CN102732239A - 有机无机复合冲洗液及其制备方法和用途 - Google Patents

有机无机复合冲洗液及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机无机复合冲洗液的制备方法，属于油井水泥固井技术。该冲洗液由聚山梨酯-80、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、硅酸钠、焦磷酸钠和水组成，其中各组分的质量比如下：聚山梨酯-80 20%-30%、烷基酚聚氧乙烯醚10%-15%、十二烷基苯磺酸钠5%-10%、硅酸钠10%-20%、焦磷酸钠5%-10%，余量为水。该冲洗液对油基泥浆和水基泥浆均可适用，冲洗效率高，提高对钻井液的顶替效率和水泥环界面胶结质量，并且可以在50℃-200℃条件下使用。

Description

有机无机复合冲洗液及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种油井水泥固井技术，尤其是一种油基泥浆和水基泥浆两用的有机无机复合冲洗液及其制备方法和用途。
背景技术
在固井施工中，在注入水泥浆之前，需要先泵入一种前置液将水泥浆和钻井液隔开。如果水泥浆与钻井液直接接触，钻井液将发生“水泥浸”。水泥浆受钻井液污染而产生粘稠的团块状絮凝物质，将粘附在套管和井壁上，不容易顶替干净。特别在套管偏心时的窄隙里，将形成滞留区，而严重影响固井质量。水泥浆受污染后，流动性能降低，粘度和动切力上升，会使固井泵压升高，甚至发生井漏，影响固井作业的正常施工，甚至水泥浆顶替不到预定位置，而且凝固后的水泥石抗压强度和界面胶结强度都将大幅度降低。
目前，用于固井泥浆的冲洗液种类虽多，都存在一定的局限性，如与泥浆和水泥浆相容性差、耐温性能差、冲洗效率低、界面胶结能力不强、不能同时适用油井和水基泥浆等。
发明内容
本发明的目的是提供一种水基和油井泥浆两用的有机无机复合冲洗液及其制备方法和用途，与泥浆有很好的相容性，能够有效的冲洗套管壁，提高水泥浆和套管的界面胶结强度和顶替效率，提供固井质量。
本发明的目的是这样实现的：一种有机无机复合冲洗液，采用聚山梨酯-80、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、硅酸钠、焦磷酸钠和水为原料制备而成，各原料的质量百分比分别为：
Figure BDA00001924916300011
余量为水。
所述烷基酚聚氧乙烯醚为壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚中的一种。
上述有机无机复合冲洗液的制备方法，包括以下步骤：按上述的质量比先在清水中加入焦磷酸钠均匀搅拌使之充分溶解，再加入硅酸钠搅拌10-20分钟，升温至50℃后再分别加入聚山梨酯-80、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠搅拌30-40分钟。
上述有机无机复合冲洗液在冲洗油基泥浆和水基泥浆中的用途。
本发明的优点和特点：
1、冲洗效率高，提高水泥浆与套管的界面胶结强度。
2、对油基和水基泥浆均可适用。
3、与水泥浆有很好的相容性，不会使水泥浆发生变稠、絮凝、闪凝等现象。
4、对套管和井壁的粘附力小，利于被水泥浆替走。
5、适用温度范围较宽，一般为50-200℃左右。
6、抗盐性能好，在盐水中仍具有很好的冲洗效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
本发明的有机无机复合冲洗液，采用聚山梨酯-80、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、硅酸钠、焦磷酸钠和水为原料制备而成，各原料的质量百分比分别为：
Figure BDA00001924916300022
Figure BDA00001924916300031
余量为水。
所述烷基酚聚氧乙烯醚为壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚中的一种。
上述有机无机复合冲洗液的制备方法，包括以下步骤：按上述的质量比先在清水中加入焦磷酸钠均匀搅拌使之充分溶解，再加入硅酸钠搅拌10-20分钟，升温至50℃后再分别加入聚山梨酯-80、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠搅拌30-40分钟。
上述有机无机复合冲洗液在冲洗油基泥浆和水基泥浆中的用途。
为了理解本发明，下面以实施例进一步说明本发明，但不限制本发明。
实施例1
取30g清水，加入7g焦磷酸钠均匀搅拌使之充分溶解，再加入15g硅酸钠搅拌10分钟，升温至50℃后再分别加入25g聚山梨酯-80、15g辛基酚聚氧乙烯醚、8g十二烷基苯磺酸钠搅拌30-40分钟，得到有机无机复合冲洗液样品1。
实施例2
取26g清水，加入10g焦磷酸钠均匀搅拌使之充分溶解，再加入20g硅酸钠搅拌15分钟，升温至50℃后再分别加入20g聚山梨酯-80、14g辛基酚聚氧乙烯醚、10g十二烷基苯磺酸钠搅拌30-40分钟，得到有机无机复合冲洗液样品2。
实施例3
取32g清水，加入5g焦磷酸钠均匀搅拌使之充分溶解，再加入18g硅酸钠搅拌20分钟，升温至50℃后再分别加入30g聚山梨酯-80、10g壬基酚聚氧乙烯醚、5g十二烷基苯磺酸钠搅拌30-40分钟，得到有机无机复合冲洗液样品3。
实施例4本发明有机无机复合冲洗液性能评价
按照标准SY/T5374-2000油气井注水泥前置液使用方法对冲洗液进行性能评价。
（1）冲洗效率实验
试验泥浆从现场取水基钻井液和油基钻井液，实验仪器选用六速旋转粘度计。实验方法如下：
①取下旋转粘度计的外转桶，称其重量为W（克）
②将外转桶刻度线以下部分用毛刷均匀涂抹钻井液，称取粘有钻井液的外转桶重量为W1（克）。
③把粘有钻井液的外转桶放入盛有冲洗液的样品杯中，以300r/min的转速旋转5min后，取出称重W2（克）。
其清洗效率η为：η=（W1-W2）/（W1-W）×100%
表1  常温下冲洗液冲洗效果数据表
Figure BDA00001924916300041
试验数据表明，该冲洗液对水基钻井液和油基钻井液都有很好的冲洗效果。
（2）抗温性试验
配制冲洗液1000g，利用高温高压稠化仪，分别在120℃、150℃和180℃温度下搅拌120分钟，降温到100℃取出，对其进行冲洗效率试验，结果如表2所示。
表2  冲洗液耐温性试验数据表
Figure BDA00001924916300042
Figure BDA00001924916300051
试验数据表明，该冲洗液在120-180℃下搅拌120分钟后，对钻井液仍然具有很好的冲洗效果，说明该冲洗液具有很好的耐温性和化学稳定性。
（3）流变性相容试验
钻井液从现场取，水泥浆按API规范配制，试验数据表如表2所示。
表3  钻井液、水泥浆和冲洗液的流变相容性数据表
Figure BDA00001924916300052
试验数据表明，冲洗液以不同比例与钻井液、水泥浆混合，混合物的视粘度明显降低，表明流变相容性好。
（4）稠化时间相容试验
对混有不同比例冲洗液的水泥浆按照GB10238规定进行稠化时间试验，数据如表3所示。
表4  冲洗液对稠化时间的影响
Figure BDA00001924916300061
试验数据表明，按不同比例配制的混合样品，其稠化时间略高于纯水泥浆的稠化时间，随冲洗液比例的增大，稠化时间增幅不是太大，冲洗液不会使水泥浆发生变稠、絮凝、闪凝等现象。
室内评价试验数据表明，所研制的有机无机复合冲洗液冲洗效率高、对油基和水基钻井液均可适用、与钻井液和水泥浆有很好的相容性、有利于提高固井质量。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (4)

1.一种有机无机复合冲洗液，其特征在于，采用聚山梨酯-80、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、硅酸钠、焦磷酸钠和水为原料制备而成，各原料的质量百分比分别为：
Figure FDA00001924916200011
余量为水。
2.根据权利要求1所述的有机无机复合冲洗液，其特征在于，所述烷基酚聚氧乙烯醚为壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚中的一种。
3.如权利要求1所述的有机无机复合冲洗液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按所述的质量比先在清水中加入焦磷酸钠均匀搅拌使之充分溶解，再加入硅酸钠搅拌10-20分钟，升温至50℃后再分别加入聚山梨酯-80、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠搅拌30-40分钟。
4.如权利要求1所述的有机无机复合冲洗液在冲洗油基泥浆和水基泥浆中的用途。
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