一種耐高溫抗污染固井隔離液及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及油氣田勘探開發(fā)領域油氣井固井工程中一種耐高溫抗污染固井隔離 液及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 油氣井固井工程中，因為受到井壁及套管間殘存的絮凝狀鉆井液及松散泥餅的影 響，導致固井過程中會出現水泥漿流體的流變性變差、頂替效率降低以及兩界面膠結質量 變差等問題。隔離液屬于固井前置液。在固井作業(yè)中，常于鉆井液和水泥漿之間注入一段 隔離液以破壞鉆井液的絮凝結構提高對鉆井液的頂替效率并防止鉆井液和水泥漿接觸污 染產生絮凝沉淀，改善兩界面水泥石的膠結質量達到較好的固井效果。
[0003] 在注水泥作業(yè)中，隔離液常用于隔離和塞流驅替鉆井液，調整其流動性能，也可以 實現對鉆井液的紊流驅替，這樣在不傷害薄弱地層的情況下可以提高對鉆井液的頂替效 率。在現場應用中隔離液的具體作用表現在以下幾個方面：（1)破壞鉆井液的絮凝結構，對 井壁及套管間的松軟泥餅進行沖刷，實現對鉆井液的塞流驅替和紊流頂替，適應接下來注 水泥漿的要求。（2)隔離鉆井液和水泥漿，防止兩者接觸污染產生絮凝沉淀，從而影響固井 作業(yè)。（3)平衡地層壓力，不傷害薄弱地層，使用隔離液相比于水泥漿更容易實現紊流頂替， 由于泵壓的減小從而降低了對設備要求并保護薄弱地層，防止井漏了的發(fā)生。（4)與水泥漿 要有良好的相容性，不使水泥漿發(fā)生變稠、絮凝、閃凝等現象。國外對于隔離液研宄起步較 早，大約在70年代初期開始并且發(fā)展迅速。符合我國具體施工情況的隔離液體系直至80年 代開始有陸續(xù)報道。隔離液的應用改變了以往用清水沖洗易引起地層傷害的境況，大幅度 提高了固井的質量和油氣井的壽命，同時實現了油氣儲層的保護和原油產能的穩(wěn)步提升。
[0004] 目前使用的隔離液體系耐高溫性能較差，具體表現為在較高的井底循環(huán)溫度和壓 力下隔離液的粘度急劇下降，使得漿體的懸浮性能變差容易造成環(huán)空堵塞。此外，在隔離液 注替過程中不可避免地和水泥漿混合甚至會出現水泥漿、隔離液、鉆井液的三相混漿，因此 不同混漿的稠化時間也是保證固井質量的一個至關重要的因素。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫抗污染固井隔離液，該隔離液密度在1. 2~ 2. 4g/cm3范圍內可調節(jié)，在60~180°C溫度范圍內能保證衆(zhòng)體良好的懸浮穩(wěn)定性，同時能 明顯改善水泥漿和隔離液混漿以及水泥漿、隔離液和鉆井液三相混漿的流變性，防止混漿 絮凝、閃凝等現象的產生，滿足工程要求，克服現有技術的缺陷和不足。
[0006] 本發(fā)明的另一目的還在于提供上述耐高溫抗污染固井隔離液的制備方法，該方法 原理可靠，操作簡便，所得隔離液應用溫度范圍較寬，解決了混漿的污染問題，具有廣闊的 市場應用前景。
[0007] 為達到以上技術目的，本發(fā)明提供以下技術方案：
[0008] 一種耐高溫抗污染固井隔離液，由以下各組分按重量份組成：100份清水，1~3份 懸浮穩(wěn)定劑，0. 5~2份增粘劑，0. 5~1. 5份稀釋劑，0. 2~2份提粘提切劑，0. 02~0. 1 份抗氧化劑，2~30份抗污染劑，30~220份加重劑，0. 1~1份pH調節(jié)劑，0. 1~0. 5份 消泡劑。
[0009] 所述懸浮穩(wěn)定劑為100份鈉基膨潤土和0. 5~1份黃原膠混合而成。
[0010] 所述增粘劑為質量比1~5:1~3的羥乙基纖維素和對苯乙烯磺酸鈉在40~ 60°C、以0. 2~0. 8wt%的過硫酸銨作為引發(fā)劑，發(fā)生自由基聚合產生的接枝共聚物，該接 枝共聚物較羥乙基纖維素有著良好的耐溫性能，在較高溫度時依然使體系能保持足夠的粘 度。
[0011] 所述稀釋劑為磺甲基五倍子酸鈉、磺化丹寧、鐵鉻木質素磺酸鈉或鐵鉻木質素磺 酸鈣。
[0012] 所述提粘提切劑為凹凸棒土或蒙脫石粉。
[0013] 所述抗氧化劑為硼氫化鈉、次亞磷酸鈉、亞硫酸鈉或甲酸鉀。
[0014] 所述抗污染劑為質量比1~2:2~4:2~4的衣康酸、丙烯酰胺、對苯乙烯磺酸鈉， 經3~5wt %的氧化還原體系引發(fā)劑或水溶性偶氮類引發(fā)劑引發(fā)，在40~60°C的氮氣環(huán)境 中聚合反應4~6h得到的共聚物（見"油氣井水泥用聚合物寬溫帶緩凝劑及其制備方法"， CN103740350A)〇
[0015] 所述加重劑為120~350目的重晶石粉。
[0016] 所述pH調節(jié)劑為氫氧化鈉或磷酸。
[0017] 所述消泡劑為苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯或磷酸三丁酯。
[0018] 所述耐高溫抗污染固井隔離液的制備方法，如下：在漿杯中放入100份清水，在攪 拌的同時投入1~3份懸浮穩(wěn)定劑、0. 5~2份增粘劑，攪拌2h ;再依次投入2~30份抗污 染劑、0. 5~1. 5份稀釋劑、0. 02~0. 1份抗氧化劑、0. 2~2份提粘提切劑，攪拌均勻調節(jié) 性能達到要求時投入30~220份加重劑，最后加入0. 1~1份pH調節(jié)劑調節(jié)隔離液的pH 在8~11 ;在攪拌過程中加入0. 1~0. 5份消泡劑消除隔離液配置過程中產生的氣泡，即 得密度為1. 2~2. 4g/cm3耐高溫抗污染固井隔離液。
[0019] 與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0020] (1)克服較高溫度下隔離液懸浮穩(wěn)定性差的工程問題，使得隔離液的適用溫度范 圍延伸至60~180°C，該隔離液能有效防止水泥漿、隔離液兩相混漿和水泥漿、鉆井液、隔 離液三相混漿的絮凝、閃凝等接觸污染問題；
[0021] ⑵制備方法簡便，原料易得價廉，有利于環(huán)保。
【附圖說明】
[0022] 圖1是羥乙基纖維素接枝對苯乙烯磺酸鈉共聚物的紅外光譜圖；
[0023] 圖2是常規(guī)油氣井水泥漿在120°C X 73. 9Mpa下的稠化曲線；
[0024] 圖3是30%隔離液摻混的油氣井水泥漿在120°C X73. 9Mpa下的稠化曲線；
[0025] 圖4是水泥漿：鉆井液：隔離液=7:2:1的三相混漿在120°C X 73. 9Mpa下的稠 化曲線。
【具體實施方式】
[0026] 以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0027] -、耐高溫抗污染固井隔離液的制備
[0028] 制備羥乙基纖維素/對苯乙烯磺酸鈉接枝共聚物：
[0029] 在500ml三口燒瓶中，將30g羥乙基纖維素和10g對苯乙烯磺酸鈉用300ml去離 子水充分溶解，得到反應溶液。準確稱取〇. 2g過硫酸銨，用20ml去離子水充分溶解并轉移 溶液至恒壓分液漏斗中。向反應燒瓶中通入氮氣以除去空氣，體系升溫至50°C。利用恒壓 分液漏斗滴加過硫酸銨溶液進行反應，8h后，將反應后混合液浸入足量的丙酮中沉淀，得到 聚合物。干燥、研磨成粉體，即得所述羥乙基纖維素/對苯乙烯磺酸鈉的接枝共聚物。
[0030] 羥乙基纖維素/對