本发明涉及石油开采领域，具体地，本发明涉及一种抗污染剂及其制备方法，本发明还涉及一种水基隔离液及其制备方法。
背景技术：
隔离液用于隔离油井水泥浆和钻井液，防止油井水泥浆与钻井液直接接触后发生化学反应使水泥浆稠化时间缩短，导致固井时发生憋泵和水泥浆中途稠化等施工安全事故。隔离液与水泥浆和钻井液以不同比例混合后易出现水泥浆稠化时间缩短，影响固井施工安全。为了保证固井施工安全，要求隔离液与水泥浆和钻井液都具有较好的相容性，需要调整隔离液与水泥浆性能，保证不同比例隔离液与水泥浆和钻井液混合后的稠化时间满足固井施工的要求。
为解决隔离液与水泥浆和钻井液之间的相容性，常规做法是在隔离液中加入油井水泥缓凝剂以达到延长混浆稠化时间的目的，但是在固井施工中，即使向隔离液中大量加入缓凝剂也经常难以解决隔离液与水泥浆和钻井液相容性差的问题，并会导致隔离液与水泥浆和钻井液接触污染后稠化时间缩短。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种抗污染剂及其制备方法。所述抗污染剂能够解决隔离液与油井水泥浆和钻井液相容性差的问题。
本发明的另一个目的在于提供包含所述抗污染剂的水基隔离液及其制备方法。所述隔离液与油井水泥浆和钻井液具有良好的相容性，并能延长与水泥浆和钻井液的稠化时间。
本发明提供了一种抗污染剂，包括按重量计的以下组分：水100份，螯合剂20-70份以及pH调节剂0.1-3份。
根据本发明，以水100重量份计，所述螯合剂的含量优选为30-50份。
在本发明的一个实施方式中，所述螯合剂优选包括葡萄糖酸盐和/或乙二胺四 乙酸。所述葡萄糖酸盐优选为葡萄糖酸钠和/或葡萄糖酸钾。
在优选的螯合剂中，葡萄糖酸钠主要发挥了抗污染作用；葡萄糖酸钾不仅具有抗污染作用还有利于提高井壁稳定性，加入少量葡萄糖酸钾可以防止井壁坍塌；乙二胺四乙酸能够延长混浆稠化时间。
根据本发明，以水100重量份计，所述pH调节剂的用量优选为0.4-1.5份。
在本发明的一个实施方式中，所述pH调节剂优选包括碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾和硅酸钠中的至少一种。
本发明提供了制备所述抗污染剂的方法，包括以下步骤：
1)将螯合剂溶解在水中；
2)使用pH调节剂调节步骤1)中螯合剂水溶液的pH；
3)将反应体系加热后陈化，再过滤。
在本发明的一个实施方式中，在步骤2)中，pH优选＝8-14，更优选pH＝10-13。
根据本发明，在步骤3)中，反应体系的加热温度优选为30-60℃，更优选35-50℃；加热时间优选为1-6小时，更优选3-5小时。优选在加热同时进行搅拌。在优选的螯合剂中，葡萄糖酸钾溶解性较差，其用量越大所需要的加热搅拌时间越长。
陈化温度优选为20-40℃，更优选25-30℃；陈化时间优选为24-240小时，更优选96-192小时。
本发明根据不同外加剂的协同增效机理，通过复配方式形成了所述抗污染剂，解决了隔离液与油井水泥浆和钻井液相容性差的问题。
本发明还提供了一种水基隔离液，包括按重量计的以下组分：水100份，悬浮稳定剂1-30份，密度调节剂0-300份，以及抗污染剂0.1-10份，并任选地包括消泡剂0.1-1份；其中，所述抗污染剂为本发明提供的抗污染剂。
在本发明的一个优选实施方式中，所述水基隔离液包括按重量计的以下组分：水100份，悬浮稳定剂8-16份，密度调节剂50-230份，以及抗污染剂0.1-10份，优选抗污染剂1-6份，并任选地包括消泡剂0.2-0.5份。
抗污染剂的用量根据隔离液与水泥浆和钻井液的相容性而确定，相容性较好时只需少量抗污染剂，相容性较差时则需要提高抗污染剂的用量。当水泥浆的含量较少，加入较多的隔离液会导致混浆稠化时间长于水泥浆稠化时间。
发明人发现，在隔离液中，抗污染剂份数越高，获得的稠化时间越长，但抗 污染剂份数太高会导致成本增加以及过度延长水泥浆与隔离液混浆的稠化时间，对提高固井质量不利，从而在大量实验的基础上得到适合固井施工的抗污染剂的含量范围。
在本发明的一个优选实施方式中，所述水为自来水或者现场水。
所述悬浮稳定剂优选包括黄原胶、羧甲基纤维素和膨润土中的至少一种。所述膨润土优选为钠基膨润土和/或钙基膨润土。
所述密度调节剂优选为重晶石粉和/或铁矿粉，更优选固井用重晶石粉和/或铁矿粉。
所述消泡剂优选为聚醚类和/或硅油类。
根据本发明，抗污染剂和密度调节剂的加入顺序不限。
根据本发明，通过选择不同含量的密度调节剂可以配置不同密度的隔离液，满足各种施工环境的技术要求。
通过在隔离液中加入所述抗污染剂有利于解决隔离液与水泥浆和钻井液混合后水泥浆稠化时间缩短的难题。
本发明还提供了制备所述水基隔离液的方法，包括以下步骤：将悬浮稳定剂溶于水中，再加入抗污染剂和密度调节剂，并任选地加入消泡剂，混匀。
本发明还涉及所述抗污染剂和所述水基隔离液在石油开采，尤其是固井施工中的应用。
本发明的抗污染剂与水基隔离液具有良好的配伍性，所配制的隔离液与水泥浆和钻井液具有良好的相容性，各种比例混浆的稠化时间都满足施工的要求。所述隔离液在施工温度范围为30℃-160℃内具有良好的适应性，能够满足各种环境的施工要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.抗污染剂的生产简单，现场施工容易，有利于大规模推广应用；
2.抗污染剂与隔离液的其它外加剂具有良好的配伍性，所配制的隔离液性能稳定，满足固井施工的要求；
3.抗污染剂能有效防止隔离液与水泥浆和钻井液接触后产生污染，对水泥浆和钻井液性能无不良影响，可有效延长隔离液与水泥浆和钻井液各种比例混浆的稠化时间；
4.相比其它类型体系，抗污染剂和隔离液所用原料价格低廉，节约了成本。
具体实施方式
以下结合实施例来对本发明进行进一步说明，应当指出的是，以下实施例并非意在限制本发明的内容和精神。
实施例1
制备抗污染剂：将180重量份葡萄糖酸钠、10重量份葡萄糖酸钾及5重量份乙二胺四乙酸溶解在500重量份清水中，加入2重量份氢氧化钠及1重量份碳酸钠，调节溶液体系的pH＝11.5，将反应体系加热至40℃并搅拌，反应物全部溶解后，继续搅拌3小时后停止搅拌和加热，溶液降温至陈化温度后进行陈化，陈化168小时完成后，滤除不溶物和杂质，所得溶液即为抗污染剂。
制备水基隔离液：在500重量份清水中加入80重量份悬浮稳定剂，搅拌均匀，待悬浮稳定剂充分溶解，加入1重量份抗污染剂和265重量份密度调节剂，最后加入0.5重量份消泡剂，搅拌均匀后，即得到隔离液。
实施例2
制备抗污染剂：将170重量份葡萄糖酸钠、8重量份葡萄糖酸钾及4重量份乙二胺四乙酸溶解在500重量份清水中，加入1重量份氢氧化钠、1重量份碳酸钠及1重量份氢氧化钾，调节溶液体系的pH＝11，将反应体系加热至50℃并搅拌，反应物全部溶解后，继续搅拌2.5小时后停止搅拌和加热，溶液降温至陈化温度后进行陈化，陈化192小时完成后，滤除不溶物和杂质，所得溶液即为抗污染剂。
制备水基隔离液：在500重量份清水中加入60重量份悬浮稳定剂，搅拌均匀，待悬浮稳定剂充分溶解，加入2重量份抗污染剂和400重量份密度调节剂，最后加入0.5重量份消泡剂，搅拌均匀后，即得到隔离液。
实施例3
制备抗污染剂：将180重量份葡萄糖酸钠、8重量份葡萄糖酸钾及4重量份乙二胺四乙酸溶解在500重量份清水中，加入3重量份氢氧化钠，调节溶液体系的pH＝10.5，将反应体系加热至35℃并搅拌，反应物全部溶解后，继续搅拌2.5 小时后停止搅拌和加热，溶液降温至陈化温度后进行陈化，陈化240小时完成后，滤除不溶物和杂质，所得溶液即为抗污染剂。
制备水基隔离液：在500重量份清水中加入50重量份悬浮稳定剂，搅拌均匀，待悬浮稳定剂充分溶解，加入2.5重量份抗污染剂和515重量份密度调节剂，最后加入0.5重量份消泡剂，搅拌均匀后，即得到隔离液。
实施例4
制备抗污染剂：将190重量份葡萄糖酸钠及5重量份乙二胺四乙酸溶解在500重量份清水中，加入3重量份氢氧化钠及1重量份碳酸钠，调节溶液体系的pH＝12，将反应体系加热至30℃并搅拌，反应物全部溶解后，继续搅拌1小时后停止搅拌和加热，溶液降温至陈化温度后进行陈化，陈化240小时完成后，滤除不溶物和杂质，所得溶液即为抗污染剂。
制备水基隔离液：在500重量份清水中加入40重量份悬浮稳定剂，搅拌均匀，待悬浮稳定剂充分溶解，加入4重量份抗污染剂和860重量份密度调节剂，最后加入0.5重量份消泡剂，搅拌均匀后，即得到隔离液。
实施例5
制备抗污染剂：将185重量份葡萄糖酸钠及5重量份乙二胺四乙酸溶解在500重量份清水中，加入1重量份氢氧化钠及3重量份碳酸钠，调节溶液体系的pH＝12，将反应体系加热至35℃并搅拌，反应物全部溶解后，继续搅拌1小时后停止搅拌和加热，溶液降温至陈化温度后进行陈化，陈化196小时完成后，滤除不溶物和杂质，所得溶液即为抗污染剂。
制备水基隔离液：在500重量份清水中加入40重量份悬浮稳定剂，搅拌均匀，待悬浮稳定剂充分溶解，加入5.5重量份抗污染剂和1140重量份密度调节剂，最后加入0.5重量份消泡剂，搅拌均匀后，即得到隔离液。
对比例1
在500重量份清水中加入80重量份悬浮稳定剂，搅拌均匀，待悬浮稳定剂充分溶解，加入265重量份密度调节剂，最后加入0.5重量份消泡剂，搅拌均匀后， 得到不包括抗污染剂的隔离液。
对比例2
在500重量份清水中加入60重量份悬浮稳定剂，搅拌均匀，待悬浮稳定剂充分溶解，加入400重量份密度调节剂，最后加入0.5重量份消泡剂，搅拌均匀后，得到不包括抗污染剂的隔离液。
对比例3
在500重量份清水中加入50重量份悬浮稳定剂，搅拌均匀，待悬浮稳定剂充分溶解，加入515重量份密度调节剂，最后加入0.5重量份消泡剂，搅拌均匀后，得到不包括抗污染剂的隔离液。
对比例4
在500重量份清水中加入40重量份悬浮稳定剂，搅拌均匀，待悬浮稳定剂充分溶解，加入860重量份密度调节剂，最后加入0.5重量份消泡剂，搅拌均匀后，得到不包括抗污染剂的隔离液。
对比例5
在500重量份清水中加入40重量份悬浮稳定剂，搅拌均匀，待悬浮稳定剂充分溶解，加入1140重量份密度调节剂，最后加入0.5重量份消泡剂，搅拌均匀后，得到不包括抗污染剂的隔离液。
隔离液与钻井液、水泥浆相容性评价参照API规范10测定。在实施例1-5中包含抗污染剂的隔离液与水泥浆和钻井液相容性实验结果见表1，在对比例1-5中不含抗污染剂的隔离液与水泥浆和钻井液相容性实验结果见表2。
表1
备注：
(1)47℃×32MPa×35min为固井实验条件的通用表述方式，即通过加热实验使混浆的实验温度在35分钟内从常温升温至47℃，通过加压实验使混浆的实验压力在35分钟内从常压升压至32MPa，然后在恒温47℃和恒压32MPa的条件下测混浆的稠化时间。
表2
由实施例和对比例可知，在隔离液中加入抗污染剂后，如实施例5得到的隔离液，在水泥浆:隔离液:钻井液(vol％)＝95:5:0及132℃×125MPa×90min的实 验条件下，稠化时间≥465min，而未加入抗污染剂的对比例5，在相同的实验条件下，稠化时间为399min。由此可见，根据本发明得到的抗污染剂和隔离液，能够显著延长隔离液与油井水泥浆和钻井液混浆的稠化时间，有效提高了隔离液的抗污染能力，保证了固井施工安全。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。