CN105969328A - 一种固井用抗污染剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种固井用抗污染剂及其制备方法，以重量份计，制备所述抗污染剂的组分包括：水100份、螯合剂6‑12份、酸性物质6‑12份、碱性物质3‑8份、分散剂1‑4份，以及，消泡剂0.5‑1.0份；所述酸性物质和碱性物质选自混合后可生成具有络合作用物质的酸和碱；所述固井用抗污染剂的pH为7‑10。制备上述固井用抗污染剂的步骤包括：(1)先将分散剂、碱性物质加入水中混合均匀，得到溶液A；(2)再将酸性物质加入上述溶液A中得到pH为7‑10的溶液B；(3)最后加入螯合剂和消泡剂，搅拌均匀即得固井用高效抗污染剂。本发明提供的固井用抗污染剂具有效果明显、加量低、可混入钻井液回收使用等特性。

Description

一种固井用抗污染剂及其制备方法
技术领域
本发明属于油田开发钻探技术领域，具体涉及一种固井用抗污染剂及其制备方法。
背景技术
随着勘探开发深入，复杂井、深井超深井不断增多，地质及工程作业环境也日益复杂，固井难度增大。其中钻井液与水泥浆的污染非常严重，出现闪凝、絮凝等现象而失去流动性，严重影响固井施工安全。为了保证固井施工顺利、安全进行，因此开发一种固井用高效抗污染剂是很有必要的。通常在抗污染隔离液体系中加入酸性缓凝剂、高效稀释剂等作为抗污染剂，提高抗污染隔离液的抗污染效果。但存在一些缺点：
(1)若在抗污染隔离液体系中加入大量成本高的酸性缓凝剂，是利用缓凝剂的缓凝作用机理防止钻井液与水泥浆污染增稠。而在高温深井条件下，占抗污染隔离液体积的缓凝剂加量高达10-30％，有时甚至更多，大大增加了作业成本，同时酸性抗污染隔离液的缓凝作用，不利于界面胶结强度发展。
(2)若在抗污染隔离液体系中加入大量高效稀释剂，是利用高效稀释剂的分散作用机理防止钻井液与水泥浆污染增稠，但无法延长污染稠化时间。且高效稀释剂加量太大，也易影响抗污染隔离液体系的沉降稳定性，影响施工安全。
(3)在现场实际应用中，一般将高效稀释剂和酸性缓凝剂同时应用于抗污染隔离液体系中，虽然把缓凝剂的缓凝作用机理与高效稀释剂的分散作用机理都用于防止钻井液与水泥浆污染增稠，但由于钻井液体系太复杂，影响因素纵多，特别是针对CO2、H2S、膏盐等污染的聚磺钻井液体系，其几乎失去了抗污染效果。
(4)对掺有酸性缓凝剂和高效稀释剂的抗污染隔离液体系，施工结束后，不能与钻井液一起回收使用，必须排放处理掉，增加了环保作业费用。
发明内容
为克服上述问题，本发明的目的是提供一种固井用抗污染剂。
本发明的另一目的是提供上述固井用抗污染剂的制备方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种固井用抗污染剂，以重量份计，制备所述抗污染剂的组分包括：
所述酸性物质和碱性物质选自混合后可生成具有络合作用物质的酸性物质和碱性物质；所述固井用抗污染剂的pH为7-10。
本发明提供的固井用抗污染剂中，由于分散剂、螯合剂和络合剂(酸性物质和碱性物质生成了具有络合作用的物质)的协同作用，使抗污染剂具有效果明显、加量低、可混入钻井液中使用等特性，满足复杂井、深井超深井及油基钻井液的页岩气水平井的现场应用要求。
在上述固井用抗污染剂中，优选地，以重量份计，制备所述抗污染剂的组分包括：
在上述固井用抗污染剂中，优选地，所述固井用抗污染剂的pH为8-9。
在上述固井用抗污染剂中，优选地，所述螯合剂包括三聚磷酸钠、磷酸钠、乙二胺四乙酸二钠、酒石酸钠和柠檬酸钠中的一种或几种的组合。
在上述固井用抗污染剂中，优选地，所述酸性物质包括磷酸、有机磷酸、酒石酸、硼酸、木质素苯磺酸、单宁酸和柠檬酸中的一种或几种的组合。
在上述固井用抗污染剂中，优选地，所述碱性物质包括氢氧化钾和氢氧化钠中的一种或两种的组合。
在上述固井用抗污染剂中，优选地，所述分散剂包括醛酮缩合物分散剂、萘系分散剂、木质素磺酸钠和磺化单宁中的一种或几种的组合。
在上述固井用抗污染剂中，优选地，所述消泡剂包括磷酸三丁酯消泡剂、二甲基硅油消泡剂和聚醚消泡剂中的一种或几种的组合。
本发明还提供了上述固井用抗污染剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)先将分散剂、碱性物质加入水中混合均匀，得到溶液A；
(2)再将酸性物质加入上述溶液A中得到pH为7-10的溶液B；
(3)最后加入螯合剂和消泡剂，搅拌均匀即得固井用高效抗污染剂。
上述固井用抗污染剂的制备方法中，首先使分散剂与碱性物质作用，以生成分散性强的物质，或者是加强分散作用；然后加入酸性物质，以生成络合物，同时酸性物质的加入需要使溶液的pH为7-10(优选8-9)；最后，待络合生成物稳定后，再加入螯合剂和消泡剂，制得的抗污染剂。使用上述配制方式可保持抗污染剂中既有分散剂、络合物，同时还有螯合剂。
本发明提供的固井用高效抗污染剂具有抗污染效果明显、加量低、可混入钻井液回收使用等特性，可有效解决水基钻井液、油基钻井液造成的水泥浆污染增稠问题。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种固井用抗污染剂，以重量份计，制备所述抗污染剂的组分包括：
上述固井用抗污染剂的具体制备过程为：
(1)先将分散剂、碱性物质加入水中混合均匀，得到溶液A；
(2)再将酸性物质加入上述溶液A中得到pH为8-9的溶液B；
(3)最后加入螯合剂和消泡剂，搅拌均匀即得固井用高效抗污染剂。
实施例2
本实施例提供了一种固井用抗污染剂，以重量份计，制备所述抗污染剂的组分包括：
上述固井用抗污染剂的具体制备过程为：
(1)先将分散剂、碱性物质加入水中混合均匀，得到溶液A；
(2)再将酸性物质加入上述溶液A中得到pH为8-9的溶液B；
(3)最后加入螯合剂和消泡剂，搅拌均匀即得固井用高效抗污染剂。
实施例3
本实施例提供了一种固井用抗污染剂，以重量份计，制备所述抗污染剂的组分包括：
上述固井用抗污染剂的具体制备过程为：
(1)先将分散剂、碱性物质加入水中混合均匀，得到溶液A；
(2)再将酸性物质加入上述溶液A中得到pH为9-10的溶液B；
(3)最后加入螯合剂和消泡剂，搅拌均匀即得固井用高效抗污染剂。
实施例4
本实施例提供了一种固井用抗污染剂，以重量份计，制备所述抗污染剂的组分包括：
上述固井用抗污染剂的具体制备过程为：
(1)先将分散剂、碱性物质加入水中混合均匀，得到溶液A；
(2)再将酸性物质加入上述溶液A中得到pH为8-9的溶液B；
(3)最后加入螯合剂和消泡剂，搅拌均匀即得固井用高效抗污染剂。
实施例5
本实施例提供了一种固井用抗污染剂，以重量份计，制备所述抗污染剂的组分包括：
上述固井用抗污染剂的具体制备过程为：
(1)先将分散剂、碱性物质加入水中混合均匀，得到溶液A；
(2)再将酸性物质加入上述溶液A中得到pH为7-8的溶液B；
(3)最后加入螯合剂和消泡剂，搅拌均匀即得固井用高效抗污染剂。
测试例1
本测试例提供了实施例1、实施例2和实施例3制得的固井用抗污染剂的性能测试实验，具体操作是：首先，按照GB/T 19139-2012油井水泥试验方法制备好水泥浆；然后，按照表1的水泥浆、钻井液、固井用高效抗污染剂的体积百分比将其混浆搅拌均匀；再按照GB/T 19139-2012油井水泥试验方法测试其均匀混浆的流动度和稠化实验。
实施例1、实施例2和实施例3制得的固井用抗污染剂的测试结果见表1。
表1固井用抗污染剂的性能测试
从表1可知，加入固井用高效抗污染剂后，提高了水泥浆与钻井液污染体系的流动度，延迟了水泥浆与钻井液污染体系的稠化时间，明显改善了水泥浆与钻井液的相容性，有效保证了固井施工安全。而且，通过表1可知，加入较低量的抗污染剂即可达到良好的效果。

Claims (10)

1.一种固井用抗污染剂，以重量份计，制备所述抗污染剂的组分包括：
所述酸性物质和碱性物质选自混合后可生成具有络合作用物质的酸性物质和碱性物质；所述固井用抗污染剂的pH为7-10。
2.根据权利要求1所述的固井用抗污染剂，其中，以重量份计，制备所述抗污染剂的组分包括：
3.根据权利要求1或2所述的固井用抗污染剂，其中，所述固井用抗污染剂的pH为8-9。
4.根据权利要求1或2所述的固井用抗污染剂，其中，所述螯合剂包括三聚磷酸钠、磷酸钠、乙二胺四乙酸二钠、酒石酸钠和柠檬酸钠中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1或2所述的固井用抗污染剂，其中，所述酸性物质包括磷酸、有机磷酸、酒石酸、硼酸、木质素苯磺酸、单宁酸和柠檬酸的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1或2所述的固井用抗污染剂，其中，所述碱性物质包括氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或两种的组合。
7.根据权利要求1或2所述的固井用抗污染剂，其中，所述分散剂包括醛酮缩合物分散剂、萘系分散剂、木质素磺酸钠和磺化单宁中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求1或2所述的固井用抗污染剂，其中，所述消泡剂包括磷酸三丁酯消泡剂、二甲基硅油消泡剂和聚醚消泡剂中的一种或几种的组合。
9.权利要求1-8任意一项所述的固井用抗污染剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)先将分散剂、碱性物质加入水中混合均匀，得到溶液A；
(2)再将酸性物质加入上述溶液A中得到pH为7-10的溶液B；
(3)向溶液B中加入螯合剂和消泡剂，搅拌均匀后制得固井用高效抗污染剂。
10.根据权利要求9所述的固井用抗污染剂的制备方法，其中，步骤(2)中，溶液B的pH为8-9。
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