一种适用于油基钻井液的固井冲洗液体系及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及油气井固井领域，尤其涉及一种适用于油基钻井液的固井冲洗液体系 及制备方法，特别适用于固井前对油基钻井液进行冲洗，提高固井界面胶结质量。
【背景技术】
[0002] 油基钻井液抗污染能力强、性能稳定、抑制性强、润滑性好，有利于保持井壁稳定， 能最大限度地保护油气层，在泥页岩、盐膏层等复杂地层和深井、大位移井等特殊钻井施工 中应用逐年增加。然而在油气井固井中，油基钻井液会对固井质量产生不利影响：油基钻井 液粘度高、附着能力强，造成套管及井壁冲洗困难;油基钻井液在井壁上形成致密的滤饼， 难以被冲洗液有效冲洗，导致在井眼环空界面处形成微环隙；油基钻井液会使井壁及套管 壁变为亲油性，影响水泥浆与井壁及套管界面胶结质量。由于以上原因，降低了固井第一、 第二界面胶结强度，严重影响固井质量，甚至有可能引起油气水窜流。多年以来，如何有效 清除残留油基钻井液及滤饼、保证套管及井壁的水润湿性，一直都是固井工程上的难题。
[0003]国内外就适用于油基钻井液的冲洗液进行了大量的研究。如CN1174075C公开的油 基钻井液固井用冲洗液，主要由聚乙二醇酯、水润湿剂烷基酚聚氧乙烯醚及基础油相组成， 该冲洗液能有效冲洗残留油基钻井液及滤饼，同时对油基钻井液具有较好的稀释降粘作 用。CN1405265A公开的油基钻井液冲洗液及其制备方法，主要用于解决二界面胶结强度低 的问题，其主要作用成分为螯合剂乙二胺四乙酸二钠、表面活性剂十二烷基硫酸钠和烷基 脂肪醇聚氧乙烯醚。CN103555306A公开的一种适用于高温高盐环境的油基钻井液冲洗液， 主要作用成分为离子型表面活性剂AES和非离子表面活性剂月桂醇聚氧乙烯醚，该体系具 有较高的盐浓度，且能耐较高温度。岳前升等研制出一种油基钻井液滤饼解除液HCF，它是 一种相对稳定的水包油乳液体系，其中水相有混合酸、清洗渗透剂、粘土稳定剂、缓蚀剂、乳 化剂及防垢剂等组成。王柳等研制了一种适用于油基钻井液的冲洗液BCS-020L，具有较好 的冲洗能力和润湿反转能力。美国专利6,686,323公开的一种冲洗液，其作用机理是利用烷 基聚葡萄糖苷类表面活性剂及酯类溶剂的混合溶液进行冲洗。哈里伯顿公司的Ryan等人、 贝克休斯公司的Jonathan等人均提出将微乳液技术应用到固井冲洗液中，用于清洗井眼中 残留的油基钻井液，并初步取得了一定成果。
[0004]目前普遍认为对界面粘附的油基钻井液、滤饼的有效冲洗及对界面高效的润湿反 转是提高油基钻井液条件下界面胶结质量的关键因素。目前所研究与开发的针对于油基钻 井液的固井冲洗液体系，主要以聚合物、表面活性剂溶液为主，存在润湿反转能力弱，无法 高效地将井壁上钻井液及滤饼清洗干净等不足，难以满足固井需求。因此，研究适用于油基 钻井液的高效固井冲洗液具有显著的市场效益。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服现有固井冲洗液对油基钻井液冲洗效率低、界面胶结质 量差的缺点和不足，提供了一种适用于油基钻井液的固井冲洗液体系及制备方法。该冲洗 液体系是通过将微乳液稀释成纳米乳液，并加入聚合物、加重剂、分散剂和稳定剂等，制备 出密度为l.〇lg/cm3~1.90g/cm3,适用温度范围可达20°C~130°C的冲洗液。该固井冲洗液 中的纳米乳液具有渗透、溶解、增溶、携带等性能，能够快速、高效地清除残留的油基钻井 液，与油基钻井液具有较好的相容性，对环空界面具有良好的润湿改性作用，有利于促进水 泥环与环空界面的胶结，具有现场施工简单和显著提高固井质量的优势。
[0006] 为实现上述发明目的，本发明的固井冲洗液体系，按照质量份数其组成为：
[0007] 清水 100 份；
[0008] 阴离子表面活性剂0.8~1.2份；
[0009] 非离子表面活性剂0.6~0.8份；
[0010] 助表面活性剂 0.7~1.0份；
[0011] 油相 6.0~10.0份；
[0012] 盐水相 8.0~12.0份；
[0013] 聚合物 0.15~5.0份；
[0014] 加重剂 0.0~150份；
[0015]盐 1.0~2.5份。
[0016] 所述阴离子表面活性剂可以是十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫 酸钠中的一种。
[0017] 所述非离子表面活性剂可以是脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3、AE0-5、AE0-9或多元醇酯 Tween40、Tween60、Tween80 中的一种。
[0018] 所述助表面活性剂可以是正丙醇、正丁醇、正戊醇、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚、乙二 醇丁醚中的一种。
[0019] 所述油相可以是正己烷、正庚烷、正辛烷、环己烷中的一种。
[0020] 所述盐水相可以是氯化钠水溶液、氯化钾水溶液之一，质量百分比浓度为1.5~ 3.0%〇
[0021] 所述聚合物可以是2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS)与N，N-二甲基丙烯酰胺 (DMAA)聚合物、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)与丙烯酰胺(AM)聚合物、羧甲基羟乙基纤 维素(CMHEC)、聚乙烯醇(PVA)、黄原胶中的一种或几种组合。
[0022] 所述加重剂可以是重晶石粉末、石英砂、铁矿粉中的一种或几种组合，所述重晶石 粒径介于25~48μηι，所述石英砂粒径介于58~106μηι，所述铁矿粉粒径介于10~37μηι。
[0023]所述盐可以是氯化钾、氯化钠中的一种。
[0024]所述适用于油基钻井液的冲洗液体系的制备方法，步骤如下：
[0025] 在浆杯中加入8.0~12份盐水相，再加入0.6~0.8份非离子表面活性剂以及0.8~ 1.2份阴离子表面活性剂，以一定转速搅拌均匀，加入6~10份油相，然后加入0.7~1.0份助 表面活性剂，静置1~3h，体系自发形成稳定的微乳液;在另一个浆杯中加入100份清水，并 加入1.0~2.5份盐，待其彻底溶解后，投入0.15~5.0份聚合物，先以800~1200r/min高速 搅拌10~30min再以150~300r/min低速搅拌lh，然后加入0.0~150份加重剂，搅拌均匀;将 上述两种溶液混合并以800~3000r/min搅拌1~3min，S卩可得到适用于油基钻井液的固井 冲洗液体系。
[0026]本发明的优点：（1)本发明中的短链醇能同时溶于油相及水相中，对油相及水相具 有一定程度改性作用，能有效降低油水之间界面张力，有利于增加对油的冲洗能力；（2)冲 洗液冲存在大量胶束，能增溶大量的油并"溶解"在水中，提高了冲洗能力及携油能力；（3) 冲洗液中的表面活性剂能在油湿性的井壁及套管界面铺展开来，使之变为水湿性，使油基 钻井液更难粘附在其表面从而更易被冲洗，同时为水泥浆胶结提供合适、清洁的环境；（4) 冲洗液中的纳米液滴结构增大了界面面积，增加了冲洗液与油基钻井液的接触效率，能有 效地清洗油基钻井液；（5)纳米乳液粒径很小，可渗透到滤饼中，加速破坏、溶解滤饼，提高 对滤饼的冲洗效果。
[0027]本发明提供了一种原理可靠、配制简单、成本低、能满足现场固井要求的冲洗液体 系，该冲洗液体系克服现有针对油基钻井液的固井冲洗效率低、润湿反转能力差的缺点，密 度在1.01g/cm3~1.90g/cm3之间可调，固井冲洗作业温度范围可达20°C~130°C。
【具体实施方式】
[0028]实施例1:一种适用于油基钻井液的固井冲洗液体系的组成
[0029] -种适用于油基钻井液的固井冲洗液体系可由以下物质组成，各物质的质量份数 具体为:清水1〇〇份、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠1份、非离子表面活性剂脂肪醇聚 氧乙烯醚AE0-9 0.7份、助表面活性剂正丁醇0.7份、油相正庚烷7份、盐水相氯化钾水溶液9 份、聚合物羧甲基羟乙基纤维素3份、加重剂石英砂32份、氯化钾2份，冲洗液密度为1.2g/ cm3。
[0030]实施例2:-种适用于油基钻井液的固井冲