CN103571443A - 油田固井用纤维冲洗隔离液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油田固井用纤维冲洗隔离液，隔离液的原料组分及重量含量如下：基液100份、抗裂纤维（0.2~0.4）份和石油磺酸钠（0.4~1.0）份；基液的原料组分及重量含量如下：清水92.5份、水玻璃（1.0~5.0）份和羟乙基纤维素（0.1~0.5）份。抗裂纤维为6~8mm长的聚丙烯纤维或2~4mm长的中碱玻璃纤维，或6~8mm长的聚丙烯纤维和2~4mm长的中碱玻璃纤维的组合。水玻璃为液体硅酸钠，其中硅酸钠的质量百分比为40%~48%，水玻璃模数为2.2~2.6。该油田固井用纤维冲洗隔离液具有冲洗效率高、适应性强等优点，适用于不同施工环境固井要求，有利于固井施工操作，制备工艺简单，产品性能稳定，冲洗效率高。

Description

油田固井用纤维冲洗隔离液
技术领域
本发明涉及一种油田固井用冲洗隔离液，更具体地说涉及一种油田固井用纤维冲洗隔离液，属于油田固井技术领域。 
背景技术
石油是现代文明和现代工业的血液，是世界各国经济和社会发展的助推器，但石油也是一种不可再生资源，长期开采利用使石油资源大幅减少。面对我国原油供需之间不断拉大的缺口和国内中高渗油气资源的枯竭，提高油气资源利用效率则显得尤为重要。油气井的产能主要取决于层间封隔程度，而层间封隔程度又决定于固井界面的密封程度。目前，油气井固井封固质量差主要由固井二界面胶结质量低所引起。固井二界面封固系统失效将导致以下问题：（1）油气井投产后的层间窜问题；（2）固井后管外冒油气水问题；（3）整个环空的“声变”问题；（4）固井界面的“声幅”问题。 
在固井作业中，为提高水泥浆顶替钻井液的效率，改善水泥环的胶结质量，提高二界面胶结质量，常在钻井液与水泥浆之间注入冲洗隔离液，其目的是（1）冲洗井壁及套管壁的泥浆和疏松泥饼，提高水泥环的胶结强度；（2）防止钻井液污染水泥浆；（3）稀释分散钻井液，防止钻井液絮凝和胶凝；（4）稀释改善水泥浆紊流效果和钻井液流动性能，提高顶替效率。 
固井过程中，如采用清水作为冲洗隔离液，环空静液柱压力低，其与泥浆、水泥浆的密度、粘度相差悬殊，易引起窜槽、油气侵等问题，达不到有效封隔的效果，且易导致井下水敏层段井壁坍塌。此外，随着国内油气田中、高渗油气资源日渐枯竭，深水井和高温高压井等复杂油气藏比例逐渐增大，常规的冲洗隔离液已不能满足油气藏固井质量要求。因此，急需开发一种性能稳定、冲洗效率高，且有利于油气藏固井质量提高的高效冲洗隔离液，从而提高油气资源的利用效率。 
水玻璃可根据碱金属的种类分为钠水玻璃和钾水玻璃，其分子式分别为Na2O.nSiO2和K2O.nSiO2式中的系数n称为水玻璃模数，是水玻璃中的氧化硅和碱金属氧化物的分子比。水玻璃模数越大，固体水玻璃越难溶于水，n为1时常温水即能溶解，n加大时需热水才能溶解， n大于3时需4个大气压以上的蒸汽才能溶解。水玻璃模数越大，氧化硅含量越多，水玻璃粘度增大，易于分解硬化，粘结力增大。 
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种冲洗效率高、性能稳定、流变性好的油田固井用纤维冲洗隔离液。 
为解决以上技术问题，本发明的一种油田固井用纤维冲洗隔离液，所述隔离液的原料组分及重量含量如下：基液100份、抗裂纤维（0.2~0.4）份和石油磺酸钠（0.4~1.0）份；所述基液的原料组分及重量含量如下：清水                    92.5份、水玻璃（1.0~5.0）份和羟乙基纤维素（0.1~0.5）份。 
相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：（1）本发明的油田固井用纤维冲洗隔离液具有冲洗效率高、适应性强等优点，适用于不同施工环境固井要求。（2）本发明的油田固井用纤维冲洗隔离液稳定性和流动性优异，有利于固井施工操作。（3）本发明的油田固井用纤维冲洗隔离液制备工艺简单，产品性能稳定。（4）本发明的油田固井用纤维冲洗隔离液中基液由清水、水玻璃和羟乙基纤维素配制而成，其中清水和水玻璃混合具有悬浮、冲洗井壁泥浆和改善胶结环境的作用，羟乙基纤维素具有高效悬浮、分散作用，可有效提高冲洗效率。（5）本发明的油田固井用纤维冲洗隔离液中的改性剂由抗裂纤维和石油磺酸钠配制而成，抗裂纤维不但具有冲刷井壁泥浆，起到高效冲洗的效果，且在冲洗井壁过程中附着于井壁，提高固井材料与井壁的胶结性能；石油磺酸钠具有清洗井壁油污，改善界面胶结环境的作用。（6）本发明的油田固井用纤维冲洗隔离液由基液和改性剂复配而成，基液在提高井壁泥浆冲洗效率的同时，有利于提高改性剂中纤维的分散能力，充分发挥纤维拖拽、刮刷井壁泥浆的作用；改性剂在提高基液清除井壁残存泥饼作用的同时，有效提高了冲洗隔离液去油污、净壁面的作用，两者有效结合，作用互补，可有效改善二界面胶结环境，提高油气井固井质量。（7）本发明的油田固井用纤维冲洗隔离液在保证高效冲洗效率的前提下，成分考虑了材料的使用成本，选用了分散效率高、去污能力强的羟乙基纤维素和石油磺酸钠，以保证该油田固井用纤维冲洗隔离液的推广应用。 
作为本发明的优选方案，所述抗裂纤维为6~8mm长的聚丙烯纤维。此长度范围的聚丙烯纤维价格低廉，抗拉强度高，弹性模量大，断裂伸长率适中，重量轻，抗酸碱性强，可以高效冲刷井壁泥浆的作用，且在冲洗井壁过程中附着于井壁，提高固井材料与井壁的胶结性能。 
作为本发明的优选方案，所述抗裂纤维为2~4mm长的中碱玻璃纤维。同上，此长度范围的中碱玻璃纤维价格低廉，抗拉强度高，弹性模量大，断裂伸长率适中，重量轻，抗酸碱性强，可以高效冲刷井壁泥浆的作用，且在冲洗井壁过程中附着于井壁，提高固井材料与井壁的胶结性能。 
作为本发明的优选方案，所述抗裂纤维为6~8mm长的聚丙烯纤维和2~4mm长的中碱玻璃纤维的组合。 
作为本发明的优选方案，所述水玻璃为液体硅酸钠，其中硅酸钠的质量百分比为40%~48%，水玻璃模数为2.2~2.6。水玻璃粘结力高，耐酸性好，水玻璃和清水混合具有悬浮、冲洗井壁泥浆和改善胶结环境的作用，模数为2.2~2.6的水玻璃既易溶于水又有较高的粘结力。 
具体实施方式
实施例一 
本发明油田固井用纤维冲洗隔离液的原料组分及重量含量如下：基液100份、抗裂纤维0.2份和石油磺酸钠0.4份。基液的原料组分及重量含量如下：清水92.5份、水玻璃1.0份和羟乙基纤维素0.1份。抗裂纤维为6mm长的聚丙烯纤维；抗裂纤维为2mm长的中碱玻璃纤维。水玻璃为液体硅酸钠，其中硅酸钠的质量百分比为40%，水玻璃模数为2.2。
实施例二 
本发明油田固井用纤维冲洗隔离液的原料组分及重量含量如下：基液100份、抗裂纤维0.3份和石油磺酸钠0.7份。基液的原料组分及重量含量如下：清水92.5份、水玻璃3.0份和羟乙基纤维素0.3份。抗裂纤维为7mm长的聚丙烯纤维；抗裂纤维为3mm长的中碱玻璃纤维。水玻璃为液体硅酸钠，其中硅酸钠的质量百分比为44%，水玻璃模数为2.4。
实施例三 
本发明油田固井用纤维冲洗隔离液的原料组分及重量含量如下：基液100份、抗裂纤维0.4份和石油磺酸钠1.0份。基液的原料组分及重量含量如下：清水92.5份、水玻璃5.0份和羟乙基纤维素0.5份。抗裂纤维为8mm长的聚丙烯纤维；抗裂纤维为4mm长的中碱玻璃纤维。水玻璃为液体硅酸钠，其中硅酸钠的质量百分比为48%，水玻璃模数为2.6。
实施例四 
本发明油田固井用纤维冲洗隔离液的原料组分及重量含量如下：基液100份、抗裂纤维0.3份和石油磺酸钠0.4份。基液的原料组分及重量含量如下：清水92.5份、水玻璃5.0份和羟乙基纤维素0.5份。抗裂纤维为6mm长的聚丙烯纤维和4mm长的中碱玻璃纤维各占一半。水玻璃为液体硅酸钠，其中硅酸钠的质量百分比为48%，水玻璃模数为2.6。
实施例五 
本发明油田固井用纤维冲洗隔离液的原料组分及重量含量如下：基液100份、抗裂纤维0.4份和石油磺酸钠1.0份。基液的原料组分及重量含量如下：清水92.5份、水玻璃1.0份和羟乙基纤维素0.3份。抗裂纤维为8mm长的聚丙烯纤维和2mm长的中碱玻璃纤维各占一半。水玻璃为液体硅酸钠，其中硅酸钠的质量百分比为48%，水玻璃模数为2.2。
对实施例一至实施例五的隔离液与清水在室温下做性能检测对比试验，结果如下： 
其中：
Figure 800106DEST_PATH_IMAGE002
相容性评价通过测试浆体粘度表征，其中泥浆与冲洗隔离液的体积比为1:1。
从试验结果可以看出，本发明的纤维冲洗隔离液（实例1~实例5）对泥浆的冲洗效率明显优于清水（对比实施例）。其中以实例4配方的纤维冲洗隔离液的性能最佳，其对水基泥浆和油基泥浆的冲洗效率为98.3%和91.6%，分别较清水的冲洗效率提高了106.5%和193.6%，且各实例纤维冲洗隔离液与泥浆的相容性好。此外，纤维的加入，可增大固井材料与地层的胶结力，提高二界面胶结性能。因此，将本发明的纤维冲洗隔离液应用于油气井固井可有效提高井壁泥饼的冲洗效率，改善二界面胶结质量，从而提高油气井固井质量。 
以上实施例中，聚丙烯纤维（又称PP纤维）选用要求为单丝纤维，其弹性模量≥3.5Gpa，抗拉强度为300-600MPa，断裂伸长率为15-20%，密度为0.91g/cm3，熔点为160-170℃，耐酸碱性强。 
中碱玻璃纤维的化学成分应符合ZB Q36002的规定，弹性模量≥74Gpa，抗拉强度为2500-2800MPa，断裂伸长率为4%-5%，耐酸碱性强耐酸性能好，耐高温、抗拉强度高，易于跟树脂结合。采用钠钙硅酸盐玻璃成份，其碱金属氧化物的含量为 11.9%-16.4%；拉制玻璃纤维原纱时，采用石蜡乳剂浸润剂，其含量不大于 2.2%。 
以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已，非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。 

Claims (5)

1.一种油田固井用纤维冲洗隔离液，其特征在于，所述隔离液的原料组分及重量含量如下：基液100份、抗裂纤维（0.2~0.4）份和石油磺酸钠（0.4~1.0）份；所述基液的原料组分及重量含量如下：清水92.5份、水玻璃（1.0~5.0）份和羟乙基纤维素（0.1~0.5）份。
2.根据权利要求1所述的油田固井用纤维冲洗隔离液，其特征在于：所述抗裂纤维为6~8mm长的聚丙烯纤维。
3.根据权利要求1所述的油田固井用纤维冲洗隔离液，其特征在于：所述抗裂纤维为2~4mm长的中碱玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的油田固井用纤维冲洗隔离液，其特征在于：所述抗裂纤维为6~8mm长的聚丙烯纤维和2~4mm长的中碱玻璃纤维的组合。
5.根据权利要求1所述的油田固井用纤维冲洗隔离液，其特征在于：所述水玻璃为液体硅酸钠，其中硅酸钠的质量百分比为40%~48%，水玻璃模数为2.2~2.6。
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