CN103756654B - 抗盐高密度隔离液及其制备方法 - Google Patents

抗盐高密度隔离液及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103756654B
CN103756654B CN201410021059.9A CN201410021059A CN103756654B CN 103756654 B CN103756654 B CN 103756654B CN 201410021059 A CN201410021059 A CN 201410021059A CN 103756654 B CN103756654 B CN 103756654B
Authority
CN
China
Prior art keywords
insulating liquid
salt high
sodium
weight
density insulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410021059.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103756654A (zh
Inventor
刘文明
付家文
康洪长
宋国平
侯占东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Petroleum Corp
CNPC Bohai Drilling Engineering Co Ltd
Original Assignee
CNPC Bohai Drilling Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CNPC Bohai Drilling Engineering Co Ltd filed Critical CNPC Bohai Drilling Engineering Co Ltd
Priority to CN201410021059.9A priority Critical patent/CN103756654B/zh
Publication of CN103756654A publication Critical patent/CN103756654A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103756654B publication Critical patent/CN103756654B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/40—Spacer compositions, e.g. compositions used to separate well-drilling from cementing masses

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)

Abstract

本发明公开了一种抗盐高密度隔离液及其制备方法，该种抗盐高密度隔离液是由按重量份计的下列组分制得：100份水、2～20份悬浮剂、0.5～5.0份增粘剂、0.1～5份稀释剂、2～15份降失水剂、0～5份缓凝剂、0～36份NaCl、30～360份加重剂及0.1～0.5份消泡剂，其中所述增粘剂为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N,N-二甲基丙烯酰胺/对苯乙烯磺酸钠/N,N-亚甲基双丙烯酰胺的四元共聚物。所述抗盐高密度隔离液的制备方法是按比例按次序将上述物质混合均匀即可。该抗盐高密度隔离液在盐水条件下性能稳定，其密度为1.50～2.60g/cm3，适用于30～160℃范围内使用，且制备方法简单，对水质无特殊要求。

Description

抗盐高密度隔离液及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油固井领域，特别涉及一种抗盐高密度隔离液及其制备方法。
背景技术
在固井作业中，需要用水泥浆驱替钻井液，在井壁与套管之间形成水泥环以起到支撑套管、封固地层的作用。然而，水泥浆体系与大多数钻井液体系相容性差，顶替过程中水泥浆与钻井液混合后，混浆段流体形成胶凝结构，令摩阻增大、导致泵压提高，促使薄弱地层增加压漏的风险。钻井液中的一些化学成分还可能缩短水泥浆的稠化时间，造成施工作业不能顺利进行，甚至失败。针对以上问题，目前常用的方法是在钻井液和水泥浆之间注入隔离液，隔离钻井液与水泥浆，防止两种液体的接触污染。
然而随着石油钻探工程的发展，各种复杂地层固井问题逐渐出现。盐膏层是近年来国内外油田常见的复杂地层，国内的新疆塔里木、长庆等油田、国外伊拉克哈法亚地区等均钻遇过盐膏层。目前，针对盐膏层固井的钻井液和水泥浆研究比较系统。但是相应的隔离液体系研究还不够成熟。传统的隔离液体系在盐水条件下的稳定性较差。
发明内容
为了解决现有固井隔离液在盐水条件下稳定性差的问题，本发明提供了一种抗盐、高密度隔离液及其制备方法，该制备方法简单，制得的隔离液在盐水条件下性能稳定，其密度为1.50～2.60g/cm3，适用于在30～160℃范围内使用。
为此，本发明的技术方案如下：
一种抗盐高密度隔离液，由按重量份计的下列组分制得：
其中，所述悬浮剂由100重量份钠基膨润土、1～3份黄原胶、0.1～0.5份碳酸钠和2～10份羧甲基纤维素混合而成；
所述增粘剂为由20～60重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、20～60重量份的N,N-二甲基丙烯酰胺、2～10重量份的对苯乙烯磺酸钠和0.1～1重量份的N,N-亚甲基双丙烯酰胺在40～70℃、经0.05～0.2重量份的硫酸铵作为引发剂发生自由基聚合反应，制得的分子量为100～300万的四元共聚物；
所述稀释剂为木质素磺酸钠或磺甲基五倍子酸钠；
所述降失水剂为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/丙烯酸共聚物；
所述缓凝剂为甲撑磷酸衍生物或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/衣康酸共聚物。
所述降失水剂为BXF-200L降失水剂、G33S降失水剂或DRF-120L降失水剂；优选天津中油渤星工程科技股份有限公司生产的BXF-200L降失水剂、卫辉市化工有限公司生产的G33S降失水剂或中国石油集团钻井工程技术研究院生产的DRF-120L降失水剂。
所述缓凝剂为BXR-200L缓凝剂、BCR-300L缓凝剂、GH-9缓凝剂或HX-31L缓凝剂；优选天津中油渤星工程科技股份有限公司生产的BXR-200L或BCR-300L缓凝剂、卫辉市化工有限公司生产的GH-9缓凝剂或成都欧美科石油科技股份有限公司生产的HX-31L缓凝剂。
所述消泡剂为磷酸三丁酯。
所述加重剂为重晶石或铁矿粉。
所述重晶石和铁矿粉的粒径大小为120～350目。
如前所述抗盐高密度隔离液的制备方法，包含以下步骤：先在水中按比例加入所述悬浮剂、增粘剂，搅拌30～60min，再向其中加入所述稀释剂、降失水剂和缓凝剂，搅拌5～20min，然后加入氯化钠，待氯化钠完全溶解后加入所述加重剂，搅拌均匀，最后加入所述消泡剂搅拌均匀，即得所述抗盐高密度隔离液。本发明对选用的水并无特殊要求。
本发明与现技术相比，具有以下优点：①隔离液密度在1.50g/cm3～2.60g/cm3范围内可以调节，能保证高压井、深井超深井井底压力平衡；②抗盐效果好，可抗盐至饱和；③加入高分子量交联2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N,N-二甲基丙烯酰胺/对苯乙烯磺酸钠/N,N-亚甲基双丙烯酰胺四元共聚物，提高隔离液在盐水条件的稳定性；④化学兼容性好，隔离液抗污染能力强，与钻井液、水泥浆掺混后流体的性能无不良变化，符合工程性能要求。
附图说明
图1为2.25g/cm3水泥浆在60℃、46MPa条件下的稠化曲线；
图2为2.25g/cm3水泥浆与实施例3得到的隔离液1:1混合后在60℃、46MPa条件下的稠化曲线。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
首先向100重量份的清水中加入5重量份的悬浮剂和0.8重量份的增粘剂，搅拌30分钟；再向其中加入2重量份的木质素磺酸钠、8重量份天津中油渤星工程科技股份有限公司生产的BXF-200L降失水剂和2.5重量份天津中油渤星工程科技股份有限公司生产的甲撑磷酸衍生物类缓凝剂BXR-200L搅拌8分钟，其次加入10重量份NaCl，搅拌至全部溶解，然后加入60重量份重晶石并搅拌2小时，最后加入0.2重量份磷酸三丁酯，搅拌均匀即得密度为1.50g/cm3的抗盐高密度隔离液。
其中：悬浮剂由100重量份的钠基膨润土、1重量份的黄原胶、0.3重量份的碳酸钠和5重量份的羧甲基纤维素混合均匀制得。
所述增粘剂由40重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、40重量份的N,N-二甲基丙烯酰胺、4重量份的对苯乙烯磺酸钠和0.5重量份的N,N-亚甲基双丙烯酰胺在60℃条件下，经0.1份硫酸铵作为引发剂发生自由基聚合反应，制得分子量为198万的四元共聚物。
实施例2
首先向100重量份的清水中加入6重量份的悬浮剂和1.2重量份的增粘剂，搅拌40分钟；再向其中加入2重量份的木质素磺酸钠、8重量份天津中油渤星工程科技股份有限公司生产的BXF-200L降失水剂和6重量份卫辉市化工有限公司生产的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/衣康酸类共聚物缓凝剂GH-9搅拌12分钟，其次加入15重量份NaCl，搅拌至全部溶解，然后加入110重量份重晶石并搅拌2小时，最后加入0.2重量份磷酸三丁酯，搅拌均匀即得密度为1.80g/cm3的抗盐高密度隔离液。
其中：悬浮剂由100重量份的钠基膨润土、1重量份的黄原胶、0.3重量份的碳酸钠和5重量份的羧甲基纤维素混合均匀制得。
所述增粘剂由50重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、50重量份的N,N-二甲基丙烯酰胺、8重量份的对苯乙烯磺酸钠和0.9重量份的N,N-亚甲基双丙烯酰胺在70℃条件下，经0.18份硫酸铵作为引发剂发生自由基聚合反应，制得分子量为280万的四元共聚物。
实施例3
首先向100重量份的清水中加入10重量份的悬浮剂和3重量份的增粘剂，搅拌55分钟；再向其中加入4重量份的磺甲基五倍子酸钠、8重量份天津中油渤星工程科技股份有限公司生产的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/丙烯酸类聚合物降失水剂BXF-200L降失水剂和2.5重量份天津中油渤星工程科技股份有限公司生产的甲撑磷酸衍生物类缓凝剂BCR-300L缓凝剂，搅拌20分钟，其次加入15重量份NaCl，搅拌至全部溶解，然后加入260重量份重晶石并搅拌2小时，最后加入0.2重量份磷酸三丁酯，搅拌均匀即得密度为2.20g/cm3的抗盐高密度隔离液。
其中：悬浮剂由100重量份的钠基膨润土、1重量份的黄原胶、0.3重量份的碳酸钠和5重量份的羧甲基纤维素混合均匀制得。
所述增粘剂由23重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、23重量份的N,N-二甲基丙烯酰胺、2重量份的对苯乙烯磺酸钠和0.2重量份的N,N-亚甲基双丙烯酰胺在45℃条件下，经0.05份硫酸铵作为引发剂发生自由基聚合反应，制得分子量为120万的四元共聚物。
对比例
首先向100重量份的清水中加入10重量份的悬浮剂搅拌55分钟；再向其中加入4重量份的磺甲基五倍子酸钠、8重量份天津中油渤星工程科技股份有限公司生产的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/丙烯酸类聚合物降失水剂BXF-200L降失水剂和2.5重量份天津中油渤星工程科技股份有限公司生产的甲撑磷酸衍生物类缓凝剂BXR-200L缓凝剂，搅拌20分钟，其次加入15重量份NaCl，搅拌至全部溶解，然后加入260重量份重晶石并搅拌2小时，最后加入0.2重量份磷酸三丁酯，搅拌均匀即得密度为2.20g/cm3的抗盐高密度隔离液。
其中：悬浮剂由100重量份的钠基膨润土、1重量份的黄原胶、0.3重量份的碳酸钠和5重量份的羧甲基纤维素混合均匀制得。
与实施例三相比，对比例中未加入增粘剂。
性能测定
隔离液的流变性能采用范式六速旋转粘度计测定结果见表1；悬浮稳定性按以下方法测定：简易井筒中加入约1000mL隔离液，在试验温度下静置4h后测定上下密度差；隔离液与钻井液、水泥浆的相容性评价参照API规范10测定；隔离液对水泥浆稠化时间的影响采用高温高压稠化仪直接测定。
如表1所示，本发明固井用抗盐、高密度隔离液，流变参数n均大于0.7，稠度系数K很小，具有优异的流变性能；在不同温度下静置4h后，上下密度差较小，表明其具有良好的沉降稳定性。
表1隔离液沉降稳定性
如表2所示，本发明固井用抗盐、高密度隔离液与钻井液、水泥浆具有较好的相容性。
如图1、2所示，本发明固井用抗盐、高密度隔离液对水泥浆的稠化时间无不良影响，满足固井施工要求。
表2隔离液与钻井液、水泥浆的相容性
注：实验中所用泥浆为密度为2.15g/cm3的无机盐泥浆；隔离液为实施例3制得的隔离液；水泥浆密度为2.25/cm3。
由实施例3与对比例可见，本发明中加入高分子量的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N,N-二甲基丙烯酰胺/对苯乙烯磺酸钠/N,N-亚甲基双丙烯酰胺四元共聚物，该聚合物具有提粘、抗盐、耐高温的作用。加入该聚合物后隔离液的稳定性明显提高。结果如表3所示。
表3隔离液的稳定性
试验温度 n值 K（Pa·sn） 密度差/4h（g/cm3） 析水
实施例3 室温 0.825 0.295 0.005 ≤0.5%
对比例 室温 0.951 0.203 0.135 15%

Claims (5)

1.一种抗盐高密度隔离液，其特征在于：由按重量份计的下列组分制得：
其中，所述悬浮剂由100重量份钠基膨润土、1～3份黄原胶、0.1～0.5份碳酸钠和2～10份羧甲基纤维素混合而成；
所述增粘剂为由20～60重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、20～60重量份的N,N-二甲基丙烯酰胺、2～10重量份的对苯乙烯磺酸钠和0.1～1重量份的N,N-亚甲基双丙烯酰胺在40～70℃、经0.05～0.2重量份的硫酸铵作为引发剂发生自由基聚合反应，制得的分子量为100～300万的四元共聚物；
所述稀释剂为木质素磺酸钠或磺甲基五倍子酸钠；
所述降失水剂为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/丙烯酸共聚物；
所述缓凝剂为甲撑磷酸衍生物或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/衣康酸共聚物。
2.如权利要求1所述的抗盐高密度隔离液，其特征在于：所述消泡剂为磷酸三丁酯。
3.如权利要求1所述的抗盐高密度隔离液，其特征在于：所述加重剂为重晶石或铁矿粉。
4.如权利要求3所述的抗盐高密度隔离液，其特征在于：所述重晶石和铁矿粉的粒径大小为120～350目。
5.如权利要求1所述抗盐高密度隔离液的制备方法，其特征在于包含以下步骤：先在水中按比例加入所述悬浮剂、增粘剂，搅拌30～60min，再向其中加入所述稀释剂、降失水剂和缓凝剂，搅拌5～20min，然后加入氯化钠，待氯化钠完全溶解后加入所述加重剂，搅拌均匀，最后加入所述消泡剂搅拌均匀，即得所述抗盐高密度隔离液。
CN201410021059.9A 2014-01-16 2014-01-16 抗盐高密度隔离液及其制备方法 Active CN103756654B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410021059.9A CN103756654B (zh) 2014-01-16 2014-01-16 抗盐高密度隔离液及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410021059.9A CN103756654B (zh) 2014-01-16 2014-01-16 抗盐高密度隔离液及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103756654A CN103756654A (zh) 2014-04-30
CN103756654B true CN103756654B (zh) 2016-06-08

Family

ID=50523986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410021059.9A Active CN103756654B (zh) 2014-01-16 2014-01-16 抗盐高密度隔离液及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103756654B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104564022A (zh) * 2014-09-03 2015-04-29 北京石大博诚科技有限公司 一种bosw超微试油液施工方法
CN104830294B (zh) * 2015-01-20 2017-12-05 西南石油大学 一种耐高温抗污染固井隔离液及其制备方法
CN104962259A (zh) * 2015-05-29 2015-10-07 成都欧美克石油科技有限公司 一种油基泥浆固井用双效隔离液及其制备方法
CN107338027A (zh) * 2017-06-07 2017-11-10 常州杰轩纺织科技有限公司 一种隔离液及其制备方法
CN107915455B (zh) * 2017-10-20 2020-10-27 新疆维吾尔自治区煤田灭火工程局 灌浆填充用的复合悬砂剂及其制备和使用方法
CN108441194A (zh) * 2018-03-27 2018-08-24 长江大学 一种合成基钻井液固井前井壁的清洗方法及使用的固井前置液

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102212352A (zh) * 2010-04-12 2011-10-12 长江大学 一种防气窜非渗透胶乳固井水泥浆
CN102746836A (zh) * 2012-07-30 2012-10-24 廊坊古莱特石油技术有限公司 一种油气田固井自愈合水泥浆

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102212352A (zh) * 2010-04-12 2011-10-12 长江大学 一种防气窜非渗透胶乳固井水泥浆
CN102746836A (zh) * 2012-07-30 2012-10-24 廊坊古莱特石油技术有限公司 一种油气田固井自愈合水泥浆

Also Published As

Publication number Publication date
CN103756654A (zh) 2014-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103756654B (zh) 抗盐高密度隔离液及其制备方法
CN103555304B (zh) 一种油基冲洗隔离液及其制备方法
US8258085B2 (en) Oil-well cement fluid loss additive compostion
CN104558217B (zh) 钻井液用交联淀粉及其制备方法
CN105001841B (zh) 提高油基钻井液固井质量的乳化冲洗隔离液及其制备方法
CN104449606B (zh) 一种抗高温固井用隔离液及制备方法
CN101429424B (zh) 强抑制性双钾离子—聚合物钻井液
CN103224774B (zh) 表面活性剂为悬浮剂的双效固井前置液
CN108659801A (zh) 抗248℃超高温的低密度水基钻井液及其制备方法与应用
CN104927805A (zh) 一种适用于陆相沉积敏感性页岩地层的高密度水基钻井液
CN104263339A (zh) 油基钻井液井筒完井清洗液及其制备方法
CN105623628A (zh) 一种超高密度油基钻井液及其配制方法
CN107418536A (zh) 一种抗高温、防气窜、高密度固井水泥浆及其制备方法
CN103923628B (zh) 一种小井眼单通道固井用低粘柔性水泥浆
CN106318352A (zh) 驱油型冲洗隔离液及制备方法
CN113416272B (zh) 一种纳米乳液封堵剂的合成及油基钻井液
CN110452326A (zh) 水基钻井液用包被剂及其制备方法
CN108949127A (zh) 低固相超高温水基钻井液及其制备方法
CN108003853A (zh) 一种强抑制性阳离子聚合物钻井液
CN109135696A (zh) 一种强悬浮稳定性高温高密度钻井液及其制备方法
CN105038732A (zh) 钻井液用润滑封堵剂及其制备方法和使用方法
CN108225878A (zh) 一种模拟页岩地层低渗透率的泥饼及其制备方法
CN104830294B (zh) 一种耐高温抗污染固井隔离液及其制备方法
CN105906248A (zh) 低温早强抗盐固井水泥浆体系
CN104419389B (zh) 一种用于稳定泥页岩地层的微纳米钻井液及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent for invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Liu Wenming

Inventor after: Fu Jiawen

Inventor after: Kang Hongchang

Inventor after: Song Guoping

Inventor after: Hou Zhandong

Inventor before: Liu Wenming

Inventor before: Fu Jiawen

Inventor before: Kang Hongchang

Inventor before: Song Guoping

Inventor before: Hou Zhandong

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201209

Address after: 100007 No. 9 North Main Street, Dongcheng District, Beijing, Dongzhimen

Patentee after: CHINA NATIONAL PETROLEUM Corp.

Patentee after: CNPC Bohai Drilling Engineering Co.,Ltd.

Address before: 300457 Tianjin Binhai New Area Development Zone Huanghai Road 106, Bohai Drilling Engineering Co., Ltd. science and Technology Development Office

Patentee before: CNPC Bohai Drilling Engineering Co.,Ltd.