[發明專利]一種固井用高效抗污染隔離液及其制備方法

有效

• 申請號: 201110332950.0
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102337108A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 郭小陽;李早元;程小偉;劉洋;馬勇;楊香艷;李云杰;焦少卿;劉建;李明
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C09K8/40
• 分類號: C09K8/40
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 楊海燕;賴純清

技術領域

本發明涉及用于石油固井工程前置液技術領域的一種固井用高效抗污染隔離液及其制備方法。

背景技術

固井工程的最終目的是保證固井質量，保證水泥環與套管、地層有效密封膠結，防止不同地層間的油氣水相互竄通，從而保證油氣井的正常開采和長期開采壽命，為生產后期酸化壓裂增產改造提供便利。

固井時用水泥漿驅替鉆井液，并在環空侯凝形成水泥環以支撐套管、封固地層，在這個過程中面臨的復雜情況有：

(1)鉆井液與水泥漿的接觸污染

鉆井液體系是一個組分復雜而多相的流體體系，處理劑多為大分子聚合物，與水泥漿體系是兩種理化特性不同的流體，如未進行特殊的抗污染設計，一般都會呈現嚴重的化學不兼容現象。兩種流體在井下直接接觸時接觸界面混漿段流體變稠、絮凝，流體流變性能惡化，流體摩阻、排量和返速等水力參數發生相應的變化，嚴重影響頂替效率，流體接觸混漿段流體摩阻增大導致高泵壓，極易壓漏薄弱地層。

(2)水泥漿與二界面膠結質量差

①虛泥餅、絮凝污染物的影響。鉆井液膠凝物粘附于井壁易形成虛泥餅，尤其是在下套管、測井鉆井液靜止時鉆井液干枯、脫水、稠化滯留于井壁，不易清除；流體摻混段的絮凝物質粘附在井壁和套管壁，采用常規頂替難以將其頂替出來。粘附物在水泥漿凝固后失水收縮干裂，形成微環隙或微裂縫，造成界面與水泥環整體封固系統滲透率增大，為環空氣竄埋下隱患。尤其是在井眼不規則井段(如大肚子，糖葫蘆，狗腿)，混漿極易在此段滯留，導致此井段水泥環被嚴重破壞、層間密封不嚴或失效等。

②含油鉆井液形成的泥餅與水泥漿親和性差。水平井鉆井過程中，在大斜度段混入柴油、原油或白油降低鉆井摩阻，或采用油基鉆井液或乳化鉆井液，在界面粘附一層油膜，與水泥漿沒有良好的親和性，界面膠結質量低。有研究表明親油界面與水泥環界面膠結強度幾乎為零。

針對鉆井液與水泥漿的接觸污染，二界面膠結質量差的問題，提出在鉆井液與水泥漿之間打入一種起到隔離、沖刷效果的隔離液體，也稱前置液，防止兩種流體的接觸污染，有效沖刷、攜帶井壁和套管壁上的虛泥餅，為保證固井質量提供前提條件。

目前國內隔離液技術發展相對緩慢，隔離液體系的研究主要針對于某區塊或油田，密度控制范圍小，性能和用途范圍窄，不能適應各種井況條件和現場使用的要求，不具有廣泛應用性；且流變性能的調節能力和范圍不滿足鉆井液、水泥漿頂替機理的要求以及現場的應用要求。本發明與目前的研究成果相比，抗污染能力強，能良好地兼容鉆井液、水泥漿，防止接觸污染，清除套管和井壁表面滯留物，改善固井表面潤濕性能，同時還具有寬泛的密度適用范圍，制備靈活易行，具有廣泛的實用性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種固井用高效抗污染隔離液，以解決固井作業中兩相流體接觸污染頂替效率低、水泥環膠結質量差等問題，本發明在密度1.20g/cm³-2.60g/cm³范圍內性能可控，在溫度40℃～140℃范圍內性能穩定；具有優良的抗污染性能，稀釋鉆井液并有效隔離鉆井液與水泥漿，防止接觸污染，提高頂替效率；可對井壁虛泥餅、干枯脫水膠凝稠化鉆井液等附著物有效磨蝕、刮削和驅替攜帶，改善固井膠結質量。

本發明的另一目的是提供該固井用高效抗污染隔離液的制備方法，該制備方法可分為干法和濕法兩種，操作靈活，實用性強。

為達到以上技術目的，本發明提供以下技術方案。

一種固井用高效抗污染隔離液，其各組分按以下重量比組成：

100份清水，

4～29份懸浮穩定劑，

0.5～5份降失水劑，

0.3～2份增粘劑，

0.1～5稀釋劑，

0～5份提粘提切劑，

30～350份加重劑，

1～25份pH值調節劑，

0.1～0.5份消泡劑。

所述懸浮穩定劑為鈉基膨潤土、羥丙基淀粉醚或聚乙二醇。

所述降失水劑為腐殖酸鈉、硝基腐殖酸鈉、磺甲基腐殖酸鈉或磺甲基酚醛樹脂。

所述增粘劑為海泡石、羥乙基纖維素或羧甲基纖維素鈉。

所述稀釋劑為磺甲基五倍子酸鈉、磺甲基雙五倍子酸鈉、鐵鉻木質素磺酸鈉或鐵鉻木質素磺酸鈣。

所述提粘提切劑為碳酸鈉或碳酸鈣。

所述加重劑為重晶石粉、鈦鐵礦粉或磁鐵礦粉。

所述pH值調節劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸氫鈉。