[發明專利]一種磁流變隔離液及其應用

無效

• 申請號: 201110358595.4
• 申請日: 2011-10-30
• 公開（公告）號: CN102516959A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 徐加放;步玉環;邱正松
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: C09K8/40
• 分類號: C09K8/40;E21B33/13
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本申請涉及一種用于鉆井固井中的隔離液。

背景技術

石油鉆井過程中經常發生井壁不穩定現象。井壁不穩定往往造成井眼直徑的擴大，在一些特殊復雜地層，甚至出現糖葫蘆或鋸齒狀井壁。為防止井壁坍塌和更好的開發油氣儲層，需要在鉆至目的層后下入套管，并在套管與井壁的環形空間內注入水泥漿，將套管和地層固結在一起，以增強套管對井壁的支撐作用。隨著世界石油的勘探、開發以及需求量的不斷增加，需要向更廣泛地區和更深地層鉆井。為提高水泥漿的固結質量，防止水泥漿和鉆井液之間的相互污染，往往在注水泥漿頂替鉆井液之前，先注入一段液體，將鉆井液和水泥漿隔離開來，并提高對鉆井液的頂替效率，該段流體一般稱之為隔離液。隔離液對鉆井液的頂替效率取決于隔離液的密度、黏度以及井眼質量。在新的區域和更深地層鉆井，對地層的熟悉程度降低，鉆井遇到的地層也就會更加復雜多變，而目前的隔離液頂替效率低，固井質量差，因此，在鉆井過程中也就更加容易出現井壁坍塌的現象。井壁的坍塌不僅會給鉆井過程造成影響，也會極大的影響到固井過程和固井的質量，不能滿足在復雜環境下更廣泛地區和更深地層鉆井的實際需要。

發明內容

基于現有技術的缺陷，本發明提出了一種磁流變隔離液，可以有效解決由于井壁不穩定造成井眼擴大時頂替效率低、固井質量差的技術問題。

隔離液對鉆井液的頂替效率取決于隔離液的密度、黏度以及井眼質量，而磁流變液具有在磁場作用下，黏度增大，磁場消失黏度恢復的特性。因此，若將二者結合，研制一種磁流變隔離液，則可以在井徑擴大井段施加一定強度的磁場，增加隔離液的黏度，提高隔離液對鉆井液的頂替效率，達到提高固井質量的目的。

本發明是在常規隔離液的基礎上加入一種可磁化物質，在無外加磁場的情況下，該隔離液的流變性基本不發生變化，當隔離液頂替鉆井液進入到井徑擴大井段，對隔離液施加一定強度的磁場，該隔離液的黏度會迅速增大(即磁致黏效應)，從而可以大幅提高井徑擴大井段的頂替效率，達到提高固井質量的目的。

具體實施方式

以下通過具體實施方式來詳細說明本發明。本實施方式主要包括以下幾個方面：

(1)易磁化顆粒的選擇。以純鐵粉、羰基鐵粉、鐵合金或鈦鐵礦、鐵礦石等磁性顆粒為主。從成本和密度角度出發，可選擇鈦鐵礦粉和鐵礦粉顆粒。也可以根據其在一定磁場條件下的黏度、剪切應力等流變學特性進行優選，其中密度和黏度應介于鉆井液和水泥漿之間，太低不利于對鉆井液的驅替，太高則可能造成憋泵或壓漏地層等事故復雜。因此，其黏度一般在30-200s，可調。隔離液可選擇為現有技術中已有的常規隔離液。

常規隔離液可以是：1、抗高溫抗鹽隔離液，由以下各組分按重量份配比組成：降濾失劑0.85～1.80份，懸浮穩定劑0.43～0.90份，流性調節劑0.21～0.45份，密度調節劑45～355份，NaCl?0～36份，清水100份，在本發明中，懸浮穩定劑為聚陰離子纖維素或黃原膠；降濾失劑為2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或磺甲基褐煤；流性調節劑為磺甲基丹寧或磺甲基酮醛樹脂；密度調節劑為重晶石粉或鐵礦粉。以上物質均為市售。

當不含NaCl時，本發明為淡水抗鹽隔離液。當含有NaCl時，本發明為鹽水隔離液。

2、飽和鹽水隔離液：在配制的100份淡水中，依次加入NaCl36份，降濾失劑0.85～1.80份，懸浮穩定劑0.43～0.90份，流性調節劑0.21～0.45份，在低速下攪拌40min至原料均勻分布在清水中；然后加入密度調節劑45～355份，在低速下攪拌20min至均勻分散，飽和鹽水隔離液即配制完成。

3、高密度沖洗隔離液，各成分及配比按重量份如下：羧甲基纖維素1.0～1.5份，醋酸鋁2.0～2.5份，丙酮1.8～2.0份，烷基醇酰胺0.5～1.0份，重晶石30～170份。

在本發明中，各組分均為重量份。

(2)將可磁化顆粒加入隔離液中。其中可磁化顆粒在隔離液中的加量取決于兩個因素，一是隔離液的密度，隔離液的密度一般介于鉆井液和水泥漿之間，比鉆井液略大而略低于水泥漿，以便于提高對鉆井液的頂替效率又可以被水泥漿頂替。易磁化顆粒一般都是密度比較大的顆粒，易磁化顆粒的加入必然引起隔離液密度的增加，因此其加量首先受到密度的限制。二是隔離液的流變性，黏度不宜太高，特別是在磁場作用下，在井眼擴大井段，隔離液黏度的提高有利于提高對鉆井液的頂替效率提高固井質量，但過高的黏度也易造成泵壓過高、憋漏地層等復雜情況。易磁化顆粒的加量也決定了隔離液對磁場的反應。

因此，易磁化顆粒的加量在隔離液重量的50％以下，可調。