CN103589412A - 一种页岩气开发油基钻井液泥饼清洗液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种页岩气开发油基钻井液泥饼清洗液，属石油钻井工程化学剂技术领域，其特征在于其组成为清洗剂、加重剂、水；各组分的重量百分比为：清洗剂：10%—30%；加重剂：0%—60%；水：余量；清洗剂由非离子表面活性剂与互溶剂组成，非离子表面活性剂与互溶剂的重量比为1:9-9:1；非离子表面活性剂为脂肪酸聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧丙烯脂肪酸酯等；互溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇等；加重剂为超细铁矿粉粉末，密度为4.90-5.20g/cm³。本发明的清洗液，具有较低的粘度，能够形成紊流顶替，能够有效清除附着在井壁的油基泥浆泥饼，改变井壁的水润湿情况，具有密度可调范围广，清洗效果好，有利于提高固井质量的特点。

Description

一种页岩气开发油基钻井液泥饼清洗液

技术领域：

本发明涉及一种页岩气开发油基钻井液泥饼清洗液，属石油钻井工程化学剂技术领域。

背景技术：

在页岩气开发的过程中，普遍使用油基钻井液技术和分段压裂技术；分段压裂工艺技术对固井质量提出了很高的要求，而油基钻井液与固井水泥浆是不相容的，固井质量不容易控制。

在固井施工中，如果固井水泥浆与油基钻井液直接接触，固井水泥浆将受到油基钻井液的污染而产生粘稠的团状絮凝物质。固井水泥浆被钻井液污染后，流动性能降低，粘度和动切力上升，特别是动切力上升更为显著。这样将导致固井泵压升高，甚至发生井漏，影响固井作业的正常进行，最终导致固井质量不合格。因此，必须采用固井前置清洗液，清洗液主要是用于稀释钻井液，把钻井液与固井水泥浆隔开，并冲刷井壁，改善井壁的水润湿情况，提高顶替效率和固井二界面的胶结质量。

对于采用油基钻井液钻成的井眼，会在井壁形成一层致密的油基钻井液泥饼，如果泥饼清除不彻底，将导致固井水泥浆与井壁胶结不良，影响固井质量，甚至出现固井失败，导致油气水窜等问题的发生。而在一些特殊钻井条件下，需要非常高的密度来平衡地层压力，这就造成了清洗液的粘度与密度之间的矛盾，清洗液需要紊流冲刷才能够达到清洗的目的，而在高密度条件下实现较低的粘度将是非常困难的。

发明内容：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种页岩气开发油基钻井液泥饼清洗液，具有较低的粘度，能够形成紊流顶替，能够有效清除附着在井壁的油基泥浆泥饼，改变井壁的水润湿情况，具有密度可调范围广，清洗效果好，有利于提高固井质量的特点。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。

本发明所提供的一种页岩气开发油基钻井液泥饼清洗液，其组成为清洗剂、加重剂、水；其中各组分的重量百分比为：

清洗剂：10%--30%；

加重剂：0%--60%；

水：余量；

所述的清洗剂由非离子表面活性剂与互溶剂组成，非离子表面活性剂与互溶剂的重量比为1:9-9:1；

所述的非离子表面活性剂为脂肪酸聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧丙烯脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、烯丙醇聚氧烷基醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、硬脂酸聚氧乙烯酯，可单独使用，也可以复配使用；

所述的互溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、二乙二醇单丁醚、一元脂肪醇、多元脂肪醇、多元脂肪醚，可单独使用，也可以复配使用；

所述的加重剂为超细铁矿粉粉末，密度为4.90-5.20g/cm³，粒度为400目、500目、800目、1000目、1200目、1500目、1800目、2000目，可单独使用，也可以复配使用。

本发明与现有的技术相比具有如下有益效果：

1、本发明所提供的油基钻井液泥饼清洗液具有较低的粘度，能够形成紊流顶替，达到清洗的目的。

2、本发明所提供的油基钻井液泥饼清洗液的密度可调范围广，密度从1.00g/cm³―2.00g/cm³之间可调，能够满足不同井底压力条件下的清洗需要。

3、本发明所提供的油基钻井液泥饼清洗液能够有效清除附着在井壁的油基泥浆泥饼，改变井壁的水润湿情况，清洗效果好，清洗效率达到了90%以上，有利于提高固井质量。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：

本发明所提供的一种页岩气开发油基钻井液泥饼清洗液，其中各组分的重量百分比为：清洗剂：20%；水：80%；

所述的清洗剂由非离子表面活性剂与互溶剂组成，非离子表面活性剂与互溶剂的重量比为1:3；

所述的非离子表面活性剂为脂肪酸聚氧乙烯醚与烷基酚聚氧乙烯醚复配使用，重量比为1:1；

所述的互溶剂为甲醇与二乙二醇单丁醚复配使用，重量比为1:1。

实施例2：

本发明所提供的一种页岩气开发油基钻井液泥饼清洗液，其中各组分的重量百分比为：清洗剂：10%；加重剂：40%；水：50%；

所述的清洗剂由非离子表面活性剂与互溶剂组成，非离子表面活性剂与互溶剂的重量比为1:1；

所述的非离子表面活性剂为烯丙醇聚氧烷基醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、硬脂酸聚氧乙烯酯三者复配使用，重量比为1:1:1；

所述的互溶剂为甲醇、异丙醇复配使用，重量比为1:1；

所述的加重剂为超细铁矿粉粉末，密度为5.02g/cm³，粒度为1200目。

对比例1：

和本发明进行实验对比的清洗液，其中各组分的重量百分比为：水100%。对比例2：

和本发明进行实验对比的清洗液，其中各组分的重量百分比为：加重剂：40%；水：60%；加重剂为钻井液常用的重晶石。

实验方法：

采用下述实验程序评价清洗液的清洗效率：

1、将配制好的油基钻井液按高温高压失水的方法进行压制泥饼；

2、用橡皮筋将泥饼固定在六速旋转粘度计的外筒上；

3、将配制好的清洗液装入清洗杯中，打开粘度计开关，在固定转速下旋转固定的时间后，取出泥饼，查看泥饼的清洗效果，并拍照；

清洗效率通过下述公式来计算：

$A=\frac{G_1-G_2}{G_1-G_0}\×100\%$

式中：A—清洗效率，%；

G₀—转筒和滤纸质量，g；

G₁—压泥饼后转筒和滤纸的质量，g；

G₂—泥饼清洗后转筒和滤纸的质量，g。

采用下述实验程序评价清洗液的沉降稳定性：

在500mL量筒内倒入450mL清洗液，静置2h后测定其上下密度差。

表1清洗液的清洗效果表。

从上表可以看出，实施例的上下密度差较好，仅为0.02g/cm3；而对比例2的上下密度差达到了0.25g/cm3,容易发生沉降，在现场施工时容易引发安全事故；实施例的清洗效率达到了90%以上，具有非常好的泥饼清洗效果；而对比例清洗效率在20%以下，清洗效果较差，不足以清洗井壁的泥饼。

Claims (2)

1.一种页岩气开发油基钻井液泥饼清洗液，其特征在于其组成为清洗剂、加重剂、水；其中各组分的重量百分比为：

清洗剂：10%--30%；

加重剂：0%--60%；

水：余量；

所述的清洗剂由非离子表面活性剂与互溶剂组成；

所述的非离子表面活性剂为脂肪酸聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧丙烯脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、烯丙醇聚氧烷基醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、硬脂酸聚氧乙烯酯，可单独使用，也可以复配使用；

所述的互溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、二乙二醇单丁醚、一元脂肪醇、多元脂肪醇、多元脂肪醚，可单独使用，也可以复配使用；

所述的加重剂为超细铁矿粉粉末，密度为4.90-5.20g/cm³，粒度为400目、500目、800目、1000目、1200目、1500目、1800目、2000目，可单独使用，也可以复配使用。

2.根据权利要求1所述的一种页岩气开发油基钻井液泥饼清洗液，其特征在于清洗剂由非离子表面活性剂与互溶剂组成，非离子表面活性剂与互溶剂的重量比为1:9-9:1。