[發明專利]適用于深水鉆井作業中的可壓縮固井隔離液及其制備方法

在審

• 申請號: 201910574746.6
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110240893A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 田榮劍;王清順;何偉;何勇;安敬冬;劉浩
• 申請（專利權）人: 北京藍焱能源科技有限公司
• 主分類號: C09K8/42
• 分類號: C09K8/42
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 王玉松

本發明提供了一種適用于深水鉆井作業中的可壓縮固井隔離液的制備方法及應用該方法制備的隔離液，通過上述方法得到一種物理結構和化學性質均非常穩定的體積回彈劑，顆粒內部形成閉孔式的空間結構、內部孔隙互不連通，具有較高的承壓能力，同時具有高度的可壓縮性以及良好的回彈性能；添加該體積回彈劑制成的隔離液，在受熱或遇冷時可以減小體積的變化幅度，減緩因隔離液體積變化對套管造成的壓力改變，從而避免壓力變化對固井作業造成的影響。同時，該隔離液在溫度和壓力改變時可以反復進行壓縮和回彈，從而大大延長了隔離液的使用壽命。

技術領域

本發明屬于鉆井助劑技術領域，特別涉及一種適用于深水鉆井作業中的可壓縮固井隔離液及其制備方法。

背景技術

隔離液是鉆井作業中使用的一種固井前置液，用于固井過程中水泥漿與鉆井液之間，主要是為了防止水泥漿的污染和鉆井液的絮凝稠化等問題。最初固井作業采用清水做隔離液，后來隨著鉆井液技術的發展，一線作業對隔離液性能的要求也不斷提高，例如密度、粘切、濾失量、沉降穩定性以及防止井壁坍塌等，都成為考量隔離液性能的重要指標。

在深水鉆井作業中，由于海底附近的溫度非常低(0℃左右)，使得井底和泥線的溫差較大(一般認為從泥線到井底的地溫梯度約為3～4℃/100米)。由于隔離液存在于套管和井壁之間的環空，當井底的高溫流體在套管內流動時，隔離液會受熱膨脹，使得環空內的壓力增大，對固井作業帶來不利影響。因此，如何解決環空內的壓力變化對套管帶來的潛在危害，是深水固井作業面臨的一項技術難題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種適用于深水鉆井作業中的可壓縮固井隔離液及其制備方法。

本發明具體技術方案如下：

本發明一方面提供了一種適用于深水鉆井作業中的可壓縮固井隔離液的制備方法，包括如下步驟：

S1：制備體積回彈劑；

S2：稱取如下重量份數的成分：蒸餾水100份、提粘劑1～4份、降濾失劑4～6份、所述體積回彈劑30～90份以及加重劑0～100份；將上述成分充分混勻、配置成懸濁液，即為所述隔離液；

所述體積回彈劑的制備方法如下：

S1.1：將瀝青置于300～700℃下灼燒至少2h，得到第一產物；

S1.2：將所述第一產物置于pH值為12的堿溶液中充分溶解，然后用有機酸調節pH至2～4，析出沉淀后進行過濾干燥，得到第二產物；

S1.3：將所述第二產物溶于水后，加入聚氨酯類表面活性劑在100℃下進行發泡處理，得到微泡結構后冷卻干燥，得到顆粒狀的第三產物；

S1.4：對所述第三產物進行2500～3500℃的高溫灼燒至少2h，得到第四產物，粉碎后即為所述體積彈回劑。

上述方法中得到的體積彈回劑是一種惰性的穩定碳結構物質，不會與鉆井工作液中的任何化學處理劑發生化學反應；顆粒內部形成閉孔式結構、內部孔隙互不連通。在一定的外部壓力作用下，顆粒的體積會被大幅度地壓縮；隨著壓力的衰減，該材料又會回彈至原有的體積。因此將該體積回彈劑加入到隔離液中，可以通過體積的變化，降低隔離液受熱膨脹產生的壓力，從而避免壓力變化對固井作業造成的影響。另外，該方法使用的瀝青原料可以是瀝青殘渣，并且對瀝青的種類和來源沒有要求，因此可大大節約成本，并能提高工業廢棄物的利用率、從而降低污染。

進一步地，步驟S1.4中，所述高溫灼燒的溫度為3000～3200℃，時間為4h。

上述條件為制備體積回彈劑的最佳灼燒條件，經過上述條件的灼燒后，材料顆粒的壓縮性能和回彈性能均能達到最高水平。

進一步地，步驟S1.1中，所述原油蒸餾的溫度為450℃，時間為4h。