[發明專利]一種抗高溫固井用隔離液及制備方法

有效

• 申請號: 201310418107.3
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN104449606B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 王翀;馬學勤;鄒建龍;謝飛燕;劉愛萍;曾建國;席方柱;李鵬曉
• 申請（專利權）人: 天津中油渤星工程科技有限公司;中國石油天然氣集團公司;中國石油集團海洋工程有限公司
• 主分類號: C09K8/40
• 分類號: C09K8/40
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所11302
• 代理人: 馬苗苗

技術領域

本發明涉及一種深井、超深井固井用隔離液，可用于固井注水泥作業中分隔鉆井液和水泥漿，防止鉆井液與水泥漿相互接觸污染。

背景技術

隨著油氣勘探開發力度的逐年增大，深井和超深井的固井作業越來越多。由于這類井投資大、風險高、工程難度大，隔離液對于保證這類井的固井作業安全、避免質量安全事故和提高水泥漿的封隔質量具有重要的支撐作用。在深井和超深井固井作業中，常常會遇到高溫高壓地層，在高溫條件下，隔離液外加劑會發生降解、失效等現象，從而使隔離液性能發生變化，并且不易調整和控制。在一些深井、超深井固井應用中，隔離液體系中的聚合物增粘材料易發生分子鏈氧化斷裂，致使粘度急速下降，起不到懸浮作用。同時為了保持井眼壓力平衡，井內液柱壓力必須始終保持平衡或略高于地層壓力，這樣就必須使用高密度的井下流體。隔離液密度的提高必然要增加加重材料摻量，進而會引發漿體流變性能變差等問題。目前國內現有的隔離液體系普遍抗溫能力差，高溫條件下容易發生漿體粘度降低、固相顆粒沉降等問題。隔離液體系的流變性和漿體穩定性對鉆井液頂替效率影響較大，而鉆井液頂替效率是油氣井固井施工成功與否的重要保障條件之一。

發明內容

本發明的目的是提供一種抗高溫固井用隔離液體系及制備方法，該方法制備的隔離液體系由于有效地解決了高溫條件下體系的流變性和穩定性之間的矛盾，從而可以實現預期頂替效果，提高水泥環與固井一、二界面膠結性能，保證固井質量。

本發明為解決技術問題所采取的方案：100重量份淡水中在4000rpm下加入2～8重量份懸浮劑攪拌3分鐘，溶解30分鐘；在4000rpm下依次加入2～10重量份稀釋劑，25～400重量份加重劑攪拌10分鐘；在攪拌速度2000rpm下加入1～15重量份沖洗劑攪拌1分鐘，配制出隔離液。制成的隔離液：其中懸浮劑由100重量份OCMA膨潤土、2重量份羥丙基瓜爾膠與8重量份黃原膠組成；稀釋劑由100重量份木質素磺酸鈉和20重量份磺化丹寧組成；沖洗劑由40重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、40重量份油酸三乙醇胺及20重量份三聚磷酸鈉組成；加重材料為重晶石。

為保證隔離液體系的穩定性，其中最重要的就是懸浮劑。懸浮劑的選擇直接影響到隔離液的塑性粘度、動切力、表觀粘度等參數。本發明中的懸浮劑包括起懸浮作用的OCMA膨潤土以及起具有增粘作用的羥丙基瓜爾膠和黃原膠。OCMA膨潤土是一種層狀結構的粘土礦物，在水介質中高度分散易形成網狀結構，并使大量自由水轉變成束縛水，從而在水中起到一種支撐骨架的作用。羥丙基瓜爾膠是一種天然的增稠劑，極易溶于水。在低濃度下，可形成高粘稠溶液，達到迅速增稠的功效。黃原膠是一種高分子多糖聚合物，即使是低濃度也會產生很高的粘度，1%水溶液粘度相當于明膠的100倍，有較好的增粘作用，使隔離液保持良好的懸浮穩定性。

本發明與現有技術相比的有益效果：

1、隔離液體系穩定，具有良好的增稠、懸浮、耐溫、耐酸堿性以及具有良好儲存穩定性，該產品耐溫可達180℃（BHCT），具有很好的水溶性，使用方便；

2、隔離液體系中加入沖洗劑，具有沖洗和隔離兩大功能，能有效改善鉆井液的流變性，降低鉆井液的粘度和切力，對井壁和套管壁上附著的鉆井液及濾餅具有的良好沖洗作用；

3、隔離液與常規鉆井液、水泥漿體系具有良好的相容性，能夠有效的稀釋鉆井液，提高頂替效率，防止水泥漿與鉆井液產生混漿。

附圖說明

圖1 1^#水泥原漿稠化曲線。

圖2 2^#混漿稠化曲線。

圖3 3^#混漿稠化曲線。

具體實施方式：

實施例1

根據隔離液設計密度，按照100重量份淡水、2～8重量份懸浮劑、1～15重量份沖洗劑、2～10重量份稀釋劑、25～400重量份加重劑進行配制。

首先稱量淡水，在4000rpm下加入懸浮劑攪拌3分鐘，溶解30分鐘；在4000rpm下依次加入稀釋劑、加重劑攪拌10分鐘；在攪拌速度2000rpm下加入沖洗劑攪拌1分鐘，配制出隔離液。

為了測試隔離液體系的流變性能，配制了密度為1.2～2.5g/cm³共6個密度點的隔離液。實驗方法如下：室溫條件下，在常壓稠化儀中攪拌20min后，用六速旋轉粘度計測試流變性。從實驗結果可知（如表1、2所示），各密度點的隔離液體系穩定、流變性能良好。

表1隔離液體系組成設計