CN104449606B - 一种抗高温固井用隔离液及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗高温固井用隔离液及制造方法；由100重量份淡水、2～8重量份悬浮剂、2～10重量份稀释剂、25～400重量份加重剂、1～15重量份冲洗剂组成；其中悬浮剂由100重量份OCMA膨润土、2重量份羟丙基瓜尔胶与8重量份黄原胶组成；稀释剂由100重量份木质素磺酸钠和20重量份磺化丹宁组成；冲洗剂由40重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、40重量份油酸三乙醇胺及20重量份三聚磷酸钠组成；加重材料为重晶石；该隔离液在180℃高温条件下性能稳定，在保证体系具有很好悬浮稳定性的前提下仍具有良好的流变性能，与常规的水泥浆及钻井液体系相容，改善钻井液流变性能，提高顶替效率，增强水泥环与固井一、二界面胶结质量。

Description

一种抗高温固井用隔离液及制备方法
技术领域
本发明涉及一种深井、超深井固井用隔离液，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
随着油气勘探开发力度的逐年增大，深井和超深井的固井作业越来越多。由于这类井投资大、风险高、工程难度大，隔离液对于保证这类井的固井作业安全、避免质量安全事故和提高水泥浆的封隔质量具有重要的支撑作用。在深井和超深井固井作业中，常常会遇到高温高压地层，在高温条件下，隔离液外加剂会发生降解、失效等现象，从而使隔离液性能发生变化，并且不易调整和控制。在一些深井、超深井固井应用中，隔离液体系中的聚合物增粘材料易发生分子链氧化断裂，致使粘度急速下降，起不到悬浮作用。同时为了保持井眼压力平衡，井内液柱压力必须始终保持平衡或略高于地层压力，这样就必须使用高密度的井下流体。隔离液密度的提高必然要增加加重材料掺量，进而会引发浆体流变性能变差等问题。目前国内现有的隔离液体系普遍抗温能力差，高温条件下容易发生浆体粘度降低、固相颗粒沉降等问题。隔离液体系的流变性和浆体稳定性对钻井液顶替效率影响较大，而钻井液顶替效率是油气井固井施工成功与否的重要保障条件之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗高温固井用隔离液体系及制备方法，该方法制备的隔离液体系由于有效地解决了高温条件下体系的流变性和稳定性之间的矛盾，从而可以实现预期顶替效果，提高水泥环与固井一、二界面胶结性能，保证固井质量。
本发明为解决技术问题所采取的方案：100重量份淡水中在4000rpm下加入2～8重量份悬浮剂搅拌3分钟，溶解30分钟；在4000rpm下依次加入2～10重量份稀释剂，25～400重量份加重剂搅拌10分钟；在搅拌速度2000rpm下加入1～15重量份冲洗剂搅拌1分钟，配制出隔离液。制成的隔离液：其中悬浮剂由100重量份OCMA膨润土、2重量份羟丙基瓜尔胶与8重量份黄原胶组成；稀释剂由100重量份木质素磺酸钠和20重量份磺化丹宁组成；冲洗剂由40重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、40重量份油酸三乙醇胺及20重量份三聚磷酸钠组成；加重材料为重晶石。
为保证隔离液体系的稳定性，其中最重要的就是悬浮剂。悬浮剂的选择直接影响到隔离液的塑性粘度、动切力、表观粘度等参数。本发明中的悬浮剂包括起悬浮作用的OCMA膨润土以及起具有增粘作用的羟丙基瓜尔胶和黄原胶。OCMA膨润土是一种层状结构的粘土矿物，在水介质中高度分散易形成网状结构，并使大量自由水转变成束缚水，从而在水中起到一种支撑骨架的作用。羟丙基瓜尔胶是一种天然的增稠剂，极易溶于水。在低浓度下，可形成高粘稠溶液，达到迅速增稠的功效。黄原胶是一种高分子多糖聚合物，即使是低浓度也会产生很高的粘度，1%水溶液粘度相当于明胶的100倍，有较好的增粘作用，使隔离液保持良好的悬浮稳定性。
本发明与现有技术相比的有益效果：
1、隔离液体系稳定，具有良好的增稠、悬浮、耐温、耐酸碱性以及具有良好储存稳定性，该产品耐温可达180℃（BHCT），具有很好的水溶性，使用方便；
2、隔离液体系中加入冲洗剂，具有冲洗和隔离两大功能，能有效改善钻井液的流变性，降低钻井液的粘度和切力，对井壁和套管壁上附着的钻井液及滤饼具有的良好冲洗作用；
3、隔离液与常规钻井液、水泥浆体系具有良好的相容性，能够有效的稀释钻井液，提高顶替效率，防止水泥浆与钻井液产生混浆。
附图说明
图1 1#水泥原浆稠化曲线。
图2 2#混浆稠化曲线。
图3 3#混浆稠化曲线。
具体实施方式：
实施例1
根据隔离液设计密度，按照100重量份淡水、2～8重量份悬浮剂、1～15重量份冲洗剂、2～10重量份稀释剂、25～400重量份加重剂进行配制。
首先称量淡水，在4000rpm下加入悬浮剂搅拌3分钟，溶解30分钟；在4000rpm下依次加入稀释剂、加重剂搅拌10分钟；在搅拌速度2000rpm下加入冲洗剂搅拌1分钟，配制出隔离液。
为了测试隔离液体系的流变性能，配制了密度为1.2～2.5g/cm3共6个密度点的隔离液。实验方法如下：室温条件下，在常压稠化仪中搅拌20min后，用六速旋转粘度计测试流变性。从实验结果可知（如表1、2所示），各密度点的隔离液体系稳定、流变性能良好。
表1隔离液体系组成设计
表2不同密度点隔离液体系流变参数
实施例2：
按100重量份淡水，7重量份悬浮剂、3重量份稀释剂、5重量份冲洗剂以及40重量份加重剂进行配制。
首先称量100重量份淡水，在4000rpm下加入7重量份悬浮剂搅拌3分钟，溶解30分钟；在4000rpm下依次加入3重量份稀释剂、40重量份加重剂搅拌10分钟；在搅拌速度2000rpm下加入5重量份冲洗剂搅拌1分钟，配制出隔离液。
实测隔离液密度为1.3g/cm3，隔离液体系的耐温性测试方法如下：①温度低于90℃，在实验温度下、隔离液在常压稠化仪中搅拌20分钟后，用六速旋转粘度计测试其流变性；②温度高于90℃，先将高温滚子加热炉升至实验温度，加入隔离液搅拌2h，降温至90℃，用六速旋转粘度计测试流变性。
表3隔离液流变性能随温度的变化
测试了隔离液体系在温度范围为30～180℃共6个温度点的流变性能。实验结果表明（如表3所示）：随着温度的升高，塑性粘度及屈服值略有降低，在180℃高温下体系仍具有很好的稳定性及流变性。
实施例3：
按100重量份淡水，4～7重量份悬浮剂、4重量份稀释剂、5重量份冲洗剂以及80重量份加重剂进行配制。
首先称量100重量份淡水，在4000rpm下加入4～7重量份悬浮剂搅拌3分钟，溶解30分钟；在4000rpm下依次加入4重量份稀释剂、80重量份加重剂搅拌10分钟；在搅拌速度2000rpm下加入5重量份冲洗剂搅拌1分钟，配制出隔离液。
为了测试悬浮剂加量对隔离液流变性能的影响，配制了同样密度，同样外加剂组成的隔离液体系。从实验结果可知（如表5所示），悬浮剂掺量与隔离液体系的塑性粘度、屈服值有很好的线性关系，隔离液体系流变性能可调。
表4密度1.5g/cm3隔离液体系组成
序号 水/g 悬浮剂/g 稀释剂/g 冲洗剂/g 重晶石/g 消泡剂/g
1 100 4.0 4.0 5.0 80.0 0.5
2 100 5.0 4.0 5.0 80.0 0.5
3 100 6.0 4.0 5.0 80.0 0.5
4 100 7.0 4.0 5.0 80.0 0.5
表5隔离液流变参数随悬浮剂掺量的变化
实施例4：
隔离液与水泥浆的相容性实验结果（如表6-8所示），实验结果表明：隔离液与纯水泥浆、低密度水泥浆、胶乳水泥浆混合后无明显增稠现象，具有很好的流变相容性。
表6隔离液与纯水泥浆流变相容性（30℃）
表7隔离液与低密度水泥浆流变相容性（30℃）
表8隔离液与胶乳水泥浆流变相容性（30℃）
表9隔离液与胶乳水泥浆混浆流动度实验
从隔离液与高密度水泥浆、钻井液体系相容性实验结果可知：在水泥浆与钻井液中加入隔离液后，混浆流动度增加，说明隔离液对钻井液流变性能有明显的改善作用，并且水泥浆中加入隔离液后，无促凝、闪凝现象，说明隔离液与高密度水泥浆体系以及现场钻井液体系具有很好的相容性。
表10隔离液与高密度水泥浆混浆流动度实验（30℃）
序号 水泥浆 钻井液 隔离液 常温流动/cm 高温流动/cm
1 - 100% - 23 22.5
2 100% - - 24 18.5
3 - - 100% 25 26
4 50% 50% - 23 11
5 70% 30% - 22 14
6 30% 70% 21 17
7 33.30% 33.30% 33.30% 24 19.5
8 70% 20% 10% 18 15.5
9 20% 70% 10% 25 18.5
10 5% - 95% 24 26
11 95% - 5% 21 17
表11隔离液与高密度水泥浆稠化相容性实验

Claims (6)

1.一种抗高温固井用隔离液，其特征是：由100重量份淡水、2～8重量份悬浮剂、2～10重量份稀释剂、25～400重量份加重剂、1～15重量份冲洗剂组成；
其中悬浮剂由100重量份OCMA膨润土、2重量份羟丙基瓜尔胶与8重量份黄原胶组成；
稀释剂由100重量份木质素磺酸钠和20重量份磺化丹宁组成；
冲洗剂由40重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、40重量份油酸三乙醇胺及20重量份三聚磷酸钠组成；
加重材料为重晶石。
2.根据权利要求1所述的抗高温固井用隔离液，其特征是：由100重量份淡水，7重量份悬浮剂、3重量份稀释剂、5重量份冲洗剂以及40重量份加重剂组成。
3.根据权利要求1所述的抗高温固井用隔离液，其特征是：由100重量份淡水，3重量份悬浮剂、7重量份稀释剂、10重量份冲洗剂以及400重量份加重剂组成。
4.一种权利要求1所述的抗高温固井用隔离液制造方法，其特征是：100重量份淡水中在4000rpm下加入2～8重量份悬浮剂搅拌3分钟，溶解30分钟；在4000rpm下依次加入2～10重量份稀释剂，25～400重量份加重剂搅拌10分钟；在搅拌速度2000rpm下加入1～15重量份冲洗剂搅拌1分钟，配制出隔离液。
5.权利要求4所述的抗高温固井用隔离液制造方法，其特征是：首先称量100重量份淡水，在4000rpm下加入7重量份悬浮剂搅拌3分钟，溶解30分钟；在4000rpm下依次加入3重量份稀释剂、40重量份加重剂搅拌10分钟；在搅拌速度2000rpm下加入5重量份冲洗剂搅拌1分钟，配制出隔离液。
6.权利要求4所述的抗高温固井用隔离液制造方法，其特征是：首先称量100重量份淡水，在4000rpm下加入3重量份悬浮剂搅拌3分钟，溶解30分钟；在4000rpm下依次加入7重量份稀释剂、400重量份加重剂搅拌10分钟；在搅拌速度2000rpm下加入10重量份冲洗剂搅拌1分钟，配制出隔离液。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN105568961B (zh) * 2015-12-28 2017-08-22 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 一种适用于软塑状红黏土地层桩基的成孔方法
CN105969328B (zh) * 2016-05-09 2018-09-04 中国石油天然气集团公司 一种固井用抗污染剂及其制备方法
CN106318352A (zh) * 2016-08-19 2017-01-11 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 驱油型冲洗隔离液及制备方法
CN106701047A (zh) * 2016-12-13 2017-05-24 长江大学 一种固井隔水凝胶
US10266745B2 (en) * 2017-02-03 2019-04-23 Saudi Arabian Oil Company Anti-bit balling drilling fluids, and methods of making and use thereof
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
CN110577827B (zh) * 2018-06-11 2022-06-03 中国石油天然气集团有限公司 深水固井用隔离液及其制备方法
CN110305652A (zh) * 2018-09-13 2019-10-08 中海石油(中国)有限公司上海分公司 压裂用复合暂堵剂及其制备方法
CN109370550A (zh) * 2018-12-24 2019-02-22 成都欧美克石油科技股份有限公司 一种固井用双效冲洗型隔离液及其制备方法
CN112625663B (zh) * 2019-09-24 2022-09-09 中国石油化工股份有限公司 一种固井复合堵漏隔离液体系及其应用
CN114196386B (zh) * 2020-09-17 2023-03-21 中国石油化工股份有限公司 固井隔离液组合物、固井隔离液及其制备方法与应用
CN113338849B (zh) * 2021-07-13 2022-12-30 中石化石油工程技术服务有限公司 高温油气井的固井方法
CN113355070B (zh) * 2021-07-13 2022-10-11 中石化石油工程技术服务有限公司 油气井固井用抗高温压塞液及其制备方法
CN116410710B (zh) * 2021-12-29 2024-05-03 中国石油天然气集团有限公司 一种复合型抗高温冲洗隔离液悬浮剂及其制备方法与应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101126017A (zh) * 2006-08-15 2008-02-20 中国石油天然气集团公司 油井注水泥用隔离液
CN102250603A (zh) * 2011-05-06 2011-11-23 河北科技大学 一种分段注入式油井复合解堵剂及其注入方法
CN103224774A (zh) * 2013-04-01 2013-07-31 中国石油天然气集团公司 表面活性剂为悬浮剂的双效固井前置液

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101126017A (zh) * 2006-08-15 2008-02-20 中国石油天然气集团公司 油井注水泥用隔离液
CN102250603A (zh) * 2011-05-06 2011-11-23 河北科技大学 一种分段注入式油井复合解堵剂及其注入方法
CN103224774A (zh) * 2013-04-01 2013-07-31 中国石油天然气集团公司 表面活性剂为悬浮剂的双效固井前置液

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