[0001] 本发明涉及油田钻完井钻井液处理剂技术领域，尤其是涉及一种储层保护暂堵剂及其制备方法和应用。

[0002] 储层保护暂堵剂是一种钻完井用的起暂堵作用的一种处理剂，可以在近井壁处形成暂堵带，封堵地层通道防止漏失，作业后暂堵带通过解堵措施恢复地层通道，从而实现油井恢复生产。

[0003] 现场应用最广泛的暂堵剂为不同目数的超细碳酸钙，该材料价格低廉，与钻井液配伍性好，但是颗粒粒径需要与储层孔喉尺寸严格匹配才能达到良好的封堵效果，而且完井后需要射孔清除暂堵剂的同时进行酸化作业，才能重新建立良好的油气流动通道；油溶性树脂油溶率高，容易解堵反排，但目前常用的油溶性暂堵材料软化点低，受温度限制应用范围小，石油树脂软化点一般在120℃左右，初始软化变形温度更低在100℃～110℃之间，做成暂堵剂有效的应用温度一般在115℃以下；沥青虽然具有良好的变形能力不需要与储层孔喉尺寸严格匹配，但是荧光级别高，在探井、评价井中无法应用，同时变形后油膜强度较低，无法满足深部储层暂堵的需求。

[0041] 下面结合实施例对本发明作进一步的说明，需要说明的是，提供以下实施例仅出于说明目的并不构成对本发明要求保护范围的限制。

[0042] 除特殊说明外，在实施例中所采用的原料、试剂、方法等均为本领域常规的原料、试剂、方法。

[0043] 棕榈酸、花生四烯酸、月桂酸购自国药集团化学试剂有限公司；

[0044] 四乙烯五胺、五乙烯六胺购自南京莽原之旭化工有限公司；

[0045] 分枝状聚乙烯亚胺(分子量25000)购自攻碧克新材料科技(上海)；

[0046] 碳酸二甲酯、硫酸二甲酯、碘甲烷购自广东翁江化学试剂有限公司；

[0047] 反应釜采用安徽科幂仪器有限公司公司生产的NS系列磁力搅拌反应釜；

[0048] 胶体磨采用上海爱思杰制泵有限公司生产的JM‑L立式胶体磨。

[0049] 实施例1

[0050] 按照摩尔比1:2称取棕榈酸、四乙烯五胺投入到反应釜中，升温至150℃，搅拌2h使之混合均匀，停止加热将中间产物自然冷却至100℃左右进行恒温，分次滴加碳酸二甲酯进行季铵化，m(棕榈酸+四乙烯五胺)：m(碳酸二甲酯)＝2:1，反应3h后制得阳离子表面活性剂；

[0051] 将松香树脂、蒸馏水与阳离子表面活性剂以3:2:0.1质量比加入到胶体磨中，升温至130℃后，加入黄原胶，黄原胶与阳离子表面活性剂质量比为0.03:0.1，搅拌2h后冷却、干燥即可制得储层保护暂堵剂。

[0052] 实施例2

[0053] 按照摩尔比1:2称取花生四烯酸、五乙烯六胺投入到反应釜中，升温至150℃，搅拌3h使之混合均匀，停止加热将中间产物自然冷却至100℃左右进行恒温，分次滴加硫酸二甲酯进行季铵化，m(花生四烯酸+五乙烯六胺)：m(硫酸二甲酯)＝2:1，反应4h后制得阳离子表面活性剂；

[0054] 将萜烯树脂、蒸馏水与阳离子表面活性剂以3:2:0.1质量比加入到胶体磨中，升温至140℃后，加入羟乙基纤维素，羟乙基纤维素与阳离子表面活性剂质量比为0.03:0.1，搅拌3h后冷却、干燥即可制得储层保护暂堵剂。

[0055] 实施例3

[0056] 按照摩尔比1:2称取月桂酸、分枝状聚乙烯亚胺投入到反应釜中，升温至150℃，搅拌4h使之混合均匀，停止加热将中间产物自然冷却至100℃左右进行恒温，分次滴加碘甲烷进行季铵化，m(月桂酸+聚乙烯亚胺)：m(碘甲烷)＝2:1，反应4h后制得阳离子表面活性剂；

[0057] 将C5石油树脂、蒸馏水与阳离子表面活性剂以3:2:0.1质量比加入到胶体磨中，升温至150℃后，加入羧甲基纤维素，羧甲基纤维素与阳离子表面活性剂质量比为0.03:0.1，搅拌4h后冷却、干燥即可制得储层保护暂堵剂。

[0058] 实施例4

[0059] 按照摩尔比1:2称取棕榈酸、分枝状聚乙烯亚胺投入到反应釜中，升温至150℃，搅拌4h使之混合均匀，停止加热将中间产物自然冷却至100℃左右进行恒温，分次滴加碘甲烷进行季铵化，m(棕榈酸+聚乙烯亚胺)：m(碘甲烷)＝2:1，反应4h后制得阳离子表面活性剂；

[0060] 将酚醛树脂、蒸馏水与阳离子表面活性剂以3:2:0.1质量比加入到胶体磨中，升温至140℃后，加入羟乙基纤维素，羟乙基纤维素与阳离子表面活性剂质量比为0.03:0.1，搅拌3h后冷却、干燥即可制得储层保护暂堵剂。

[0061] 实施例5

[0062] 按照摩尔比1:2称取花生四烯酸、四乙烯五胺投入到反应釜中，升温至150℃，搅拌2h使之混合均匀，停止加热将中间产物自然冷却至100℃左右进行恒温，分次滴加碳酸二甲酯进行季铵化，m(花生四烯酸+四乙烯五胺)：m(碳酸二甲酯)＝2:1，反应3h后制得阳离子表面活性剂；

[0063] 将松香树脂、蒸馏水与阳离子表面活性剂以3:2:0.1质量比加入到胶体磨中，升温至150℃后，加入羧甲基纤维素，羧甲基纤维素与阳离子表面活性剂质量比为0.03:0.1，搅拌4h后冷却、干燥即可制得储层保护暂堵剂。

[0064] 实施例6

[0065] 按照摩尔比1:2称取月桂酸、五乙烯六胺投入到反应釜中，升温至150℃，搅拌3h使之混合均匀，停止加热将中间产物自然冷却至100℃左右进行恒温，分次滴加硫酸二甲酯进行季铵化，m(月桂酸+五乙烯六胺)：m(硫酸二甲酯)＝2:1，反应5h后制得阳离子表面活性剂；

[0066] 将C5石油树脂、蒸馏水与阳离子表面活性剂以3:2:0.1质量比加入到胶体磨中，升温至130℃后，加入黄原胶，黄原胶与阳离子表面活性剂质量比为0.03:0.1，搅拌2h后冷却、干燥即可制得储层保护暂堵剂。

[0067] 对比例1

[0068] 与实施例1的区别在于，将阳离子表面活性剂替换为十六烷基三甲基氯化铵。

[0069] 对比例2

[0070] 与实施例1的区别在于，将阳离子表面活性剂替换为双十八烷基二甲基氯化铵(D1821)。

[0071] 试验例1

[0072] 对暂堵剂进行如下性能评价：

[0073] 1、水中分散性：

[0074] (1)基浆配制：将待测储层保护暂堵剂按以下重量份组分配制浆料：水20～30份，待测储层保护暂堵剂50～80份，分散剂(六偏磷酸钠)0.2～1份；

[0075] (2)测量：称量m1 g质量待测储层保护暂堵剂，使用325目滤网过滤，过程中使用水流本身压力冲刷，之后将筛余物在105℃烘箱中烘60min，称量筛余物质量m2 g；

[0076] (3)计算：水中分散性代号为γ，γ值越小，说明该物质在水中的分散性能越好，γ＝m2/m1×100％。

[0077] 2、胶体稳定性：

[0078] 用zeta电位仪，测定样品的zeta电位读数。读数越大，越稳定。

[0079] 3、电动电位：

[0080] 利用微观电泳仪测定电泳速度：

[0081] (1)将样品配成很稀的悬浊液(0.02％)；

[0082] (2)用洗液清洗电泳管，然后把电泳管固定在显微载物台上。电泳出口用橡皮管接到负压瓶。电泳管入口漏斗处注入蒸馏水，转动电泳管出口活塞，利用负压瓶的吸力将蒸馏水吸入负压瓶中。如此反复清洗电泳管，直到十分清洁为止；

[0083] (3)定位：按前述方法进行电泳管的平面定位。平面定位后，用载物台夹子仔细固定之。然后再进行垂直定位，使物镜聚焦于无电渗处；

[0084] (4)装样：将待测胶体悬液(一般用万分之二浓度)摇匀后注入电泳管入口漏斗中，转动出口活塞，将胶体悬液吸入电泳管中，用少量胶体悬液清洗电泳管后，关紧活塞；

[0085] (5)调压：接通直流电源，用电位器粗细调，调至需要的直流电压(例如80V)；

[0086] (6)测定：合上换向开关，观察显微镜视野中中央线附近胶粒移动的方向，以确定胶粒的电荷符号(向正极移动为带负电荷，反之带正电荷)。同时，可用停表测定某‑胶粒通过固定距离(例如180微米)所需的时间(秒)。转动换向开关，测定胶粒向相反方向通过上述距离所需的时间。如此重复测定10‑30颗粒的电泳速度。

[0087] (7)测温：同时，可在电泳管漏斗中，用小型温度计测定每一胶体悬液的温度；

[0088] (8)计算：

[0089]

[0090] 式中：

[0091] ζ为电动电位，单位为V；

[0092] K一般取决于胶粒形状，球形胶粒K为6，片状胶粒K为4；

[0093] ε为介质的介电常数，水为80；

[0094] η为介质的粘度，单位为泊；

[0095] u为电泳速度，cm/s；

[0096] 9×104是将静电单位换算为实际单位的系数。

[0097] 4、油溶率：

[0098] (1)定量滤纸在(105±3)℃的烘箱烘2h，取出置于干燥器中冷却至室温，称量；

[0099] (2)称取试样5g(称准至0.0001g，胶体试样应在105±3℃烘箱内烘干8h后称取)，加入100mL脱色脱胶质煤油中，加热至70±5℃，搅拌，使其溶解，然后，将烘干的定量滤纸置于保温漏斗中，在保持70±5℃温度下过滤，过滤后将滤纸及残渣一起置于105±3℃的烘箱内烘5h，取出置于干燥器中冷却至室温，称量。

[0100] (3)计算：

[0101]

[0102] 式中：

[0103] W为油溶率，％；

[0104] m为试样质量，g；

[0105] m1为烘干后滤纸及残渣的质量，g；

[0106] m2为空白试验烘干后滤纸及残渣的质量，g。

[0107] 结果如表1所示。

[0108] 表1分散性、稳定性、正电性、油溶性评价表

[0109]

[0110] 从表1中可以看出，本发明的储层保护暂堵剂在水中分散性及交替稳定性较好，因此可用于水基钻井液体系；带有一定的正电性，可以通过静电作用与地层岩石颗粒发生吸附，增强暂堵效果；用脱色脱胶质煤油溶解、过滤法测定在常温下的油溶率，实验结果显示新型屏蔽暂堵剂油溶率较高。

[0111] 试验例2

[0112] 将不同的暂堵剂加入到3％膨润土浆中，采用QY‑C12型高温高压岩心驱替装置在φ2.5cm×4cm的岩心上进行滤失量测定试验。试验条件为：温度80℃、压差3.5MPa、滤失时间60min、暂堵剂加量3％。

[0113] 表2储层保护暂堵剂封堵性能测试

[0114]

[0115]

[0116] 从表2中可以看出，采用不加暂堵剂的膨润土浆时，岩心上的失水量较大，说明所形成的滤饼质量不好。当加入暂堵剂后，岩心上的滤失量都下降幅度都很明显，说明新型暂堵剂具有广谱封堵效果，适合非均质性较强的油层使用。

[0117] 试验例3

[0118] 以实施例1为代表，在3％膨润土浆中加入储层保护暂堵剂作为暂堵体系，测试对岩心的封堵率、切片后的渗透率恢复率。其实验程序为：

[0119] 1)配制3％膨润土浆作为基浆；

[0120] 2)暂堵体系的配制：基浆+3％实施例1；

[0121] 3)岩心的抽空饱和；

[0122] 4)岩心正向水相渗透率KL的测定；根据经验公式 为孔隙度，计算岩心的平均孔喉直径d孔；

[0123] 5)岩心反向油相渗透率Ko的测定；

[0124] 6)在70℃、3.5MPa、1.5h条件下对岩心进行正向暂堵；

[0125] 7)从暂堵装置中取出岩心，去除滤饼，测定岩心暂堵后的正向水相渗透率KL′；

[0126] 8)计算岩心的封堵率DR；

[0127] 9)切去一定长度的暂堵端；

[0128] 10)测定岩心切片后的反向油相渗透率Ko′；

[0129] 11)计算切片后的岩心渗透率恢复值R′。

[0130] 表3岩心封堵率及渗透率恢复值测试

[0131]

[0132] 从表3中可以看出，在2.56～34.65μm孔径范围内，可油溶屏蔽暂堵剂对不同孔喉直径岩心的封堵率都大于93.5％，渗透率恢复值均在94.4％以上，进一步说明可油溶屏蔽暂堵剂具有良好的广谱性和暂堵性能。

[0133] 以上各实施例仅用以举例说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在没有脱离本发明权利要求所限定的精神和实质的范围内，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换仍然在本发明权利要求所限定的范围内。