水基清洗剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种水基清洗剂及其制备方法与应用。以水基清洗剂的总重量为100％计，该水基清洗剂包括：非离子表面活性剂3

【技术实现步骤摘要】
水基清洗剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及油气田开采
，尤其涉及一种水基清洗剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着页岩油气和致密气等非常规油气藏开发进程加快，油基钻井液应用越来越广泛。由于油基钻井液残余容易粘附地层微粒和钻井泥浆中的固相物质形成油泥污染，油泥粘附在套管内壁上形成堵塞物，导致后期压裂工具下入困难，压裂作业难以正常进行。因此，提供一种清洗液对井筒内油基钻井液油泥污染进行清洗是十分必要的。针对油基钻井液的清洗液分为两种，一种是用于固井作业前，对井壁和套管外壁进行清洗隔离；另外一种是用于完井后，对套管内壁进行清洗。
[0003]国内外目前有多套针对油基钻井液的井筒清洗液，CN104263339A公开了一种油基钻井液井筒完井清洗液，其组成为有机酸溶液25％
‑
30％、乳化剂1％
‑
3％、有机溶剂0.5％
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0.7％、快速渗透剂0.5％
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2％、缓蚀剂0.05％
‑
0.1％和余量的基础油。该清洗液属于油基清洗液，能够有效解除油基泥浆所带来的污染问题。
[0004]CN103589412A公开了一种页岩气开发油基钻井液泥饼清洗液，其组成为清洗剂、加重剂、水；各组分的重量百分比为：清洗剂10％
‑
30％，加重剂0％
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60％，水余量；其中，清洗剂由非离子表面活性剂与互溶剂组成，非离了表面活性剂与互溶剂的重量比为1:9
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9:1；非离子表面活性剂为脂肪酸聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧丙烯脂肪酸酯等；互溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇等；加重剂为超细铁矿粉粉末，密度为4.9g/cm3‑
5.2g/cm3。该专利技术清洗液主要目的为冲洗页岩气开发油基钻井液粘附在井筒表面的虚泥饼，改变井筒表面的水润湿情况，应用在固井前，提高固井质量。
[0005]目前采用的油基钻井液污泥污染清洗液通常由表面活性剂、有机溶剂、溶剂油、水等组成，这些清洗液能够有效清除套管内壁上形成堵塞物，达到井筒清洁的目的。为了保证清洗效率，以上清洗液均含有油相和有机溶剂，清洗后的液体直接排放后容易造成环境污染，给环保形势带来了巨大的压力。
[0006]基于此，开发一种用于清除油基钻井液油泥污染的、成分简单安全、并且不含油相和有机溶剂的水基清洗剂已经成为油基钻井液清洗液的一个重要方向。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种水基清洗剂及其制备方法与应用。该水基清洗剂不含油相和有机溶剂、成分简单且安全无毒、能够有效减少油泥在井筒中的滞留和二次粘附，在提高清洗效率的同时避免环境污染。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种水基清洗剂，其中，以水基清洗剂的总重量为100％计，所述水基清洗剂包括：非离子表面活性剂3
‑
8％，阴离子表面活性剂0.2
‑
0.5％，纳米颗粒0.05
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0.2％，余量为水；其中，所述纳米颗粒包括在水中带正电的片状纳米颗粒，
所述片状纳米颗粒的直径为20nm
‑
200nm。
[0009]在上述水基清洗剂中，所述纳米颗粒在水化状态下所带的正电利于其在水中通过静电作用与所述阴离子表面活性剂结合、形成改性纳米颗粒，这一结合能够提高纳米颗粒的表面界面活性，使改性纳米颗粒油水界面吸附能力更高、进而提高乳液滴的稳定性；而所述纳米颗粒的片状结构会导致器表面电荷分布不均、纳米颗粒之间容易形成一定结构的聚集体，能够提高清洗剂粘度、延长清洗剂体系与固体污物的作用时间，提高清洗效果。此外，清洗剂粘度的增加也有助于提高其与污物形成的乳液的稳定性，形成聚集体的纳米颗粒吸附在乳液滴表面形成更坚固的吸附层，便于污物随清洗剂流出井口。
[0010]在本专利技术的具体实施方案中，所述纳米颗粒在所述水基清洗剂中的重量含量可以是0.05％
‑
0.2％，例如是0.05％、0.06％、0.1％、0.15％、0.2％等。所述纳米颗粒采用在水中带正电的纳米颗粒，例如，所述纳米颗粒可以是纳米氢氧化镁、纳米氢氧化铝、纳米层状镁铝双氢氧化物中的一种或两种以上的组合。
[0011]在本专利技术的具体实施方案中，所述纳米层状镁铝双氢氧化物可以通过以下方法制备得到：将MgCl2和AlCl3(摩尔比优选2
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3:1)溶于水，边搅拌边加入过量氨水，密封老化(温度可以选择60
‑
80℃，时间可以选择1小时)，得到所述层状镁铝双氢氧化物。
[0012]在本专利技术的具体实施方案中，所述片状纳米颗粒的直径为20nm
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200nm，例如所述纳米颗粒的粒径可以为20nm、40nm、50nm、60nm、80nm、100nm、120nm、140nm、160nm、180nm、200nm等，优选为100nm
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200nm。在一些具体实施方案中，所述纳米颗粒可以采用粒径较小的水化状态下带正电的纳米氢氧化镁，例如采用粒径为100nm
‑
200nm的纳米氢氧化镁。
[0013]在上述水基清洗剂中，所述阴离子表面活性剂和非离子表面剂能够分散和乳化油污的油相，使油污内的固相失去胶结作用而分散为乳液滴、脱离井筒表面。在一些具体实施方案中，所述非离子表面活性剂在所述水基清洗剂中的重量含量控制为3％
‑
8％，例如可以是3％、4％、5％、6％、7％、8％等。所述阴离子表面活性剂在所述水基清洗剂中的重量含量控制为0.2
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0.5％，例如可以是0.2％、0.3％、0.4％、0.5％等。
[0014]在本专利技术的具体实施方案中，所述非离子表面活性剂可以包括乙氧基非离子表面活性剂，例如包括烷基酚聚氧乙烯醚(碳数优选8
‑
12)、烷基聚氧乙烯醚(碳数优选8
‑
12)、聚氧乙烯单油酸酯类表面活性剂等中的一种或两种以上的组合。其中，所述烷基酚聚氧乙烯醚优选采用壬基酚聚氧乙烯醚和/或辛基酚聚氧乙烯醚等，所述烷基聚氧乙烯醚优选采用壬基聚氧乙烯醚和/或辛基聚氧乙烯醚等；所述聚氧乙烯单油酸酯类表面活性剂优选包括聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯。
[0015]优选地，所述乙氧基非离子表面活性剂包括壬基聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚和聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯等中的一种或两种以上的组合。
[0016]在本专利技术的具体实施方案中，所述阴离子表面活性剂可以包括磺酸盐类阴离子表面活性剂和/或硫酸盐类阴离子表面活性剂等。其中，所述磺酸盐类阴离子表面活性剂可以包括烷基磺酸盐和/或烷基苯磺酸盐等，所述烷基磺酸盐和/或烷基苯磺酸盐中的烷基的碳数可以控制为12
‑
16，例如为12；所述硫酸盐类阴离子表面活性剂可以包括烷基硫酸盐等，所述烷基硫酸盐中的烷基的碳数可以控制为12
‑
16，例如为1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水基清洗剂，其中，以水基清洗剂的总重量为100％计，所述水基清洗剂包括：非离子表面活性剂3
‑
8％、阴离子表面活性剂0.2
‑
0.5％，纳米颗粒0.05
‑
0.2％，余量为水；其中，所述纳米颗粒包括在水中带正电的片状纳米颗粒，所述片状纳米颗粒的直径为20nm
‑
200nm。2.根据权利要求1所述的水基清洗剂，其中，所述片状纳米颗粒包括纳米氢氧化镁、纳米氢氧化铝、纳米层状镁铝双氢氧化物中的一种或两种以上的组合。3.根据权利要求1或2所述的水基清洗剂，其中，所述纳米颗粒的直径为100nm
‑
200nm。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的水基清洗剂，其中，所述纳米颗粒包括直径为100nm
‑
200nm的纳米氢氧化镁。5.根据权利要求1所述的水基清洗剂，其中，所述非离子表面活性剂包括乙氧基非离子表面活性剂；优选地，所述乙氧基非离子表面活性剂包括烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯单油酸酯类表面活性剂、烷基聚氧乙烯醚中的一种或两种以上的组合。6.根据权利要求5所述的水基清洗剂，其中，所述聚氧乙烯单油酸酯类表面活性剂包括聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯。7.根据权利要求5所述的水基清洗剂，其中，所述烷基酚聚氧乙烯醚中烷基的碳数为8
‑
12；优选地，所述烷基酚聚氧乙烯醚包括壬基酚聚氧乙烯醚和/或辛基酚聚氧乙烯醚。8.根据权利要求5所述的水基清洗剂，其中，所述烷基聚氧乙烯醚中烷基的碳数为8
‑
12；优选地，所述烷基聚氧乙烯醚包括壬基聚氧乙烯醚和/或辛基聚氧乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，龙顺敏，石晓松，蒋泽银，敬显武，许园，康郁，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：