CN105315978A - 一种固井用油基泥浆冲洗液及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固井用油基泥浆冲洗液及制备方法。所述冲洗液包括按重量份数计的以下组分：水100份；非离子表面活性剂4～8份；阴离子表面活性剂5～8份；两性表面活性剂4～5份；斯潘801～2份；吐温801～2份；提粘提切剂0.2～3.5份。方法包括:所述组分按所述用量，先加入提粘提切剂搅拌均匀，再加入其它组分搅拌均匀，制得所述固井用油基泥浆冲洗液。本发明的冲洗液具有一定的切力和粘度，在水力机械作用下起到对油浆和油膜的拖拽作用；同时冲洗液有很强的乳化作用，能够有效乳化油膜和残油，达到有效清洗粘稠油基钻井液的目的。适合塑性粘度、切力很高的油基钻井液的冲洗。

Description

一种固井用油基泥浆冲洗液及制备方法

技术领域

本发明涉及油田固井领域，更进一步说，涉及一种固井用油基泥浆冲洗液及制备方法。

背景技术

井壁失稳给钻井、地质录井、测井及固井等作业带来一定的困难。油基钻井液常用于解决页岩稳定性问题，并取得了良好的钻井施工效果。但是就固井施工而言，油基钻井液会滞留在界面处并形成油浆和油膜，这将会严重影响水泥环的界面胶结强度，降低水泥环的封固质量，因此在固井注水泥作业前要注入有高效冲洗作用的冲洗液，用于清洗粘附在界面处的油浆、油膜及泥饼，改善环空界面的胶结环境，保证水泥环的封固质量。

目前用于油基钻井液的冲洗液种类较多。申请号为02148985.8的中国专利“油基泥浆冲洗液及其制备方法”公开了一种包含2.5～3.5份氢氧化钠和4.0～5.0份乙二胺四乙酸再加入12.0～12.5份油酸的冲洗液，将其加入清水中搅拌20-30分钟，然后再加入2.0～2.2份十二烷基硫酸钠和5.0～5.5份烷基脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌55～65分钟，最后再加入有机硅消泡剂。

申请号为01115908.1的中国专利“油基泥浆固井用冲洗液”公开了由一种基础油和两种不同分子量的表面活剂以及一种烷基酚的聚氧乙烯醚组成的冲洗液，该冲洗液对油基泥浆和泥饼有较好的冲洗能力，同时对油基泥浆有显著稀释降粘作用。

但这些冲洗液对于油基钻井液的冲洗效果还有一定的局限性，特别是当油基钻井液的塑性粘度、切力很高时，粘附在套管壁和井壁的油基钻井液就很难清洗干净，在很大程度上影响了二界面的固井胶结质量。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种固井用油基泥浆冲洗液及制备方法。本发明的冲洗液具有一定的切力和粘度，在水力机械作用下起到对油浆和油膜的拖拽作用；同时冲洗液有很强的乳化作用，能够有效乳化油膜和残油，达到有效清洗粘稠油基钻井液的目的。

本发明的目的之一是提供一种固井用油基泥浆冲洗液。

包括按重量份数计的以下组分：

水100份；

非离子表面活性剂4～8份；优选为4～6份；

阴离子表面活性剂5～8份；优选为5～6份；

两性表面活性剂4～5份；优选为4份；

斯潘801～2份；优选为1.5～2份；

吐温801～2份；优选为1.5～2份；

提粘提切剂0.2～3.5份；优选为2.0～3.5份。

非离子表面活性剂为聚氧乙烯烷基胺和烷基酚聚氧乙烯醚；

聚氧乙烯烷基胺分子式为

R1为C8～C18的烷基；m,n＝2～10；优选为R1为C12～C16的烷基；m,n＝2～4；

烷基酚聚氧乙烯醚分子式为

R2为C8～C12的烷基；x＝8～12；优选R2为C8～C9的烷基；x＝10～12；

阴离子表面活性剂为烷基醇聚氧乙烯醚羧酸盐；烷基醇聚氧乙烯醚羧酸盐分子式为R₉O(CH₂CH₂O)_yCH₂COOH，R9为C8～C18的烷基，y＝2～12；优选为R9为C10～C12的烷基，y＝3～9；

两性表面活性剂为烷基二甲基羧酸甜菜碱、烷基二羟乙基羧酸甜菜碱、烷基二甲基磺酸甜菜碱、烷基二羟乙基磺酸甜菜碱、烷基二甲基硫酸酯甜菜碱、烷基二羟乙基硫酸酯甜菜碱中的一种或组合；优选为烷基二羟乙基羧酸甜菜碱和/或烷基二甲基磺酸甜菜碱。

烷基二甲基羧酸甜菜碱分子式为R3为C8～C18的烷基；

烷基二羟乙基羧酸甜菜碱分子式为R4为C8～C18的烷基；

烷基二甲基磺酸甜菜碱分子式为R5为C8～C18的烷基；

烷基二羟乙基磺酸甜菜碱分子式为R6为C8～C18的烷基；

烷基二甲基硫酸酯甜菜碱分子式为R7为C8～C18的烷基，a＝2或3；

烷基二羟乙基硫酸酯甜菜碱分子式为R8为C8～C18的烷基，b＝2或3；

提粘提切剂为文莱胶或硬葡聚糖。

所述组分中非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性表面活性剂是冲洗液的主体，在协同作用下有效洗涤油基泥浆；斯潘和吐温有很强的乳化作用，能够有效乳化油膜和残油；提粘提切剂有较高的分子量，其水溶液粘度大，利于对油浆的顶替，进一步提高了水利机械作用下对油浆和油膜的拖拽作用。

本发明的目的之二是提供一种固井用油基泥浆冲洗液的制备方法。

所述组分按所述用量，先加入提粘提切剂搅拌均匀，再加入其它组分搅拌均匀，制得所述固井用油基泥浆冲洗液。

本发明的冲洗液具有一定的切力和粘度，在水力机械作用下起到对油浆和油膜的拖拽作用；同时冲洗液有很强的乳化作用，能够有效乳化油膜和残油，达到有效清洗粘稠油基钻井液的目的。发明的冲洗液适合塑性粘度、切力很高的油基钻井液的冲洗，尤其适合油水比75/25～90/10的油基钻井液的冲洗。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明，所用原料均为市售产品。

实施例1：

在100份水中加入0.2份硬葡聚糖后搅拌50分钟，依次加入2份聚氧乙烯烷基胺(R1为C16的烷基；m,n＝10)，3份烷基酚聚氧乙烯醚(R2为C9的烷基；x＝10)，7份烷基醇聚氧乙烯醚羧酸盐R₉O(CH₂CH₂O)_yCH₂COOH(R9为C16的烷基；y＝11)，4份烷基二羟乙基羧酸甜菜碱(R4为C16的烷基)，1.5份斯潘80，1.5份吐温80。

实例2：

在100份水中加入3.5份文莱胶后搅拌40分钟，依次加入3份聚氧乙烯烷基胺(R1为C12的烷基；m,n＝8)，3份烷基酚聚氧乙烯醚(R2为C8的烷基；x＝10)，5份烷基醇聚氧乙烯醚羧酸盐R₉O(CH₂CH₂O)_yCH₂COOH(R9为C12的烷基；y＝7)，3份烷基二甲基磺酸甜菜碱(R5为C16的烷基)，1份烷基二羟乙基磺酸甜菜碱分子式为(R6为C16的烷基)，1.5份斯潘80，1.5份吐温80。

实例3：

在100份水中加入2.0份文莱胶后搅拌40分钟，依次加入3份聚氧乙烯烷基胺(R1为C10的烷基；m,n＝6)，1份烷基酚聚氧乙烯醚(R2为C12的烷基；x＝12)，8份烷基醇聚氧乙烯醚羧酸盐R₉O(CH₂CH₂O)_yCH₂COOH(R9为C8的烷基；y＝5)，5份烷基二甲基羧酸甜菜碱分子式为(R3为C12的烷基)，2.0份斯潘80，2.0份吐温80。

实例4：

在100份水中加入1份硬葡聚糖后搅拌50分钟，依次加入4份聚氧乙烯烷基胺(R1为C8的烷基；m,n＝4)，4份烷基酚聚氧乙烯醚(R2为C8的烷基；x＝8)，6份烷基醇聚氧乙烯醚羧酸盐R₉O(CH₂CH₂O)_yCH₂COOH(R9为C18的烷基；y＝12)，2份烷基二甲基硫酸酯甜菜碱分子式为(R7为C12的烷基，a＝2)，2份烷基二羟乙基硫酸酯甜菜碱分子式为(R7为C16的烷基，b＝3)，1份斯潘80，1份吐温80。

白油基钻井液基础配方为：基础油+2.8％主乳化剂+0.7％辅乳化剂+2％有机土+1％增黏剂+25％CaCl2溶液+2.5％CaO+2％降滤失剂+3～5％封堵剂+水。

柴油基钻井液基础配方为：基础油+3.5％有机土+2.5％主乳化剂+0.9％辅乳化剂+1％增黏剂+20％CaCl₂溶液+2％CaO+3％降滤失剂+0.2％流型调节剂+2％封堵剂。

配制成油水比90:10、80:20和70:30三种油基泥浆进行冲洗试验。

表1不同油水比白油基钻井液的流变数据

表2不同油水比柴油基钻井液的流变数据

表3冲洗液对不同油水比白油基钻井液的清洗效果

表4冲洗液对不同油水比柴油基钻井液的清洗效果

从实验结果看，随着油水比的降低，油基钻井液的粘度和切力增加，要达到把油基钻井液100％冲洗干净，需要冲洗液冲洗的时间也越长。实例1～4，均能在一定时间内有效冲洗干净油基钻井液。其中，实例1对低油水比(70:30)的油基钻井液冲洗时间较其他3例短(3.5min)，效果更好。实例2和实例3对高油水比(90:10)的油基钻井液冲洗时间较其他2例短(2.0min)，效果更好。

Claims (4)

1.一种固井用油基泥浆冲洗液，其特征在于包括按重量份数计的以下组分：

水100份；

非离子表面活性剂4～8份；

阴离子表面活性剂5～8份；

两性表面活性剂4～5份；

斯潘801～2份；

吐温801～2份；

提粘提切剂0.2～3.5份；

非离子表面活性剂为聚氧乙烯烷基胺和烷基酚聚氧乙烯醚；

聚氧乙烯烷基胺分子式为

R1为C8～C18的烷基；m,n＝2～10；

烷基酚聚氧乙烯醚分子式为

R2为C8～C12的烷基；x＝8～12；

阴离子表面活性剂为烷基醇聚氧乙烯醚羧酸盐；烷基醇聚氧乙烯醚羧酸盐分子式为R₉O(CH₂CH₂O)_yCH₂COOH，R9为C8～C18的烷基，y＝2～12；

两性表面活性剂为烷基二甲基羧酸甜菜碱、烷基二羟乙基羧酸甜菜碱、烷基二甲基磺酸甜菜碱、烷基二羟乙基磺酸甜菜碱、烷基二甲基硫酸酯甜菜碱、烷基二羟乙基硫酸酯甜菜碱中的一种或组合；

烷基二甲基羧酸甜菜碱分子式为R3为C8～C18的烷基；

烷基二羟乙基羧酸甜菜碱分子式为R4为C8～C18的烷基；

烷基二甲基磺酸甜菜碱分子式为R5为C8～C18的烷基；

烷基二羟乙基磺酸甜菜碱分子式为R6为C8～C18的烷基；

烷基二甲基硫酸酯甜菜碱分子式为R7为C8～C18的烷基，a＝2或3；

烷基二羟乙基硫酸酯甜菜碱分子式为R8为C8～C18的烷基，b＝2或3；

提粘提切剂为文莱胶或硬葡聚糖。

2.如权利要求1所述的固井用油基泥浆冲洗液，其特征在于：

水100份；

非离子表面活性剂4～6份；

阴离子表面活性剂5～6份；

两性表面活性剂4份；

斯潘801.5～2份；

吐温801.5～2份；

提粘提切剂2.0～3.5份。

3.如权利要求1所述的固井用油基泥浆冲洗液，其特征在于：

非离子表面活性剂为聚氧乙烯烷基胺R1为C12～C16的烷基；m,n＝2～4；和烷基酚聚氧乙烯醚R2为C8～C9的烷基；x＝10～12；阴离子表面活性剂为烷基醇聚氧乙烯醚羧酸盐R9为C10～C12的烷基，y＝3～9；两性表面活性剂为烷基二羟乙基羧酸甜菜碱和/或烷基二甲基磺酸甜菜碱。

4.一种如权利要求1～3之一所述的固井用油基泥浆冲洗液的制备方法，其特征在于所述方法包括:

所述组分按所述用量，先加入提粘提切剂搅拌均匀，再加入其它组分搅拌均匀，制得所述固井用油基泥浆冲洗液。