CN103849364A - 油基钻井液固井用冲洗液及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油基钻井液固井用冲洗液及制造方法；在70重量份淡水中加入1重量份悬浮剂，在4000rpm搅拌3分钟，溶解30分钟；加入1~3重量份螯合剂和1~6重量份清洗助剂，在4000rpm下搅拌10分钟；在搅拌速度4000rpm下于20秒内加入20重量份的固相颗粒搅拌1分钟；称取30重量份40℃淡水将5~15重量份清洗剂溶解水中，最后将清洗剂溶液与上述配液混合均匀，配制出冲洗液；该冲洗液具有较强的渗透作用和洗油特性等特点，冲洗井壁和套管壁上粘附着的油浆、油膜，提高其与水泥环的亲和性，增强水泥环与固井一、二界面胶结性能，能够与常规的水泥浆及油基钻井液相容，改善和提高钻井液体系的流变性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种油井注水泥用冲洗液，可用于固井注水泥作业中分隔钻井液和水泥浆，防止钻井液与水泥浆相互接触污染。
背景技术
冲洗液是提高固井质量的重要手段，由于水泥浆和钻井液的不相容，混合后将产生切力很高的絮凝物质，会严重破坏水泥环的胶结性能，尤其在使用高密度钻井液和油基钻井液时的高压油气井、复杂井和水平井固井中更为突出。油基钻井液是钻开不稳定地层的最好体系，但使用油基钻井液钻进时，井壁和套管壁上会粘附着一层油浆、油膜，与水泥环有明显的不亲和性，它将导致水泥环与固井一、二界面胶结性能较差，界面胶结强度几乎为零，这将严重影响固井质量及油田的勘探开发。
对于油基钻井液钻井，国内外很多成功的固井经验是先注入柴油或白油稀释油基钻井液，冲洗井壁和套管壁，然后注入与油基钻井液配套的冲洗液，溶解和冲刷粘附在套管和井壁上的油污及钻井液滤饼，从而提高水泥浆与接触界面的胶结能力。有时为了使界面充分水湿，在冲洗液之后，配合使用隔离液，进一步使井壁和套管壁由油湿变为水湿以利于和水泥浆胶结。
发明内容
本发明的目的是提供一种油基钻井液固井用冲洗液及制备方法，该方法制备的冲洗液体系有效地冲洗井壁和套管壁上粘附着的油浆、油膜，对钻井液滤饼具有的良好冲洗效果，可以提高顶替效率和水泥环胶结性能，保证固井质量。
本发明所述的油基钻井液固井用冲洗液：在70重量份淡水中加入1重量份悬浮剂，在4000rpm下搅拌3分钟，溶解30分钟；加入1~3重量份螯合剂和1~6重量份清洗助剂，在4000rpm下搅拌10分钟；在搅拌速度4000rpm下于20秒内加入20重量份的固相颗粒搅拌1分钟；称取30重量份40℃淡水将5~15重量份清洗剂溶解水中，最后将清洗剂溶液与上述配液混合均匀，配制出冲洗液。
制成的冲洗液：其中悬浮剂由100重量份粘度6000mPa.s的羟乙基纤维素与8重量份黄原胶组成；
螯合剂为聚乙烯吡咯烷酮；
清洗剂由100重量份壬基酚聚氧乙烯醚组成和20重量份十二烷基苯磺酸钠组成；
清洗助剂为多聚磷酸钠；
固相颗粒由100重量份二氧化硅微粉、10重量份粉煤灰和20重量份的600目矿渣组成。
冲洗液选用壬基酚聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂为清洗剂主剂，非离子型表面活性剂的亲水基端易吸附在油水界面、套管及井壁表面上。亲水基朝向水，表面充分润湿，使界面张力降低，油基钻井液在井壁或套管壁上的吸附能减小，有利于油污去除。随着非离子型表面活性剂在界面上的吸附，油基钻井液与套管壁或井壁的接触角越来越小，油基钻井液越来越易于除掉。随之非离子型表面活性剂对油基钻井液进行乳化、增溶过程。由于包裹油污粒子的活性剂乳珠带相同电荷，且吸附一层水化膜，因而油污粒子不易聚结。能均匀地分散于水溶液中，加上紊流冲洗作用，故能把套管壁和井壁上的油基钻井液和钻井液滤饼清洗掉。
冲洗液中加入悬浮剂不但可以悬浮体系中的固相颗粒，而且还可以起到增粘和悬浮从井壁与套管表面清洗下来的固相颗粒的作用；体系中的清洗助剂对于配置油基钻井液所用的白油和柴油具有溶解、清洗作用，对于附着在井壁和套管壁上的钻井液及钻井液滤饼有一定的润湿、乳化、分散和去污作用；冲洗液中所用的螯合剂—聚乙烯吡咯烷酮是一种非离子型高分子化合物，具有抗污垢再沉淀性能，常用于配制重污垢洗涤剂，冲洗液加入螯合剂可与油包水钻井液中的Ca2+、Mg2+、Fe3+等金属离子形成配位键，产生螯合作用，避免金属离子与表面活性剂反应而降低表面活性剂活性、使其产生沉淀等，另外，整合剂还具有协同增效、辅助冲洗的功能。
冲洗液固相颗粒中引入活性加重材料，基于固井液水化反应过程中激发作用的刺激，使得冲洗液在一定的条件下或周期内自身可形成高强度的固化体。冲洗液的这种特性不但能有效地预冲刷钻井液滤饼和套管表面，而且可以使得井内各界面形成具有水化活性的表面，从而增强固井液与井壁、套管壁的亲合性，保证了固井双界面的胶结强度与质量。
本发明与现有技术相比的有益效果：
1、冲洗液体系中加入固相颗粒对井壁和套管壁上附着的钻井液滤饼具有的良好物理冲刷作用；
2、体系稳定，随温度升高无明显变化；
3、与常规钻井液、水泥浆体系具有良好的相容性，能够有效的稀释和冲洗钻井液，防止水泥浆与钻井液产生混浆。
附图说明
图1冲洗液体系流变曲线。
具体实施方式：
实施例1
按100重量份淡水、5重量份清洗剂、3重量份清洗助剂、1重量份螯合剂、1重量份悬浮剂、20重量份加重剂进行配制。
称量70重量份淡水，在4000rpm下加入1重量份悬浮剂搅拌3分钟，溶解30分钟；在4000rpm下加入1重量份螯合剂和3重量份清洗助剂搅拌10分钟；在搅拌速度为4000rpm下于20秒内加入20重量份的固相颗粒搅拌1分钟；称取30重量份40℃淡水将5重量份清洗剂溶解水中，最后将清洗剂溶液与上述配液混合均匀，配制出冲洗液。
实测冲洗液密度为1.1g/cm3，为了测试冲洗剂体系的流变性及耐温性，将配制的冲洗液倒入常压稠化仪中在25℃下搅拌20分钟，取出，用六速旋转粘度计测量其流变性。此外按照上述配制方法另制备另2组冲洗液，将冲洗液同样放入常压稠化仪中分别在60℃、90℃下搅拌20分钟，然后用同样的方法测量其流变性。并绘制出不同温度下的剪切速率与剪切力的关系曲线（如图1），从图中可以明显看出随着温度的升高，冲洗液体系表观粘度降低，但变化很小，说明该体系
表1冲洗液体系流变性能
将冲洗液与钻井液按照不同的体积比例混合，将混液倒入常压稠化仪中在25℃下搅拌20分钟，取出，用六速旋转粘度计测量其流变性。随着冲洗液比例的增加，混浆稠度系数、塑性粘度明显降低，说明冲洗液能够有效地稀释钻井液液体系，虽然混浆的动切力逐渐降低，但还能保证体系的稳定性，实验结果表明，冲洗液体系与油基钻井液体系有非常好的流变相容性。
表2冲洗液与油基钻井液流变相容性实验（25℃）
实施例2：
按100重量份淡水、10重量份清洗剂、6重量份清洗助剂、2重量份螯合剂、1重量份悬浮剂、20重量份加重剂进行配制。
称量70重量份淡水，在4000rpm下加入1重量份悬浮剂搅拌3分钟，溶解30分钟；在4000rpm下加入2重量份螯合剂和6重量份清洗助剂搅拌10分钟；在搅拌速度为4000rpm下于20秒内加入20重量份的固相颗粒搅拌1分钟；称取30重量份40℃淡水分别将5~15重量份清洗剂溶解水中，最后将清洗剂溶液与上述配液混合均匀，配制出冲洗液。
将配制好的油基钻井液倒入六速旋转粘度计浆杯中，将六速旋转粘度计外筒浸入油基钻井液中，将转速调至200rpm，在油基钻井液中搅拌3min，然后浸泡3min，静滴3min，在冲洗液中清洗3~10min，观察冲洗液对旋转粘度计外筒的冲洗效果。
测试了不同掺量的冲洗液体系在不同温度下的冲洗效率。如表3所示随着温度的升高，冲洗液体系的冲洗效率有所提高，在加热条件下，较低的掺量就可以到100%冲洗效率，可以有效地将井壁和套管壁上的油基钻井液冲洗干净，提高了二界面胶结强度，从而提高固井质量。
表3冲洗液冲洗效率
Claims (2)
1.一种油基钻井液固井用冲洗液的制备方法，其特征在于：在70重量份淡水中加入1重量份悬浮剂，在4000rpm搅拌3分钟，溶解30分钟；加入1~3重量份螯合剂和1~6重量份清洗助剂，在4000rpm下搅拌10分钟；在搅拌速度4000rpm下于20秒内加入20重量份的固相颗粒搅拌1分钟；称取30重量份40℃淡水将5~15重量份清洗剂溶解水中，最后将清洗剂溶液与上述配液混合均匀，配制出冲洗液；
其中：悬浮剂由100重量份粘度6000mPa.s的羟乙基纤维素与8重量份黄原胶组成；
螯合剂为聚乙烯吡咯烷酮；
清洗剂由100重量份壬基酚聚氧乙烯醚和20重量份十二烷基苯磺酸钠组成；
清洗助剂为多聚磷酸钠；
固相颗粒由100重量份二氧化硅微粉、10重量份粉煤灰和20重量份的600目矿渣组成。
2.一种油基钻井液固井用冲洗液，其特征在于：该冲洗液是根据权利要求1所述的方法制备的。
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| CN103849364B (zh) | 2016-12-21 |
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