一種高效油基沖洗隔離液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高效油基沖洗隔離液，該沖洗隔離液由以下各組分按重量比配制而成：100份清水，1.0～1.5份表面活性劑，4.0～5.0份螯合劑，2.0～4.0份懸浮穩(wěn)定劑，0.6～0.8份增粘劑，0.5～0.75份提粘提切劑，25～150份加重劑，1.0～5.0份pH值調節(jié)劑，0.2～0.4份消泡劑。本發(fā)明提供一種專門用于油基鉆井液的高效沖洗隔離液，具有沖洗和隔離雙重功能，其沖洗效率高，密度調節(jié)范圍廣，懸浮穩(wěn)定性好，能夠有效改善界面膠結條件，提高固井質量。
【專利說明】一種高效油基沖洗隔離液及其制備方法
【技術領域】:
[0001]本發(fā)明涉及油田鉆井工程固井技術，屬于固井前置液【技術領域】的一種高效油基沖洗隔離液及其制備方法。
【背景技術】:
[0002]對于一口井(特別是開發(fā)井)來說，固井質量的好壞，直接影響到該井能否繼續(xù)鉆進、能否順利地生產，直接影響油井的壽命以及油氣藏的采收率。
[0003]在固井作業(yè)中，為了提高水泥漿頂替鉆井液的效率，改善水泥環(huán)的膠結質量，常在鉆井液與水泥衆(zhòng)之間注入一種液體，該液體稱為前置液。前置液按其性質可分為沖洗液和隔離液。沖洗液通常為在水中加入表面活性劑或用鉆井液稀釋混配而成，其作用是:(I)稀釋和分散鉆井液，防止鉆井液或水泥漿的絮凝和膠凝；(2)有效沖刷井壁及套管上的疏松泥餅，提高水泥環(huán)第一膠結面和第二膠結面的膠結強度；(3)改善鉆井液和水泥漿的流變性，以便實現(xiàn)水泥漿的絮凝頂替。隔離液為粘度、密度和靜切力均可調節(jié)的粘稠流體，主要用于隔離及塞流驅替鉆井液，常用于塞流頂替注水泥設計中。隔離液的主要作用是:(1)在注水泥作業(yè)中隔離鉆井液和水泥漿，清洗井眼，改變套管表面的潤濕性，使之易于與水泥漿膠結，不影響或能改善水泥漿與鉆井液的流變性；(2)在低壓井段及漏失層和要求嚴格控制失水的井中可作為緩沖液使用；(3)防止水泥漿的污染及鉆井液的絮凝稠化。在實際生產作業(yè)中，沖洗液和隔離液即可單獨使用也可同時使用。
[0004]目前，我國的沖洗隔離液的設計研發(fā)存在部分缺點和不足，設計研究有滯后性，研制出的沖洗隔離液的現(xiàn)場應用效果無法達到標準要求。我國大多數(shù)油田長期采用以清水為主的水基泥漿沖洗液，它們對水基泥漿有較好的沖洗效果，但使用油基鉆井液鉆井時，在井壁和套管壁會產生油基泥餅，這種泥餅的產生會使井壁和套管壁與水泥漿之間不膠結，常規(guī)水基沖洗液根本無法將其沖洗干凈，最終會導致水泥環(huán)界面膠結性能較差。另外，固井施工中還普遍存在溫度高，封固段長，井徑不規(guī)則，泥漿和水泥漿易相互污染，沖洗效率低，隔離效果差，頂替效率低等問題，嚴重地制約固井質量的提高。

【發(fā)明內容】
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[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種針對油基鉆井液的沖洗隔離液及其制備方法，以解決固井作業(yè)中流體界面接觸污染、界面膠結質量差等問題。
[0006]技術方案:本發(fā)明是通過以下技術方案實施:
[0007]—種高效油基沖洗隔離液，其特征在于:所述沖洗隔離液專門適用于固井中使用的油基鉆井液，該沖洗隔離液由以下組分按重量比組成:100份清水:1.0~1.5份表面活性劑:4.0~5.0份螯合劑:2.0~4.0份懸浮穩(wěn)定劑:0.6~0.8份增粘劑:0.5~0.75份提粘提切劑:25~150份加重劑:1.0~5.0份pH值調節(jié)劑:0.2~0.4份消泡劑。
[0008]所述表面活性劑由十二烷基聚氧乙烯(3)醇醚、十二烷基聚氧乙烯(9)醇醚、失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醇醚和十二烷基硫酸鈉復配而成，按重量比為:十二烷基聚氧乙烯(3)醇醚:十二烷基聚氧乙烯(9)醇醚:失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醇醚:十二烷基硫酸鈉=1:2:3:3。十二烷基聚氧乙烯(3)醇醚的分子式中含有三個氧乙烯基，十二烷基聚氧乙烯(9)醇醚的分子式中含有九個氧乙烯基。
[0009]所述螯合劑為乙二胺四乙酸二鈉；所述懸浮穩(wěn)定劑為鈉基膨潤土、海泡石或凹凸棒石中的一種；所述增粘劑為羥乙基纖維素、羧甲基纖維素鈉或改性淀粉中的一種；所述提粘提切劑為碳酸鈉或碳酸鈣；所述加重劑為重晶石粉、重質碳酸鈣或鈦鐵礦粉中的一種；所述pH值調節(jié)劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀；所述消泡劑為有機娃消泡劑。
[0010]一種如上所述高效油基沖洗隔離液的制備方法，其特征在于:按重量計將100份清水平均分為兩份，其中一份清水加入2.0~4.0份懸浮穩(wěn)定劑，攪拌30min，室溫放置24h，再依次加入0.5~0.75份提粘提切劑，4.0~5.0份螯合劑，1.0~1.5份表面活性劑，攪拌均勻；另一份清水加入0.6~0.8份增粘劑，攪拌30!^11，將兩份溶液混合并攪拌均勻，加入25~150份加重劑至要求的密度，然后加入1.0~5.0份pH值調節(jié)劑，使沖洗隔離液的pH值為8~11，攪拌I小時，最后根據實際情況加入0.2~0.4份消泡劑即可。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有其他沖洗隔離液相比，具有以下優(yōu)點:①將沖洗液和隔離液合二為一，具有沖洗和隔離雙重功能。②對油基泥漿和油基泥餅有很好的沖洗能力和沖洗效果，沖洗效率可達100%。③密度在1.10g/cm3~1.80g/cm3范圍內可調節(jié)，能保證高壓井、深井超深井井底壓力平衡。④懸浮穩(wěn)定性好，在常溫和高溫條件下均能保持良好的懸浮穩(wěn)定性。⑤流變性能靈活調控?，F(xiàn)場應用時，按施工要求進行沖洗隔離液紊流或塞流的流變參數(shù)合理設計和固井施工參數(shù)設計，可降低水泥漿的設計難度，提高頂替效率。
【具體實施方式】:
[0012]本發(fā)明與目前的研究成果相比，可以更好的清除油基泥漿和油基泥餅，具有沖洗和隔離雙重功能，能夠改善二界面的親和性，同時具有寬泛的密度適用范圍，懸浮穩(wěn)定性好，制備工藝簡單易行，`具有廣泛的實用性。
[0013]下面對本發(fā)明做進一步的說明:
[0014]一種高效油基沖洗隔離液，其特征在于:所述沖洗隔離液專門適用于固井中使用的油基鉆井液，該沖洗隔離液由以下組分按重量比組成:100份清水:1.0~1.5份表面活性劑:4.0~5.0份螯合劑:2.0~4.0份懸浮穩(wěn)定劑:0.6~0.8份增粘劑:0.5~0.75份提粘提切劑:25~150份加重劑:1.0~5.0份pH值調節(jié)劑:0.2~0.4份消泡劑。
[0015]所述表面活性劑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)、失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醇醚(TweenSO)和十二烷基硫酸鈉(SDS)復配而成，按重量比為: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個氧乙烯基，十二烷基聚氧乙烯(9 )醇醚的分子式中含有九個氧乙烯基。
[0016]所述螯合劑為乙二胺四乙酸二鈉；所述懸浮穩(wěn)定劑為鈉基膨潤土、海泡石或凹凸棒石中的一種；所述增粘劑為羥乙基纖維素、羧甲基纖維素鈉或改性淀粉中的一種；所述提粘提切劑為碳酸鈉或碳酸鈣；所述加重劑為重晶石粉、重質碳酸鈣或鈦鐵礦粉中的一種；所述pH值調節(jié)劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀；所述的消泡劑為有機娃消泡劑。
[0017]該沖洗隔離液使用非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的復配體系，其中非離子表面活性劑穩(wěn)定性好，不受酸、堿、鹽影響，耐硬水性好，而且具有良好的乳化和去污能力，與其他表面活性劑相容性好，加入少量的陰離子表面活性劑可以提高它的濁點，擴大使用范圍。AE03是一種親油性乳化劑，對油污具有良好的乳化和洗滌性能，AE09是良好的0/W型的乳化劑，具有低起泡和高分散性，TweenSO具有比較強的親水性，一般用作潤濕劑、乳化劑、滲透劑，SDS易溶于水，具有良好的乳化、去污、滲透、分散性。該復配體系既有親油性又有親水性，可以有效地清除油基泥漿，提高界面膠結質量。
[0018]該沖洗隔離液的制備方法是:將100份清水平均分為兩份，其中一份清水加入2.0~4.0份(按清水總量計算，下同)懸浮穩(wěn)定劑，攪拌30min，室溫放置24h，再依次加入
0.5~0.75份提粘提切劑，4.0~5.0份螯合劑，1.0~1.5份表面活性劑，攪拌均勻。另一份清水加入0.6~0.8份增粘劑，攪拌30min，將兩份溶液混合并攪拌均勻，加入25~150份加重劑至要求的密度，然后加入1.0~5.0份pH值調節(jié)劑使沖洗隔離液的pH值為8~11，攪拌I小時，最后根據實際情況加入0.2~0.4份消泡劑即可。
[0019]該沖洗隔離液的制備方法中，將100份清水平均分成兩份是為了保證懸浮劑和增粘劑在溶液中分散均勻。懸浮劑和增粘劑溶于水后均形成粘稠狀溶液，若先后加入同一份清水中不利于形成均一穩(wěn)定溶液。
[0020]按上述方法配制出8種沖洗隔離液，組分配比見附表1。
[0021]對8種沖洗隔離液的懸浮穩(wěn)定性進行測試，結果見附表2。實驗結果表明沖洗隔離液密度調節(jié)范圍寬，從1.12~1.80可自由調節(jié)，在常溫和加熱條件下，靜置后上下層密度差均小于或等于0.02g/cm3,具有良好懸浮穩(wěn)定性。
[0022]對8種沖洗隔離液的流變性進行測試，結果見附表3和4。由表中數(shù)據得出，沖洗隔離液的流變參數(shù)η在0.6~0.8之間，K小于1.0，具有很好的流變性。
[0023]實施例1、按照上述沖洗隔離液的制備方法和附表1中各組分配比配制出1# (密度為1.12g/cm3)沖洗隔離液。根據標準SY/T5374-2000油氣井注水泥前置液使用方法對沖洗隔離液液的沖洗效果進行測試。實驗中使用的儀器為六速旋轉粘度計，設定轉速為200轉，使用的油基鉆井液為自制。沖洗時間為5min，沖洗效率100%。
[0024]實施例2、按照上述沖洗隔離液的制備方法和附表1中各組分配比配制出4# (密度為1.40g/cm3)沖洗隔離液。根據標準SY/T5374-2000油氣井注水泥前置液使用方法對沖洗隔離液液的沖洗效果進行測試。實驗中使用的儀器為六速旋轉粘度計，設定轉速為200轉，使用的油基鉆井液為自制。沖洗時間為4.5min，沖洗效率100%。[0025]實施例3、按照上述沖洗隔離液的制備方法和附表1中各組分配比配制出8# (密度為1.80g/cm3)沖洗隔離液。根據標準SY/T5374-2000油氣井注水泥前置液使用方法對沖洗隔離液液的沖洗效果進行測試。實驗中使用的儀器為六速旋轉粘度計，設定轉速為200轉，使用的油基鉆井液為自制。沖洗時間為3.5min，沖洗效率100%。
[0026]附表1沖洗隔離液體系中各組分配比數(shù)據表
【權利要求】
1.一種高效油基沖洗隔離液，其特征在于:所述沖洗隔離液專門適用于固井中使用的油基鉆井液，該沖洗隔離液由以下組分按重量比組成:100份清水:1.0~1.5份表面活性劑:4.0~5.0份螯合劑:2.0~4.0份懸浮穩(wěn)定劑:0.6~0.8份增粘劑:0.5~0.75份提粘提切劑:25~150份加重劑:1.0~5.0份pH值調節(jié)劑:0.2~0.4份消泡劑。
2.根據權利要求1所述的高效油基沖洗隔離液，其特征在于:所述表面活性劑由十二烷基聚氧乙烯(3)醇醚、十二烷基聚氧乙烯(9)醇醚、失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醇醚和十二烷基硫酸鈉復配而成，按重量比為:十二烷基聚氧乙烯(3)醇醚:十二烷基聚氧乙烯(9)醇醚:失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醇醚:十二烷基硫酸鈉=1:2:3:3。
3.根據權利要求2所述的表面活性劑十二烷基聚氧乙烯(3)醇醚的分子式中含有三個氧乙烯基，十二烷基聚氧乙烯(9 )醇醚的分子式中含有九個氧乙烯基。
4.根據權利要求1所述的高效油基沖洗隔離液，其特征在于:所述螯合劑為乙二胺四乙酸二鈉；所述懸浮穩(wěn)定劑為鈉基膨潤土、海泡石或凹凸棒石中的一種；所述增粘劑為羥乙基纖維素、羧甲基纖維素鈉或改性淀粉中的一種；所述提粘提切劑為碳酸鈉或碳酸鈣；所述加重劑為重晶石粉、重質碳酸鈣或鈦鐵礦粉中的一種；所述PH值調節(jié)劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀；所述消泡劑為有機硅消泡劑。
5.一種如權利要求1所述高效油基沖洗隔離液的制備方法，其特征在于:按重量計將100份清水平均分為兩份，其中一份清水加入2.0~4.0份懸浮穩(wěn)定劑，攪拌30min，室溫放置24h，再依次加入0.5~0.75份提粘提切劑，4.0~5.0份螯合劑，1.0~1.5份表面活性劑，攪拌均勻；另一份清水加入0.6~0.8份增粘劑，攪拌30min,將兩份溶液混合并攪拌均勻，加入25~150份加重劑至要求的密度，然后加入1.0~5.0份pH值調節(jié)劑，使沖洗隔離液的PH值為8~11，攪拌I小 時，最后根據實際情況加入0.2~0.4份消泡劑即可。
【文檔編號】C09K8/52GK103555304SQ201310557399
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權日:2013年11月8日
【發(fā)明者】梁吉艷, 孟靜, 王松, 崔菊梅, 吳心雨, 王海燕 申請人:沈陽工業(yè)大學