無固相抗鹽清潔型固井隔離液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無固相抗鹽清潔型固井隔離液及其制備方法，該隔離液由100重量份的水、20-350重量份的可溶性加重劑、0.1～1.0重量份的助劑、0.2～0.5重量份的增粘劑、0.5～3.0重量份的降失水劑、5～10重量份的非離子表面活性劑、1.5～2.5重量份的陰離子表面活性劑、0.1～0.3重量份的pH調(diào)節(jié)劑和0.1～0.5重量份的消泡劑制備而成；所述助劑為三聚磷酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉或乙二胺四乙酸鈉。該無固相抗鹽清潔型固井隔離液不含有害固相，不會(huì)在井壁上形成虛厚泥餅，同時(shí)能起到有效隔離鉆井液與水泥漿的作用，提高固井質(zhì)量。制備過程中分批次將上述物質(zhì)加入反應(yīng)，操作方法簡(jiǎn)單。
【專利說明】無固相抗鹽清潔型固井隔離液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油鉆井領(lǐng)域，特別是涉及一種無固相抗鹽清潔型固井隔離液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在固井作業(yè)中，需要用水泥漿頂替鉆井液在井壁與套管之間形成水泥環(huán)，以起到支撐套管和封固地層的作用。優(yōu)秀的固井作業(yè)不僅需要施工過程順利進(jìn)行，而且水泥環(huán)與地層、套管之間應(yīng)有效地密封膠結(jié)，防止不同的油層、氣層、水層相互竄通，在保證正常開采的同時(shí)盡可能延長(zhǎng)油氣井的開采壽命。
[0003]然而在水泥漿頂替鉆井液的過程中往往會(huì)出現(xiàn)一些復(fù)雜情況影響施工的順利進(jìn)行，甚至影響后期開采作業(yè)。主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:
[0004]I)水泥漿體系與大多數(shù)鉆井液體系相容性差，頂替過程中水泥漿與鉆井液混合后，混漿段流體摩阻增大，導(dǎo)致泵壓提高，使薄弱地層出現(xiàn)被壓漏的風(fēng)險(xiǎn)。鉆井液中的一些化學(xué)成分還可能縮短水泥漿的稠化時(shí)間，造成施工作業(yè)不能順利進(jìn)行。
[0005]2)在泥漿循環(huán)過程中，鉆井液易于黏附在井壁形成虛泥餅，不利于水泥與井壁間的膠結(jié)，影響固井質(zhì)量。尤其是油基鉆井液，易于在界面粘附一層油膜。疏水性的油膜與水泥漿親和性差，界面膠結(jié)質(zhì)量低，有研究表明油基界面與水泥環(huán)界面的膠結(jié)強(qiáng)度幾乎為零。
[0006]針對(duì)以上問題，目前常用的方法是在鉆井液和水泥漿之間同時(shí)注入沖洗液和隔離液、或注入具有沖洗效果的隔離液。有效沖刷、攜帶井壁和套管上的虛泥餅，改善界面親水性；同時(shí)隔離鉆井液與水泥漿，防止兩種液體的接觸污染。
[0007]目前隔離液主要還是利用重晶石、鐵礦粉等不溶性固體作為加重材料。在固井作業(yè)過程中，采用重晶石等加重材料作為加重劑的固井隔離液由于含有一定的固相，勢(shì)必會(huì)對(duì)井下裸眼段，特別是對(duì)滲透率較高的沙巖等主要油層段造成污染，并形成虛厚泥餅，對(duì)固井質(zhì)量也造成不利的影響。此外，傳統(tǒng)的隔離液沉降穩(wěn)定性較差，往往需要在固井現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)混現(xiàn)用。這就需要儀器設(shè)備的投入，不利于節(jié)約成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種無固相抗鹽清潔型固井隔離液，其中不含有害固相，不會(huì)在井壁上形成虛厚泥餅，同時(shí)能起到有效隔離鉆井液與水泥漿的作用，提高固井質(zhì)量。
[0009]本發(fā)明的另一目的是提供一種無固相抗鹽清潔型固井隔離液的制備方法，該方法工藝簡(jiǎn)單、制得的無固相抗鹽清潔型固井隔離液固井效果好。
[0010]為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0011]一種無固相抗鹽清`潔型固井隔離液，由按重量份計(jì)的下列組分制得:
[0012]水:100份；
[0013]可溶性加重劑:20-350份；[0014]助劑:0.1-1.0份；
[0015]增粘劑:0.2-0.5 份；
[0016]降失水劑:0.5-3.0份；
[0017]非離子表面活性劑:5-10份；
[0018]陰離子表面活性劑:1.5-2.5份；
[0019]pH 調(diào)節(jié)劑:0.1-0.3 份；
[0020]消泡劑:0.1-0.5 份；
[0021]其中，所述助劑為三聚磷酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉或乙二胺四乙酸鈉。
[0022]所述可溶性加重劑為甲酸鈉、乙酸鈉、氯乙酸鈉、甲酸鉀、乙酸鉀，草酸鉀和甲酸銫中的任意一種或任意幾種以任意比的混合物。
[0023]所述增粘劑為高 粘聚陰離子纖維素、黃原膠或聚丙烯酸鉀。
[0024]所述降失水劑為2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸降失水劑、磺化褐煤或褐煤樹脂。
[0025]所述非離子表面活性劑為0P-10、吐溫80或吐溫40。
[0026]所述陰離子表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或油酸。
[0027]所述pH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
[0028]所述消泡劑為磷酸三丁酯。
[0029]所述無固相抗鹽清潔型固井隔離液的制備方法，包括如下步驟:向清水中加入可溶性加重劑，攪拌溶解后加入助劑三聚磷酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉或乙二胺四乙酸鈉，攪拌溶解；加入增粘劑和降失水劑；溶解后再加入非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑，攪拌50~65分鐘，再加入pH調(diào)節(jié)劑，最后加入消泡劑，攪拌均勻即得所述無固相抗鹽清潔型固井隔離液。
[0030]該無固相抗鹽清潔型固井隔離液密度在1.10~1.80g/cm3之間可調(diào)，且在30~200°C范圍內(nèi)性能穩(wěn)定；能夠有效地清洗水基泥漿形成的泥餅，能夠有效沖洗油基泥漿，改善井壁的潤(rùn)濕環(huán)境，提高固井膠結(jié)質(zhì)量；且該無固相抗鹽清潔型固井隔離液沉降穩(wěn)定性高，可提前預(yù)混，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)輸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為水泥漿的稠化曲線；
[0032]圖2為水泥漿與實(shí)施例1的無固相抗鹽清潔型固井隔離液以質(zhì)量比為0.95:0.05混合后的稠化曲線；
[0033]圖3為水泥漿與實(shí)施例1的無固相抗鹽清潔型固井隔離液以質(zhì)量比為0.75:0.25混合后的稠化曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0035]實(shí)施例1
[0036]向100重量份清水中加入53重量份甲酸鈉，攪拌溶解后加入0.75重量份助劑乙二胺四乙酸二鈉，攪拌溶解；加入0.4重量份黃原膠和3重量份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸類降失水劑；溶解后再加入6重量份0P-10和2重量份十二烷基苯磺酸鈉，攪拌55~65分鐘，再加入0.2重量份氫氧化鈉，最后加入0.1重量份三丁酯，攪拌均勻即得所述無固相抗鹽清潔型固井隔離液。
[0037]實(shí)施例2
[0038]向100重量份清水中加入183重量份甲酸鈉與甲酸鉀，其中甲酸鈉與甲酸鉀的質(zhì)量比為8:2，攪拌溶解后加入0.9重量份助劑乙二胺四乙酸二鈉，攪拌溶解；加入0.2重量份黃原膠和I重量份磺化褐煤；溶解后再加入7.5重量份吐溫-80和1.5份十二烷基磺酸鈉，攪拌50~65分鐘，再加入0.1重量份氫氧化鉀，最后加入0.1重量份磷酸三丁酯，攪拌均勻即得密度為1.45g/cm3的無固相抗鹽清潔型固井隔離液。
[0039]實(shí)施例3
[0040]向100重量份清水中加入350重量份甲酸鈉與乙酸鉀的混合物，其中甲酸鈉與乙酸鉀的質(zhì)量比為2:8 ;攪拌溶解后加入0.5重量份助劑乙二胺四乙酸鈉，攪拌溶解；加入
0.3重量份高粘聚陰離子纖維素和3重量份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸類降失水劑；溶解后再加入8重量份吐溫40和2.5重量份十二烷基苯磺酸鈉，攪拌55~65分鐘，再加入0.1氫氧化鈉，最后加入0.1重量份磷酸三丁酯，攪拌均勻，即得密度為1.60g/cm3的所述無固相抗鹽清潔型固井隔離液。
[0041]性能測(cè)定:
[0042]利用范式六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)試實(shí)施例1~3中得到的無固相抗鹽清潔型固井隔離液的性能，結(jié)果如表1所示。
[0043]其中:懸浮穩(wěn)定性測(cè)試方法為:500mL量筒中加入500mL隔離液，在試驗(yàn)溫度下靜止4h后測(cè)定上下密度差；隔離液與鉆井液、水泥漿的相容性評(píng)價(jià)參照API規(guī)范10測(cè)定；隔離液的沖洗效率按以下方法 測(cè)定:用中壓濾失儀制備水基鉆井液泥餅，用高溫高壓濾失儀制備油基鉆井液泥餅，將泥餅固定在范式六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的外筒，用清水或隔離液沖刷IOmin,轉(zhuǎn)速為300r/min,最后檢測(cè)隔離液對(duì)泥餅的沖洗效果；隔離液對(duì)水泥衆(zhòng)稠化時(shí)間的影響采用高溫高壓稠化儀直接測(cè)定。
[0044]該無固相抗鹽清潔型固井隔離液不含有害固相，為溶液狀態(tài)，流行性指數(shù)均大于
0.7，稠度系數(shù)很小，具有優(yōu)異的流變性能，如表1所示；正因?yàn)樵摕o固相抗鹽清潔型固井隔離液為均勻的溶液狀態(tài)，所以其具有良好的沉降穩(wěn)定性，在不同溫度條件下靜置4h后，上下密度差均為零如表1所示，這也是本發(fā)明無固相抗鹽清潔型固井隔離液優(yōu)于其他隔離液的一個(gè)重要方面。
[0045]如表2所示，實(shí)施例1中的無固相抗鹽清潔型固井隔離液與鉆井液、水泥漿具有較好的相容性；如圖1~3所示，實(shí)施例1中的無固相抗鹽清潔型固井隔離液對(duì)水泥漿的稠化時(shí)間無不良影響，滿足固井施工要求。
[0046]如表3所示本發(fā)明無固相抗鹽清潔型固井隔離液能夠有效沖洗泥餅，提高二界面的交結(jié)質(zhì)量。
[0047]表1本發(fā)明無固相抗鹽清潔型固井隔離液的流變性能及沉降穩(wěn)定性
[0048]
【權(quán)利要求】
1.一種無固相抗鹽清潔型固井隔離液，其特征在于由按重量份計(jì)的下列組分制得: 水:100份； 可溶性加重劑:20-350份； 助劑:0.1-1.0份； 增粘劑:0.2-0.5份； 降失水劑:0.5-3.0份； 非離子表面活性劑:5-10份； 陰離子表面活性劑:1.5-2.5份； pH調(diào)節(jié)劑:0.1-0.3份; 消泡劑:0.1-0.5份； 其中，所述助劑為三聚磷酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉或乙二胺四乙酸鈉。
2.如權(quán)利要求1所述的無固相抗鹽清潔型固井隔離液，其特征在于:所述可溶性加重劑為甲酸鈉、乙酸鈉、氯乙酸鈉、甲酸鉀、乙酸鉀，草酸鉀和甲酸銫中的任意一種或任意幾種以任意比的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的無固相抗鹽清潔型固井隔離液，其特征在于:所述增粘劑為高粘聚陰離子纖維素、黃原膠或聚丙烯酸鉀。
4.如權(quán)利要求1所述的無固相抗鹽清潔型固井隔離液，其特征在于:所述降失水劑為2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸降失水劑、磺化褐煤或褐煤樹脂。
5.如權(quán)利要求1所述的無固相抗鹽清潔型固井隔離液，其特征在于:所述非離子表面活性劑為0P-10、吐溫80或吐溫40。
6.如權(quán)利要求1所述的無固相抗鹽清潔型固井隔離液，其特征在于:所述陰離子表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或油酸。
7.如權(quán)利要求1所述的無固相抗鹽清潔型固井隔離液，其特征在于:所述pH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
8.如權(quán)利要求1所述的無固相抗鹽清潔型固井隔離液，其特征在于:所述消泡劑為磷酸三丁酯。
9.如權(quán)利要求1所述的無固相抗鹽清潔型固井隔離液的制備方法，其特征在于:按照質(zhì)量份數(shù)向清水中加入可溶性加重劑，攪拌溶解后加入助劑三聚磷酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉或乙二胺四乙酸鈉，攪拌溶解；加入增粘劑和降失水劑；溶解后再加入非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑，攪拌50~65分鐘，再加入pH調(diào)節(jié)劑，最后加入消泡劑，攪拌均勻即得所述無固相抗鹽清潔型固井隔離液。
【文檔編號(hào)】C09K8/40GK103756653SQ201310733500
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】孫勤亮, 付家文, 劉文明, 侯占東, 康紅長(zhǎng), 尹偉, 宋國(guó)平 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司