本發(fā)明屬于油氣田為提高油氣產(chǎn)量而在鉆井、完井、儲層改造等施工作業(yè)過程中為解除重晶石堵塞物而使用的專用化學(xué)品領(lǐng)域，具體涉及一種高溫油氣井重晶石螯合解堵劑組合物及其制備方法和使用方法。

背景技術(shù)：

1、隨著陸海油氣田勘探開發(fā)向縱深發(fā)展，深井、超深井鉆井數(shù)量不斷增大。鉆探深井和超深井過程中必然伴隨地層高壓，因此需要在鉆井液中加入加重材料以提高鉆井液的密度來平衡地層壓力，防止出現(xiàn)井涌、井噴等鉆井事故。重晶石是高密度鉆井液中使用最多的加重材料。鉆井液中使用的重晶石粉加重材料，其主要化學(xué)成分是硫酸鋇(baso4)，純度一般在95％以上，密度一般在4.2g/cm3以上，細度一般在200-325目左右。

2、由于一般鉆井液的密度很少超過2.3g/cm3，所以，鉆井液中的重晶石很容易發(fā)生物理沉降，造成油氣儲層天然裂縫、次生誘導(dǎo)裂隙等縫隙和毛細喉孔的堵塞，導(dǎo)致新井投產(chǎn)后油氣通道不暢，影響油氣產(chǎn)量和采收率，堵塞嚴重時甚至根本無油氣產(chǎn)出而變成“死井”。

3、重晶石在鉆井液循環(huán)過程中的機械磨損，使得鉆井液中含有不少的超微細重晶石顆粒，在鉆井液與地層正向壓力差的作用下，加劇了超微細重晶石顆粒向地層深處或微細裂隙中的浸入，對油氣通道造成深度堵塞傷害。對于大位移長井段水平井而言，其水平段井眼上下部所形成的泥餅因磨壓程度不同，井眼下部的泥餅更加致密，重晶石泥餅造成的潛在儲層堵塞也更為嚴重。特別是在油氣儲層中鉆進時，如果發(fā)生比較嚴重的鉆井液漏失，進入儲層的重晶石數(shù)量會更多。在新井投產(chǎn)前，如果不采取重晶石解堵處理措施，就會嚴重地影響油氣產(chǎn)量。

4、不論是水基鉆井液還是油基鉆井液，在鉆井液循環(huán)向地層濾失失水的過程中，都會形成以加重劑為主要組分的泥餅(也稱濾餅)(即重晶石濾餅，barite?filter?cake，其80％左右的固相成分是重晶石)。由于重晶石的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，在各種無機酸、有機酸、強堿、弱堿中的溶解度都很小，很難通過一般的酸化或堿化作業(yè)解除重晶石泥餅的堵塞。嵌入地層中的重晶石顆粒表面會包裹有鉆井液中的有機高分子聚合物、表面活性劑、潤滑劑油脂等有機包裹物，無法裸露于一般的儲層改造液中，加大了溶蝕難度。另外，優(yōu)質(zhì)重晶石資源越來越少，現(xiàn)在使用的重晶石密度普遍偏低，這就意味著伴生礦物質(zhì)越來越多，這可能會對重晶石泥餅解堵效果產(chǎn)生一定的不利影響。

5、由于上述種種原因，重晶石堵塞問題受到國內(nèi)外油氣鉆采行業(yè)的高度關(guān)注，成為油氣行業(yè)內(nèi)一直存在的、亟待解決的工程難題，不少研究者進行了不懈的努力，逐漸聚焦于以氨基多羧酸螯合劑為主要組分的重晶石解堵劑組合物專利技術(shù)，但是這些已有專利技術(shù)在重晶石溶蝕量、選擇性溶蝕、耐高溫性、制備工藝、生產(chǎn)成本、解堵工藝等方面還存在不少關(guān)鍵技術(shù)瓶頸。

6、美國發(fā)明專利us?pat.20170190951提出了以二乙烯三胺五乙酸20％，碳酸鉀10％，聚合物降解酶10％，水60％組成重晶石解堵劑，采用一步法浸泡解堵，固液比1/25，經(jīng)168h對含聚合物的重晶石濾餅的溶解率達到80％，對重晶石濾餅的最大溶解量為32g/l。但解堵劑的最高抗溫性受生物降解酶組分的限制，僅能達到132℃(200℉)，無法用于高溫深井。而且以碳酸鉀調(diào)節(jié)解堵液ph值，在從井內(nèi)返排出來的解堵液體(返排液)中會存在一定量的碳酸鋇(俗稱毒晶石)，其毒性很大，給返排液的處理帶來環(huán)境安全隱患。

7、中國發(fā)明專利cn?201710178290.2提出以羥乙基乙酰胺11-16份，氨基乙酰胺30-36份，肉桂酰胺20-25份，二羥基酒石酸鈉13-18份，二甲基乙醇胺6-10份，二甲基丙醇胺20-25份，二丁酸二辛酯磺酸鈉8-11份，鄰乙氧基苯甲酸3-7份，對羥基苯乙酸10-15份，氨水30-40份，水80-110份組成重晶石解堵組合物。中國發(fā)明專利cn?201710178859.5提出了以丙酮縮氨脲20-25份，5-羧酸-3-氨基-1,2,4,-三氮唑16-20份，l-天冬酸鈉13-16份，冠醚(18-冠-6)3-5份，苯基丙二酸二乙酯7-10份，二甲基乙醇胺11-15份，乙琥胺33-37份，亞氨基二乙酸9-13份，40％氨水30-35份，水70-80份的重晶石解堵劑組合物。由于這類復(fù)雜的重晶石解堵組合物體系使用了大量的小分子有機酸、有機胺和氨水，其耐溫限只有100℃，無法用于高溫深井，而且也未提及其對重晶石的溶解量。

8、中國發(fā)明專利cn?201510165533.x提出了以(氨基三磷酸、氨基二乙酸、乙二胺四乙酸二鈉、氨基三乙酸)組成的復(fù)合螯合劑7％-8％，氫氧化鈉3％-4％，硝酸鉀或硝酸鈉0.5％-1％，氯化鉀0.5％-1％，次氯酸鈉0.5％-1％，余量為水的重晶石解堵組合物，其在90℃時對重晶石的溶蝕量最高只有4g/l，所使用的硝酸鉀、硝酸鈉均為受管制的易制爆危險化學(xué)品，采購、儲存、使用都不方便，也沒有提及可以用于高于90℃的深井中。

9、中國發(fā)明專利cn?201310722290.6提出以氮三乙酸螯合劑1.0％，4-甲基苯磺酸吡啶1.0％，2-丁酮酸鈉0.3％，氯化鈉1.0％，聚二甲基二烯丙基氯化銨1.0％，聚丙烯酰胺0.1％，余量為水的重晶石解堵組合物，可用于100-160℃井中，但未提及對重晶石的溶解量，以有機酸為主的螯合解堵劑，在ph較低時，對鋇離子的螯合能力并不強，所以，其對重晶石的溶蝕量不會很高，而且氮三乙酸是所有氨基多羧酸螯合劑中比溶解量(即單位質(zhì)量固體螯合劑可溶解的重晶石的質(zhì)量)最低的，因此，此專利技術(shù)所述解堵劑的性價比很低。

10、因此，有必要提供一種有效物含量高、生產(chǎn)工藝簡單、儲運方便、性價比高，可以高效地解除重晶石堵塞物的高溫油氣井重晶石螯合解堵劑。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種高溫油氣井重晶石螯合解堵劑組合物及其制備方法和使用方法。本發(fā)明的高溫油氣井重晶石螯合解堵劑組合物以二乙烯三胺五乙酸為主要螯合劑組分、以氫氧化鉀為ph調(diào)節(jié)劑，并輔以乙二胺四乙酸、氮川三乙酸等協(xié)同增效劑，添加防潮劑、防結(jié)塊劑作為助劑，制備得到的固體產(chǎn)品有效物含量高、生產(chǎn)工藝簡單、儲運方便，使用時配成溶液，在合適的ph范圍內(nèi)，可以高效地解除重晶石堵塞物，實現(xiàn)提高油氣井產(chǎn)量、提高采收率，可以用于深井高溫環(huán)境下重晶石堵塞物的溶蝕解堵。

2、為實現(xiàn)上述目的，第一方面，本技術(shù)提供了一種高溫油氣井重晶石螯合解堵劑組合物，按質(zhì)量份數(shù)計，包括以下原料：30-70份氨基多羧酸螯合劑和20-50份ph調(diào)節(jié)劑，其中，氨基多羧酸螯合劑選自二乙烯三胺五乙酸、乙二胺四乙酸、氮川三乙酸的一種或多種，ph調(diào)節(jié)劑為固體氫氧化鉀，組合物中不使用溶劑。

3、本發(fā)明采用預(yù)處理后的二乙烯三胺五乙酸與固體氫氧化鉀，通過干法混合制備得到的組合物為固體形式，便于運輸和儲存。而在使用時，利用氫氧化鉀在水中的溶解熱使得氨基多羧酸與氫氧化鉀在水中快速溶解生成氨基多羧酸鉀鹽，其具有比氨基多羧酸鈉鹽高得多的重晶石溶解量，解決了市場上少有的氨基多羧酸鉀鹽固體產(chǎn)品的缺失。

4、優(yōu)選的，按質(zhì)量份數(shù)計，所述高溫油氣井重晶石螯合解堵劑組合物包括以下原料：40-60份氨基多羧酸螯合劑和40-50份ph調(diào)節(jié)劑；所述氨基多羧酸螯合劑為二乙烯三胺五乙酸、乙二胺四乙酸、氮川三乙酸的混合物，三者質(zhì)量比為(1-2):(1-2):(1-2)。更優(yōu)選的，二乙烯三胺五乙酸、乙二胺四乙酸、氮川三乙酸的質(zhì)量比為1:1:1。

5、進一步，還包括助劑，所述助劑選自防潮劑、防結(jié)塊劑、調(diào)制助劑中的至少一種。

6、優(yōu)選的，所述防潮劑選自鈉基膨潤土、鈉化的鈣基膨潤土、凹凸棒土、羧甲基纖維素鈉、羧甲基淀粉鈉、低分子量聚丙烯酰胺、低分子量聚丙烯酸鈉、低分子量水解聚丙烯腈鈉等，更優(yōu)選用抗高溫的低分子量水解聚丙烯腈鈉中的至少一種，其用量為1-8份，更優(yōu)選為2-5份。

7、優(yōu)選的，所述防結(jié)塊劑選自氣相白炭黑、沉淀白炭黑、超細滑石粉、有機胺陽離子表面活性劑中的至少一種，更優(yōu)選為氣相白炭黑，其用量為1-8份，更優(yōu)選為2-5份。

8、優(yōu)選的，所述調(diào)制助劑選自氯化鉀、草酸鉀、碳酸鉀的至少一種，其用量為5-15份，更優(yōu)選為5-10份。

9、第二方面，本技術(shù)提供了上述高溫油氣井重晶石螯合解堵劑組合物的制備方法，包括如下步驟：對氨基多羧酸螯合劑和ph調(diào)節(jié)劑進行預(yù)處理，將所有物料混合均勻，即得。

10、優(yōu)選的，所述的對氨基多羧酸螯合劑和ph調(diào)節(jié)劑進行預(yù)處理，包括如下步驟：將氨基多羧酸螯合劑用干式混合法按比例混合均勻，粉碎制粉，細度達到40-100目；將ph調(diào)節(jié)劑，粉碎制粉，細度達到40-100目。

11、優(yōu)選的，氨基多羧酸螯合劑粉碎后細度達到80-100目。

12、第三方面，本發(fā)明提供了上述高溫油氣井重晶石螯合解堵劑組合物的使用方法，包括如下步驟：

13、將高溫油氣井重晶石螯合解堵劑組合物用去離子水配置成一定質(zhì)量濃度的解堵劑水溶液，得到解堵劑性能評價液體；老化罐中加入一定質(zhì)量濃度的硫酸鋇；將配置好的解堵劑液體分1-4次加入老化罐中進行不同時長的熱滾溶解反應(yīng)，進行解堵效果評價及使用方法優(yōu)選。

14、優(yōu)選的，在老化罐中先放入一定質(zhì)量的硫酸鋇，再將配置好的解堵劑液體分2-3次加入老化罐中進行不同時長的熱滾溶解反應(yīng)，熱滾溶解反應(yīng)條件為120-180℃反應(yīng)2-20h。

15、本發(fā)明具有以下有益效果：

16、(1)以氨基多羧酸螯合劑作為解除重晶石堵塞物的主要成分，溶解量大，溶解效率高，耐高溫性能好，適合用于80℃-180℃高溫深井重晶石解堵；

17、(2)高溫油氣井重晶石螯合解堵劑固體產(chǎn)品，有效物含量高，生產(chǎn)、儲運、使用等都很方便，性價比遠勝于現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的液體解堵劑產(chǎn)品；

18、(3)氫氧化鉀在水中的溶解熱使得氨基多羧酸與氫氧化鉀在水中快速溶解生成氨基多羧酸鉀鹽，其具有比氨基多羧酸鈉鹽高得多的重晶石溶解量，解決了市場上少有的氨基多羧酸鉀鹽固體產(chǎn)品的缺失；

19、(4)以氣相二氧化硅為防結(jié)塊劑，可保證固體狀態(tài)的重晶石螯合解堵劑產(chǎn)品即使在潮濕環(huán)境下長期存放，也不會結(jié)塊，不會影響使用性能，而且二氧化硅對螯合解堵劑溶解重晶石的能力負面影響很??；

20、(5)以抗高溫的水解聚丙烯腈鈉鹽為防潮劑，可以快速吸附包裝袋內(nèi)的濕汽水分，可保證固體狀態(tài)的重晶石螯合解堵劑產(chǎn)品即使在潮濕環(huán)境下長期存放，也不會受潮，不會影響使用性能；而且水解聚丙烯腈鈉在高溫強堿性條件下進一步水解生成小分子的聚丙烯酸鹽，起到分散劑的作用，輔助將螯合劑溶解下來的鋇離子及時分散離開重晶石顆粒的表面，有利于重晶石顆粒形成新鮮表面，加快螯合劑對重晶石的溶解，其對螯合解堵劑溶解重晶石的能力有一定的正面促進作用；

21、(6)重晶石解堵劑的分步注入工藝比一步法注入工藝能獲得高得多的重晶石總?cè)芙饴剩@對降低解堵劑使用成本、提高重晶石解堵效率具有重要工程價值。