(fā)聚合獲得本發(fā)明更為優(yōu)選的共聚物，優(yōu)選地，以1mol的聚合化合物的總摩爾量為基準，該自由基引發(fā)體系的用量為0.1-8mmol，優(yōu)選為2-4mmol。

9、進一步的，所述聚合反應中采用分散介質(zhì)，所述分散介質(zhì)為正戊烷、正己烷、汽油、環(huán)己烷、甲苯、二甲苯、苯、輕油、四氯化碳、溶劑石腦油、溶劑油、脫芳烴溶劑油中的一種。

10、本發(fā)明優(yōu)選，d80脫芳烴溶劑油作為有機分散相，脫芳烴溶劑油是經(jīng)超深度精制，脫除芳烴、硫和氮等雜質(zhì)而得到的溶劑油產(chǎn)品,其具有無色、無味、無毒、化學惰性以及優(yōu)良的光、熱安定性等特點。分散介質(zhì)用量為功能性單體水溶總量的1-5倍，優(yōu)選的用量為1.2-1.8倍。

11、進一步的，所述聚合反應中采用分散劑，所述分散劑為span類表面活性劑、tween類表面活性劑的一種或多種。本發(fā)明優(yōu)選，span60、span80復配作為分散劑，其比例為2-8:1，分散劑用量為反應總量的2％-6％，更優(yōu)條件下，span60、span80其比例為3-4:1，分散劑用量為反應總量的3.5％-4.5％。

12、進一步的，所述聚合反應過程在酸性條件下進行，優(yōu)選地，該酸性條件的ph為4-6?？梢酝ㄟ^本領域常規(guī)采用的各種堿性化合物來調(diào)節(jié)該ph，例如采用氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉以及它們各自的水溶液(例如濃度為5-20重量％)中的一種或多種來調(diào)節(jié)。

13、進一步的，所述自由基聚合反應的條件包括：溫度為20-80℃(優(yōu)選為50-70℃)；時間為3-10h(優(yōu)選為4-6h)。該反應過程需要在400-800rpm/min的攪拌速度下進行。

14、為了能夠保持引發(fā)劑等的活性，該方法還可以包括：反應液過程配制溶液中添加金屬離子絡合劑，金屬離子絡合劑可以加入乙二胺四乙酸(edta)，氨基三乙酸、葡萄糖酸鈉等中的一種或多種，本發(fā)明優(yōu)選使用乙二胺四乙酸(edta)，用量為水溶液的質(zhì)量比0.1‰；在引入自由基引發(fā)體系前，先保持體系處于惰性氣氛中，例如可以向體系中通入氮氣、氦氣、氖氣、氬氣等一種或多種并置換其中的氣氛(該過程例如可以進行5-300min)。

15、為了使得反應更為順利地進行，該方法包括：水中先加入edta金屬螯合劑攪拌均勻，分別將聚合反應的化合物中與水混合(該混合條件例如可以包括：溫度為10-40℃，時間為10-30min)，如ph值小于4則調(diào)整ph值，(該混合條件例如可以包括：溫度為10-50℃，時間為10-60min)(任選進行氣氛置換以保持惰性氣氛)，在分散介質(zhì)中加入分散劑并進行氣氛置換以保持惰性氣氛，而后保持攪拌速率400-800rpm/min的情況下加入所有的功能性單體水溶液，再引入自由基引發(fā)體系，以進行所述自由基聚合反應。

16、根據(jù)本發(fā)明，為了能夠獲得固體形式的本發(fā)明的共聚物，該方法還包括：將所述自由基聚合反應的產(chǎn)物進行過濾有機分散介質(zhì)、干燥。該干燥的條件例如可以包括：溫度為70-100℃，時間為20-60h。對干燥的方式并無特別的限定，可以采用本領域常規(guī)的各種干燥方式進行，例如烘干法、減壓干燥法等。

17、進一步的，所述除氧劑為亞硫酸鈉、碳酰肼、異抗壞血酸。

18、進一步的，所述ph調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、碳酸鈣、氫氧化鉀。

19、本發(fā)明還提供一種低壓老井用微泡修井液體系的配制方法，其特征在于，包括以下步驟：

20、(1)反應釜中加清水；

21、(2)加入ph調(diào)節(jié)劑，ph至9-10；

22、(3)加入除氧劑攪拌至完全溶解，進行配制液預處理；

23、(4)加入泡沫穩(wěn)定劑攪拌至完全溶解，調(diào)整粘度；

24、(5)加入復合起泡劑攪拌成均勻混合狀；

25、(6)調(diào)整轉(zhuǎn)速至1200-2000r/min，產(chǎn)生微泡沫降低體系密度，得到微泡修井液。

26、基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實施例至少可以產(chǎn)生如下技術(shù)效果：

27、(1)本發(fā)明提供的低壓老井用微泡修井液體系，不僅具有常規(guī)泡沫體系低密度的特點，還通過微泡沫和自制樹脂型泡沫穩(wěn)定體系協(xié)同作用形成一種復合暫堵體系，極大的減少了施工前期的工作液漏失，大幅度提高暫堵體系的穩(wěn)定性以及承壓能力。

28、(2)本發(fā)明提供的低壓老井用微泡修井液體系，具有抗高溫、抗高剪切、低粘度高切力等特點，有助于體系懸浮攜帶井下固相雜質(zhì)，防止因微泡修井液井下循環(huán)剪切導致體系粘度下降，出現(xiàn)消泡、防漏性能下降等。

29、(3)本發(fā)明提供的低壓老井用微泡修井液體系，采用水性材料易降解材料，在井底環(huán)境下會自然降解，對修井作業(yè)以后的復產(chǎn)無不良影響。