一种高效油基冲洗隔离液及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种高效油基冲洗隔离液，该冲洗隔离液由以下各组分按重量比配制而成：100份清水，1.0～1.5份表面活性剂，4.0～5.0份螯合剂，2.0～4.0份悬浮稳定剂，0.6～0.8份增粘剂，0.5～0.75份提粘提切剂，25～150份加重剂，1.0～5.0份pH值调节剂，0.2～0.4份消泡剂。本发明提供一种专门用于油基钻井液的高效冲洗隔离液，具有冲洗和隔离双重功能，其冲洗效率高，密度调节范围广，悬浮稳定性好，能够有效改善界面胶结条件，提高固井质量。
【专利说明】一种高效油基冲洗隔离液及其制备方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及油田钻井工程固井技术，属于固井前置液【技术领域】的一种高效油基冲洗隔离液及其制备方法。
【背景技术】:
[0002]对于一口井(特别是开发井)来说，固井质量的好坏，直接影响到该井能否继续钻进、能否顺利地生产，直接影响油井的寿命以及油气藏的采收率。
[0003]在固井作业中，为了提高水泥浆顶替钻井液的效率，改善水泥环的胶结质量，常在钻井液与水泥衆之间注入一种液体，该液体称为前置液。前置液按其性质可分为冲洗液和隔离液。冲洗液通常为在水中加入表面活性剂或用钻井液稀释混配而成，其作用是:(I)稀释和分散钻井液，防止钻井液或水泥浆的絮凝和胶凝；(2)有效冲刷井壁及套管上的疏松泥饼，提高水泥环第一胶结面和第二胶结面的胶结强度；(3)改善钻井液和水泥浆的流变性，以便实现水泥浆的絮凝顶替。隔离液为粘度、密度和静切力均可调节的粘稠流体，主要用于隔离及塞流驱替钻井液，常用于塞流顶替注水泥设计中。隔离液的主要作用是:(1)在注水泥作业中隔离钻井液和水泥浆，清洗井眼，改变套管表面的润湿性，使之易于与水泥浆胶结，不影响或能改善水泥浆与钻井液的流变性；(2)在低压井段及漏失层和要求严格控制失水的井中可作为缓冲液使用；(3)防止水泥浆的污染及钻井液的絮凝稠化。在实际生产作业中，冲洗液和隔离液即可单独使用也可同时使用。
[0004]目前，我国的冲洗隔离液的设计研发存在部分缺点和不足，设计研究有滞后性，研制出的冲洗隔离液的现场应用效果无法达到标准要求。我国大多数油田长期采用以清水为主的水基泥浆冲洗液，它们对水基泥浆有较好的冲洗效果，但使用油基钻井液钻井时，在井壁和套管壁会产生油基泥饼，这种泥饼的产生会使井壁和套管壁与水泥浆之间不胶结，常规水基冲洗液根本无法将其冲洗干净，最终会导致水泥环界面胶结性能较差。另外，固井施工中还普遍存在温度高，封固段长，井径不规则，泥浆和水泥浆易相互污染，冲洗效率低，隔离效果差，顶替效率低等问题，严重地制约固井质量的提高。
【发明内容】
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[0005]本发明的目的在于提供一种针对油基钻井液的冲洗隔离液及其制备方法，以解决固井作业中流体界面接触污染、界面胶结质量差等问题。
[0006]技术方案:本发明是通过以下技术方案实施:
[0007]—种高效油基冲洗隔离液，其特征在于:所述冲洗隔离液专门适用于固井中使用的油基钻井液，该冲洗隔离液由以下组分按重量比组成:100份清水:1.0~1.5份表面活性剂:4.0~5.0份螯合剂:2.0~4.0份悬浮稳定剂:0.6~0.8份增粘剂:0.5~0.75份提粘提切剂:25~150份加重剂:1.0~5.0份pH值调节剂:0.2~0.4份消泡剂。
[0008]所述表面活性剂由十二烷基聚氧乙烯(3)醇醚、十二烷基聚氧乙烯(9)醇醚、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醇醚和十二烷基硫酸钠复配而成，按重量比为:十二烷基聚氧乙烯(3)醇醚:十二烷基聚氧乙烯(9)醇醚:失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醇醚:十二烷基硫酸钠=1:2:3:3。十二烷基聚氧乙烯(3)醇醚的分子式中含有三个氧乙烯基，十二烷基聚氧乙烯(9)醇醚的分子式中含有九个氧乙烯基。
[0009]所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠；所述悬浮稳定剂为钠基膨润土、海泡石或凹凸棒石中的一种；所述增粘剂为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠或改性淀粉中的一种；所述提粘提切剂为碳酸钠或碳酸钙；所述加重剂为重晶石粉、重质碳酸钙或钛铁矿粉中的一种；所述pH值调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾；所述消泡剂为有机娃消泡剂。
[0010]一种如上所述高效油基冲洗隔离液的制备方法，其特征在于:按重量计将100份清水平均分为两份，其中一份清水加入2.0~4.0份悬浮稳定剂，搅拌30min，室温放置24h，再依次加入0.5~0.75份提粘提切剂，4.0~5.0份螯合剂，1.0~1.5份表面活性剂，搅拌均匀；另一份清水加入0.6~0.8份增粘剂，搅拌30!^11，将两份溶液混合并搅拌均匀，加入25~150份加重剂至要求的密度，然后加入1.0~5.0份pH值调节剂，使冲洗隔离液的pH值为8~11，搅拌I小时，最后根据实际情况加入0.2~0.4份消泡剂即可。
[0011]本发明与现有其他冲洗隔离液相比，具有以下优点:①将冲洗液和隔离液合二为一，具有冲洗和隔离双重功能。②对油基泥浆和油基泥饼有很好的冲洗能力和冲洗效果，冲洗效率可达100%。③密度在1.10g/cm3~1.80g/cm3范围内可调节，能保证高压井、深井超深井井底压力平衡。④悬浮稳定性好，在常温和高温条件下均能保持良好的悬浮稳定性。⑤流变性能灵活调控。现场应用时，按施工要求进行冲洗隔离液紊流或塞流的流变参数合理设计和固井施工参数设计，可降低水泥浆的设计难度，提高顶替效率。
【具体实施方式】:
[0012]本发明与目前的研究成果相比，可以更好的清除油基泥浆和油基泥饼，具有冲洗和隔离双重功能，能够改善二界面的亲和性，同时具有宽泛的密度适用范围，悬浮稳定性好，制备工艺简单易行，`具有广泛的实用性。
[0013]下面对本发明做进一步的说明:
[0014]一种高效油基冲洗隔离液，其特征在于:所述冲洗隔离液专门适用于固井中使用的油基钻井液，该冲洗隔离液由以下组分按重量比组成:100份清水:1.0~1.5份表面活性剂:4.0~5.0份螯合剂:2.0~4.0份悬浮稳定剂:0.6~0.8份增粘剂:0.5~0.75份提粘提切剂:25~150份加重剂:1.0~5.0份pH值调节剂:0.2~0.4份消泡剂。
[0015]所述表面活性剂由十二烷基聚氧乙烯(3)醇醚(AE03)、十二烷基聚氧乙烯(9)醇醚(AE09)、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醇醚(TweenSO)和十二烷基硫酸钠(SDS)复配而成，按重量比为:AE03:AE09:Tween80:SDS=1:2:3:3。十二烷基聚氧乙烯(3)醇醚的分子式中含有三个氧乙烯基，十二烷基聚氧乙烯(9 )醇醚的分子式中含有九个氧乙烯基。
[0016]所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠；所述悬浮稳定剂为钠基膨润土、海泡石或凹凸棒石中的一种；所述增粘剂为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠或改性淀粉中的一种；所述提粘提切剂为碳酸钠或碳酸钙；所述加重剂为重晶石粉、重质碳酸钙或钛铁矿粉中的一种；所述pH值调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾；所述的消泡剂为有机娃消泡剂。
[0017]该冲洗隔离液使用非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的复配体系，其中非离子表面活性剂稳定性好，不受酸、碱、盐影响，耐硬水性好，而且具有良好的乳化和去污能力，与其他表面活性剂相容性好，加入少量的阴离子表面活性剂可以提高它的浊点，扩大使用范围。AE03是一种亲油性乳化剂，对油污具有良好的乳化和洗涤性能，AE09是良好的0/W型的乳化剂，具有低起泡和高分散性，TweenSO具有比较强的亲水性，一般用作润湿剂、乳化剂、渗透剂，SDS易溶于水，具有良好的乳化、去污、渗透、分散性。该复配体系既有亲油性又有亲水性，可以有效地清除油基泥浆，提高界面胶结质量。
[0018]该冲洗隔离液的制备方法是:将100份清水平均分为两份，其中一份清水加入2.0~4.0份(按清水总量计算，下同)悬浮稳定剂，搅拌30min，室温放置24h，再依次加入
0.5~0.75份提粘提切剂，4.0~5.0份螯合剂，1.0~1.5份表面活性剂，搅拌均匀。另一份清水加入0.6~0.8份增粘剂，搅拌30min，将两份溶液混合并搅拌均匀，加入25~150份加重剂至要求的密度，然后加入1.0~5.0份pH值调节剂使冲洗隔离液的pH值为8~11，搅拌I小时，最后根据实际情况加入0.2~0.4份消泡剂即可。
[0019]该冲洗隔离液的制备方法中，将100份清水平均分成两份是为了保证悬浮剂和增粘剂在溶液中分散均匀。悬浮剂和增粘剂溶于水后均形成粘稠状溶液，若先后加入同一份清水中不利于形成均一稳定溶液。
[0020]按上述方法配制出8种冲洗隔离液，组分配比见附表1。
[0021]对8种冲洗隔离液的悬浮稳定性进行测试，结果见附表2。实验结果表明冲洗隔离液密度调节范围宽，从1.12~1.80可自由调节，在常温和加热条件下，静置后上下层密度差均小于或等于0.02g/cm3,具有良好悬浮稳定性。
[0022]对8种冲洗隔离液的流变性进行测试，结果见附表3和4。由表中数据得出，冲洗隔离液的流变参数η在0.6~0.8之间，K小于1.0，具有很好的流变性。
[0023]实施例1、按照上述冲洗隔离液的制备方法和附表1中各组分配比配制出1# (密度为1.12g/cm3)冲洗隔离液。根据标准SY/T5374-2000油气井注水泥前置液使用方法对冲洗隔离液液的冲洗效果进行测试。实验中使用的仪器为六速旋转粘度计，设定转速为200转，使用的油基钻井液为自制。冲洗时间为5min，冲洗效率100%。
[0024]实施例2、按照上述冲洗隔离液的制备方法和附表1中各组分配比配制出4# (密度为1.40g/cm3)冲洗隔离液。根据标准SY/T5374-2000油气井注水泥前置液使用方法对冲洗隔离液液的冲洗效果进行测试。实验中使用的仪器为六速旋转粘度计，设定转速为200转，使用的油基钻井液为自制。冲洗时间为4.5min，冲洗效率100%。[0025]实施例3、按照上述冲洗隔离液的制备方法和附表1中各组分配比配制出8# (密度为1.80g/cm3)冲洗隔离液。根据标准SY/T5374-2000油气井注水泥前置液使用方法对冲洗隔离液液的冲洗效果进行测试。实验中使用的仪器为六速旋转粘度计，设定转速为200转，使用的油基钻井液为自制。冲洗时间为3.5min，冲洗效率100%。
[0026]附表1冲洗隔离液体系中各组分配比数据表
【权利要求】
1.一种高效油基冲洗隔离液，其特征在于:所述冲洗隔离液专门适用于固井中使用的油基钻井液，该冲洗隔离液由以下组分按重量比组成:100份清水:1.0~1.5份表面活性剂:4.0~5.0份螯合剂:2.0~4.0份悬浮稳定剂:0.6~0.8份增粘剂:0.5~0.75份提粘提切剂:25~150份加重剂:1.0~5.0份pH值调节剂:0.2~0.4份消泡剂。
2.根据权利要求1所述的高效油基冲洗隔离液，其特征在于:所述表面活性剂由十二烷基聚氧乙烯(3)醇醚、十二烷基聚氧乙烯(9)醇醚、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醇醚和十二烷基硫酸钠复配而成，按重量比为:十二烷基聚氧乙烯(3)醇醚:十二烷基聚氧乙烯(9)醇醚:失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醇醚:十二烷基硫酸钠=1:2:3:3。
3.根据权利要求2所述的表面活性剂十二烷基聚氧乙烯(3)醇醚的分子式中含有三个氧乙烯基，十二烷基聚氧乙烯(9 )醇醚的分子式中含有九个氧乙烯基。
4.根据权利要求1所述的高效油基冲洗隔离液，其特征在于:所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠；所述悬浮稳定剂为钠基膨润土、海泡石或凹凸棒石中的一种；所述增粘剂为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素钠或改性淀粉中的一种；所述提粘提切剂为碳酸钠或碳酸钙；所述加重剂为重晶石粉、重质碳酸钙或钛铁矿粉中的一种；所述PH值调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾；所述消泡剂为有机硅消泡剂。
5.一种如权利要求1所述高效油基冲洗隔离液的制备方法，其特征在于:按重量计将100份清水平均分为两份，其中一份清水加入2.0~4.0份悬浮稳定剂，搅拌30min，室温放置24h，再依次加入0.5~0.75份提粘提切剂，4.0~5.0份螯合剂，1.0~1.5份表面活性剂，搅拌均匀；另一份清水加入0.6~0.8份增粘剂，搅拌30min,将两份溶液混合并搅拌均匀，加入25~150份加重剂至要求的密度，然后加入1.0~5.0份pH值调节剂，使冲洗隔离液的PH值为8~11，搅拌I小 时，最后根据实际情况加入0.2~0.4份消泡剂即可。
【文档编号】C09K8/52GK103555304SQ201310557399
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月8日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】梁吉艳, 孟静, 王松, 崔菊梅, 吴心雨, 王海燕 申请人:沈阳工业大学