一种固井用双效冲洗型隔离液及其制备方法与流程

本发明属于石油天然气钻井固井技术油田化学
技术领域：
，具体地说，涉及一种固井用双效冲洗型隔离液及其制备方法。
背景技术：
：随着以页岩气为代表的非常规油气资源的不断开发，油基钻井液广泛运用于页岩气钻井技术中。然而，在油基钻井液应用过程中，存在着油基钻井液固井方面的难题。油基钻井液密度高、粘切大，在大斜度井段发生窜流的可能性很大。发生窜流后，一部分油基钻井液在低边形成密闭空间，不能被有效顶替，造成油基钻井液在静置或低剪切速率条件下，形成高弹性类胶凝结构；此外，油基钻井液中添加的乳化剂和润湿剂往往使井壁岩石表面变为亲油，水泥环难以与第二界面良好胶结。虽然一些普通隔离液对油包水钻井液具有一定的冲洗效果，但仍然存在着一定的局限性，无论从冲洗效率和抗温性上，还是与油包水钻井液的相容性上均无法满足固井质量的要求，因此开发研制一种即有冲洗作用，又能很好地解决油基泥浆污染的新型隔离液势在必行。技术实现要素：针对现有技术中上述的不足，本发明的第一目的在于提供了一种固井用双效冲洗型隔离液；该固井用双效冲洗型隔离液具有冲洗和隔离的双重作用，不仅具有高效的清洗油膜的能力，有利于提高界面胶结质量，实现环空界面的高质量胶结和封固，保证泥浆的稳定性；还具有解决油基泥浆与隔离液接触污染增稠的作用。针对现有技术中的不足，本发明的第二目的在于提供了一种固井用双效冲洗型隔离液的制备方法。该制备方法设计科学，操作简单，适宜工业化大规模生产。为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：一种固井用双效冲洗型隔离液，其原料包括：清水100份、冲洗剂20-40份、悬浮剂1-5份、缓凝剂1-3份、加重剂100-400份以及消泡剂0.1-0.2份；按重量份数计，冲洗剂的原料包括：水70-80份、脂肪醇醚聚氧乙烯醚硫酸钠(aes)5-30份、聚氧乙烯辛基酚醚-10(op-10)1-10份、脂肪醇聚氧乙烯醚(jfc)1-10份、烷基糖苷(apg)5-20份以及清洗助剂5-10份。一种如上述固井用双效冲洗型隔离液的制备方法，包括冲洗剂的制备；冲洗剂的制备包括：(1)按照上述重量份数，称取水、脂肪醇醚聚氧乙烯醚硫酸钠和聚氧乙烯辛基酚醚-10，于800-1200rpm下搅拌20-30min至完全溶解得到混合溶液；(2)将混合溶液加热到45-55℃，按照上述重量份数，加入清洗助剂，继续搅拌30-50min；(3)按照上述重量份数，继续加入脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基糖苷，于800-1200rpm搅拌80-100min，搅拌即得冲洗剂。本发明提供的固井用双效冲洗型隔离液及其制备方法的有益效果是：(1)本发明提供的固井用双效冲洗型隔离液，其原料中加入了本发明提供的冲洗剂。该种冲洗剂采用阴离子表面活性剂aes和非离子表面活性剂op-10为主剂，起清油的作用；采用清洗助剂，能够帮助清洗和提高与水泥浆、泥浆的相容性，解决污染；采用jfc作为渗透剂，主要针对油基钻井液形成的致密滤饼，使滤饼的润湿反转，以及除去套管上的油膜，消除固井因油膜产生的微缝隙带来的气窜；采用烷基糖苷apg作为表面活性剂，作为冲洗剂清洗油污的组分之一，apg属于一种较全面的新型非离子表面活性剂，兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性，在酸、碱性溶液中呈现出优良的相容性、稳定性和表面活性，在具有良好冲洗效果的同时，大大提高了与泥浆、水泥浆的配伍性能，同时该单体能生物降解，提高了产品的环保性，减少对环境的二次污染。采用上述各原料配比，各原料之间能够相互协同配合，共同增效，制备得到具有优异渗透性、乳化增溶作用、抗污染性能的冲洗剂。(2)本发明提供的固井用双效冲洗型隔离液的隔离性和对油基泥浆滤饼的高效冲洗性可增强滤饼溶解性及可渗透性，促进隔离液对滤饼的渗透、溶解、稀释的作用；具有逆乳化增溶作用。(3)本发明提供的固井用双效冲洗型隔离液，其与油基泥浆接触不会出现破乳增稠的现象，隔离液体系与油基泥浆混合后能使两者之间迅速乳化增溶，避免出现破乳增稠，防止沉砂，保证施工安全。(4)本发明提供的固井用双效冲洗型隔离液，其用量少，节约成本，在保证对套管、井壁界面清洗效率的同时，可降低隔离液的设计用量，大大降低了固井成本。(5)本发明提供的固井用双效冲洗型隔离液，其返排出的油基泥浆可循环再利用，减少环境污染，返排出的油基泥浆中补充外加剂进行再处理利用，避免油基泥浆处理带来的困难，同时可有效地降低对环境的污染。(6)本发明提供的固井用双效冲洗型隔离液，通过采用上述配比，双效冲洗型隔离液的各原料之间能够协同配合，共同增效，尤其是上述冲洗剂的加入，使制备得到的隔离液具有冲洗和隔离的双重作用，不仅具有高效的清洗油膜的能力，有利于提高界面胶结质量，实现环空界面的高质量胶结和封固，保证泥浆的稳定性；还具有解决油基泥浆与隔离液接触污染增稠的作用。附图说明图1-(a)是未冲洗前油基钻井液；图1-(b)是实施例3提供的固井用双效冲洗型隔离液配置得到隔离液3冲洗后的油基钻井液的效果图；图1-(c)是普通隔离液冲洗后的油基钻井液的效果图；图1-(d)是nj隔离液冲洗后的油基钻井液的效果图；图2-(a)是油基钻井液样品；图2-(b)是实施例3提供的固井用双效冲洗型隔离液配置得到隔离液3与油基钻井液混合的效果图；图2-(d)是普通隔离液与油基钻井液混合的效果图；图2-(c)是nj隔离液与油基钻井液混合的效果图；具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本发明实施例提供的一种固井用双效冲洗型隔离液及其制备方法进行具体说明。本发明实施例提供的一种固井用双效冲洗型隔离液，其原料包括：清水100份、冲洗剂20-40份、悬浮剂1-5份、缓凝剂1-3份、加重剂100-400份以及消泡剂0.1-0.2份。其中，按重量份数计，冲洗剂的原料包括：水70-80份、aes5-30份、op-101-10份、jfc1-10份、apg5-20份以及清洗助剂5-10份。冲洗剂通过采用上述各原料配比，各原料之间能够相互协同配合，共同增效，制备得到具有优异渗透性、乳化增溶作用、抗污染性能的冲洗剂。进一步地，清洗助剂包括乙二醇丁醚、乙二醇苯醚醋酸酯、二乙二醇丁醚和异丙醇中的一种。该固井用双效冲洗型隔离液通过加入加重剂调节其密度范围为1.2-2.4g/cm3。其中，加重剂进一步地为重晶石、锰矿粉或铁矿粉；缓凝剂进一步地包括2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸聚合物类缓凝剂；消泡剂进一步地包括聚醚类消泡剂；悬浮剂进一步地包括聚乙烯类有机高分子。通过采用上述配比，固井用双效冲洗型隔离液的各原料之间能够协同配合，共同增效，以使制备得到的固井用双效冲洗型隔离液具有冲洗和隔离的双重作用，不仅具有高效的清洗油膜的能力，有利于提高界面胶结质量，实现环空界面的高质量胶结和封固，保证泥浆的稳定性；还具有解决油基泥浆与隔离液接触污染增稠的作用。本发明实施例提供的一种固井用双效冲洗型隔离液的制备方法，包括冲洗剂的制备；冲洗剂的制备包括：(1)按照上述重量份数，称取水、aes和op-10，于800-1200rpm下搅拌20-30min至完全溶解得到混合溶液；(2)将混合溶液加热到45-55℃，按照上述重量份数，加入清洗助剂，继续搅拌30-50min；(3)按照上述重量份数，继续加入jfc和apg，于800-1200rpm搅拌80-100min，搅拌即得上述冲洗剂。本方法制备得到的冲洗剂用于下文中实施例1-实施例3的实验。以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。实施例1本实施例提供了一种固井用双效冲洗型隔离液，密度为1.80g/cm3：按重量份数计，该隔离液的原料包括：清水100份、冲洗剂20份、悬浮剂1份、缓凝剂1份、加重剂155份以及消泡剂0.1份。其中，按重量份数计，冲洗剂的原料包括：水80份、aes20份、op-1010份、jfc10份、apg10份以及乙二醇丁醚10份。一种固井用双效冲洗型隔离液其制备方法是：在100份清水中加入1份的悬浮剂，低速下充分搅拌均匀后慢慢加入1份的缓凝剂，待基液配置完成后加入155份加重剂，搅拌均匀后加入20份的冲洗剂保持低速旋转，待液体分布均匀最后加入0.1份的消泡剂，保持转速继续搅拌1小时。实施例2本实施例提供了一种固井用双效冲洗型隔离液，密度为2.1g/cm3：按重量份数计，该隔离液的原料包括：清水100份、冲洗剂40份、悬浮剂5份、缓凝剂3份、加重剂253份以及消泡剂0.2份；其中，按重量份数计，冲洗剂的原料包括：水80份、aes30份、op-1010份、jfc10份、apg20份以及乙二醇苯醚醋酸酯10份。一种固井用双效冲洗型隔离液其制备方法是：在100份清水中加入5份的悬浮剂，低速下充分搅拌均匀后慢慢加入3份的缓凝剂，待基液配置完成后加入253份加重剂，搅拌均匀后加入40份的冲洗剂保持低速旋转，待液体分布均匀最后加入0.2份的消泡剂，保持转速继续搅拌1小时。实施例3本实施例提供了一种固井用双效冲洗型隔离液，密度为2.4g/cm3：按重量份数计，该隔离液的原料包括：：清水100份、冲洗剂30份、悬浮剂3份、缓凝剂2份、加重剂370份以及消泡剂0.15份；其中，按重量份数计，冲洗剂的原料包括：水75份、aes20份、op-105份、jfc5份、apg10份以及二乙二醇丁醚8份。一种固井用双效冲洗型隔离液其制备方法是：在100份清水中加3份的悬浮剂，低速下充分搅拌均匀后慢慢加入2份的缓凝剂，待基液配置完成后加入370份加重剂，搅拌均匀后加入30份的冲洗剂保持低速旋转，待液体分布均匀最后加入0.15份的消泡剂，保持转速继续搅拌1小时。实验例实验方法：室内通过旋转粘度计法对油基钻井液进行冲洗，是与现场工程施工相结合，其方法如下：(1)取下旋转粘度计的外转桶，放于105±2℃下烘10min后称其重量为w1(g)；(2)将外转桶刻度线以下部分用毛刷均匀涂抹油基钻井液，静滴3分钟后称取总重量为w2(g)；(3)把粘有油基钻井液的外转桶放入盛有冲洗液的样杯中，以300r/min的转速旋转10min后，取出放于105±2℃下烘10min后称重为w3(g)。式中：η一冲洗效率，％；w1一旋转粘度计外转桶重量，g；w2—旋转粘度计外转桶与粘有油基钻井液的总重量，g；w3—新型冲洗液冲洗后粘有油基钻井液的旋转粘度计外转总重量，g。1.1固井用双效冲洗型隔离液平行产品对比实验将实施例1-3提供的固井用双效冲洗型隔离液别配成30％的水溶液，设置为隔离液1-3，考察不同隔离液的冲洗效率及流变性能。(1)不同隔离液对油基钻井液的冲洗效率将不同隔离液平行对比，考察本发明实施例提供的冲洗型隔离液和普通冲洗液以及nj冲洗液对油基钻井液冲洗效率的影响，实验结果见表1：表1隔离液名称隔离液1隔离液2隔离液3普通隔离液nj隔离液冲洗效率，％93.893.594.5062.4534.51表1结合图1，可以看出：在相同等条件下，隔离液1-3的冲洗效率优于普通隔离液和nj隔离液，说明由本发明实施例1-3提供的固井用双效冲洗型隔离液对油基钻井液具有良好的冲洗效率。(2)不同隔离液与油基钻井液混合情况对比实验将不同隔离液与油基钻井液以30:70(体积比)混合，考察本发明实施例提供的固井用双效冲洗型隔离液和普通隔离液以及nj隔离液与油基钻井液混合情况，实验结果见表2：表2各类隔离液冲对油基钻井液影响表2结合图2，可以看出：隔离液1-3与油基钻井液混合后无增稠现象，普通隔离液和nj隔离液与油基钻井液混合后增稠严重，说明由本发明实施例1-3提供的固井用双效冲洗型隔离液对油基钻井液具有良好的增溶能力。1.2固井用双效冲洗型隔离液相容性评价(1)固井用双效冲洗型隔离液与水泥浆稠化及强度实验将实施例1-3提供的固井用双效冲洗型隔离液与水泥浆按不同比例混合做稠化和强度，考察固井用双效冲洗型隔离液对水泥浆稠化和强度的影响，实验结果见表4：表4固井用双效冲洗型隔离液与水泥浆不同比例混合后对强度的影响从以上实验看出：随着固井用双效冲洗型隔离液与水泥浆的比例增大，稠化时间逐渐延长，说明固井用双效冲洗型隔离液与水泥浆接触后无污染，与水泥浆具有很好的相容性。(2)固井用双效冲洗型隔离液流变相容性评价将实施例3提供的固井用双效冲洗型隔离液以不同比例与水泥浆、钻井液混合，将混合液在93℃常压稠化仪中养护20min后取出，测定其流变值，实验结果见表5：表5水泥浆、钻井液和实施例3提供的固井用双效冲洗型隔离液流变相容性实验数据从表5看出：本发明实施例提供的固井用双效冲洗型隔离液和水泥浆混合以及固井用双效冲洗型隔离液与钻井液混合后流变数值比单一的水泥浆和钻井液流变数值低，说明本发明实施例提供的固井用双效冲洗型隔离液与钻井液和水泥浆有良好的相容性，对水泥浆和钻井液具有稀释降粘作用。综上所述，采用本发明提供的固井用双效冲洗型隔离液及其制备方法；该固井用双效冲洗型隔离液具有冲洗和隔离的双重作用，不仅具有高效的清洗油膜的能力，有利于提高界面胶结质量，实现环空界面的高质量胶结和封固，保证泥浆的稳定性；还具有解决油基泥浆与隔离液接触污染增稠的作用。该制备方法设计科学，操作简单，适宜工业化大规模生产。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12