CN110452673A - 一种适合油基钻井液环境下使用的高效驱油清洗液 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适合油基钻井液环境下使用的高效驱油清洗液，包括如下组分及其质量份数：水500份，表面活性剂40‑70份，助溶剂35‑55份，隔离剂2.0‑3.0份，加重剂0‑1000份，所述表面活性剂由非离子型表面表面活性剂聚山梨酯、椰子油二乙醇酰胺、阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的两种或三种混合而成，密度为1.00g/cm3‑1.90g/cm3。本发明的驱油清洗液具有良好的油基滤饼清洗能力，与油基钻井液、水泥浆配伍性良好，可有效清除井壁及套管壁上油基滤饼，提高注水泥过程中的顶替效率，从而提高固井质量，是一种适用于油基钻井液条件下注水泥作业的优质驱油清洗液。
Description
技术领域
本发明涉及油气开采技术领域，具体涉及一种适合油基钻井液环境下使用的高效驱油清洗液。
背景技术
随着勘探开发向深部油气床和非常规油气床的不断深入，复杂深井和页岩气井的数量逐年增加，油基钻井液的应用越来越广泛。油基钻井液的使用会使井壁和套管表面形成油润湿，为提高钻速和减少井下作业的复杂程度发挥了重要作用。然而，油基钻井液给固井带来的主要问题有：油基钻井液置换及界面清洗困难、混浆流变性能变差、混浆强度严重下降等。尤其是井壁存在含油泥饼、套管壁上黏附油基钻井液、裸眼井段长，并且水基完井液对油膜的冲洗效果较差，影响固井水泥环胶结强度及一、二界面固井质量，进一步造成固井质量难以提高。为保证油基钻井液环境下的固井质量，优选驱油性能较好的清洗液，提高清洗液顶替效率及油膜的清洗效果。
目前随着油基钻井液在复杂深井和页岩气井的广泛应用，关于驱油清洗液的研究正逐渐增多，具有广阔的研究价值和应用前景。因此，研究出适合油基钻井液环境下用驱油清洗液尤为重要，提高井壁油基泥饼及套管壁油膜的清洗效率，提高注水泥作业过程中的顶替效率，保证油基钻井液环境下的固井质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种适合油基钻井液环境下使用的高效驱油清洗液，采用特殊的表面活性剂和助溶剂等混合而成，可以提高井壁油基泥饼及套管壁油膜清洗效率、提高注水泥施工顶替效率、保证固井质量。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种适合油基钻井液环境下使用的高效驱油清洗液，包括如下组分及其质量份数：水500份，表面活性剂40-70份，助溶剂35-55份，隔离剂2.0-3.0份，加重剂0-1000份。
根据以上方案，所述表面活性剂由质量比为0.5-1:1:1-1.5的聚山梨酯、椰子油二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠混合而成。其中，聚山梨酯、椰子油二乙醇酰胺为非离子型表面表面活性剂，十二烷基苯磺酸钠为阴离子型表面活性剂。
根据以上方案，所述表面活性剂由质量比为0.5-1:1-1.5的聚山梨酯与十二烷基苯磺酸钠，或质量比为0.5-1:1-1.5的椰子油二乙醇酰胺与十二烷基苯磺酸钠，或质量比为0.5-1:1-1.5的聚山梨酯与椰子油二乙醇酰胺混合而成。
根据以上方案，所述助溶剂为乙二醇单丁醚。
根据以上方案，所述隔离剂为昔嘌呤树胶，所述昔嘌呤树胶由多糖类高分子化合物D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸按质量比2:2:1组成。
根据以上方案，所述加重剂为铁矿粉、微锰、重晶石中的任意一种或一种以上的混合物。
本发明产品的密度为1.00g/cm3-1.90g/cm3。
本发明所述的油基钻井液为柴油与26％氯化钙水溶液配置的油包水型油基钻井液，其油水比介于70:30到90:10之间；以重晶石加重密度范围在1.30～1.90g/cm3之间；其表观粘度在35～70mPa·s之间；破乳电压大于400V。
本发明的适合油基钻井液环境下使用的驱油清洗液的制备方法为：在室温条件下，在烧杯中按照表面活性剂、助溶剂的顺序依次添加形成驱油清洗液基液，每加完一种添加剂，均需要用玻璃棒搅拌均匀再添加另一种添加剂；将水倒入浆杯中，在变速搅拌条件下，将隔离剂在25～30s内加入清水中搅拌均匀形成隔离液，搅拌速度小于1200rpm；在变速搅拌条件下，继续将加重剂在30～40s内加入隔离液中搅拌混合均匀形成加重隔离液，搅拌速度小于2000rpm；将配置好的驱油清洗液基液通过玻璃棒引流的方法加入加重隔离液中，在变速搅拌条件下搅拌均匀形成驱油清洗液，搅拌速度小于1500rpm。
本发明的有益效果是：
1)本发明的产品具有良好的油基泥饼清洗效率，清洗效率可达90％以上；
2)本发明的产品具有良好的沉降稳定性，在常温常压及90℃常压条件下液体上下密度差为0，保证环空注替的清洗效率；
3)本发明的产品具有高效驱替及润湿反转效果，在相同条件下，与清水顶替相比，固井胶结强度提高46倍；
4)本发明的产品抗污染能力强，与油基钻井液、水泥浆两相以及三相相容性良好，三相7:2:1及1:1:1稠化满足大于300min不稠。
5)本发明的产品对小尺寸油管用低摩阻高性能水泥浆体系具有清洗效率高、高效驱替、润湿反转效果好、沉降稳定性良好、抗污染能力强、固井胶结强度高等特性，能够满足油基钻井液环境下水泥浆前置液技术要求。
附图说明
图1是本发明实施例1产品在比例为7:3时的抗污染稠化曲线图；
图2是本发明实施例1产品在比例为1:1:1时的抗污染稠化曲线图；
图3是本发明实施例1产品在比例为7:2:1时的抗污染稠化曲线图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
实施例1，见图1至图3：
本发明提供一种适合油基钻井液环境下使用的高效驱油清洗液，包括如下组分：水500ml、表面活性剂(聚山梨酯、椰子油二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为0.5:1:1)60g、助溶剂40g、昔嘌呤树胶隔离剂2g、铁矿粉加重剂475g；其制备方法为：
称取表面活性剂、助溶剂用置于烧杯中，用玻璃棒搅拌均匀形成驱油清洗液基液；浆杯中量取水，在变速搅拌条件下(不大于1200rpm)加入昔嘌呤树胶隔离剂形成隔离液；在变速搅拌条件下(不大于2000rpm)继续加入铁矿粉加重剂形成加重隔离液；将配置好的驱油清洗液基液通过玻璃棒引流的方法加入加重隔离液中，在变速搅拌条件下(不大于1500rpm)搅拌均匀，得到适合油基钻井液条件下用驱油清洗液，密度为1.67g/cm3。
本实施例制备的油基钻井液环境下用驱油清洗液性能如表1所示，其中，高温常压清洗效率是将六速旋转粘度计转筒浸泡于油基钻井液中30min形成油基泥饼，将配置的驱油清洗液置于常压稠化仪中养护20min后倒入浆杯中，养护温度为93℃，设定六速旋转粘度计转速为300rpm，将浸泡油基钻井液的六速旋转粘度计转筒放入装有驱油清洗液的浆杯中浸泡10min，再浸泡在装有清水的浆杯中2min，测得清洗效率；高温高压清洗效率：将配置的驱油清洗液置于高温高压稠化仪中养护20min，高温高压稠化仪温度设定105℃、压力设定65MPa，设定六速旋转粘度计转速为300rpm，将浸泡油基钻井液的六速旋转粘度计转筒放入装有驱油清洗液的将杯中浸泡10min，在放入装有清水的浆杯中浸泡2min，测得清洗效率；常温常压流变：将配置的驱油清洗液倒入浆杯中，分别测定600转、300转、200转、100转、6转以及3转的流变读数；高温常压流变：将配置的驱油清洗液置于常压稠化仪中养护20min，设定温度为93℃，将养护的驱油清洗液倒入将杯中，分别测定600转、300转、200转、100转、6转以及3转的流变读数；常温常压沉降稳定性：将配置的驱油清洗液倒入500ml量筒中静置2h，测定量筒中上、中、下驱油清洗液密度差；高温常压沉降稳定性：将配置的驱油清洗液倒入量筒中，并置于常压稠化仪中静置2h，设定温度为93℃，测定养护2h后量筒中上、中、下驱油清洗液密度差；抗污染性能：将水泥浆、驱油清洗液以7:3比例混合以及水泥浆、驱油清洗液、油基钻井液分别以1:1:1和7:2:1的比例混合并置于高温高压稠化仪中进行稠化实验，设定温度为105℃，压力为63MPa。
表1驱油清洗液性能实验数据
本发明适合油基钻井液用高效驱油清洗液具有沉降稳定性好、清洗效率高、抗污染性能强的优良性能。在稠度分别为4.61、4.75、4.18时，本实施例产品的抗污染稠化曲线分别见图1、图2、图3，清洗效率计算方法如下公式，其中W0为六速旋转粘度计转筒质量，单位g；W1为六速旋转粘度计转筒静置于冷油基钻井液15min后的质量，单位g；W2为经过驱油清洗液清洗10min，然后用清水清洗1min，取下转筒置于吸水纸上静止3min后转筒的质量，单位g；η为清洗效率，单位％。
实施例2：
本发明提供一种适合油基钻井液环境下使用的高效驱油清洗液，包括如下组分：水500ml、表面活性剂(聚山梨酯、椰子油二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为1:1:1)60g、助溶剂35g、昔嘌呤树胶隔离剂2g、铁矿粉加重剂500g；其制备方法为同实施例1。
实施例3：
本发明提供一种适合油基钻井液环境下使用的高效驱油清洗液，包括如下组分：水500ml、表面活性剂(聚山梨酯、椰子油二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为1:1:1.5)70g、助溶剂40g、昔嘌呤树胶隔离剂3g、铁矿粉加重剂600g；其制备方法为同实施例1。
实施例4：
本发明提供一种适合油基钻井液环境下使用的高效驱油清洗液，包括如下组分：水500ml、表面活性剂(聚山梨酯、十二烷基苯磺酸钠的质量比为1:1)50g、助溶剂30g、昔嘌呤树胶隔离剂2g、重晶石加重剂100g；其制备方法为同实施例1。
实施例5：
本发明提供一种适合油基钻井液环境下使用的高效驱油清洗液，包括如下组分：水500ml、表面活性剂(椰子油二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为0.5:1.5)50g、助溶剂35g、昔嘌呤树胶隔离剂2.5g、微锰加重剂1000g；其制备方法为同实施例1。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解：可以对本发明进行修改或者同等替换，但不脱离本发明精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (6)
1.一种适合油基钻井液环境下使用的高效驱油清洗液，其特征在于，包括如下组分及其质量份数：水500份，表面活性剂40-70份，助溶剂35-55份，隔离剂2.0-3.0份，加重剂0-1000份。
2.根据权利要求1所述的适合油基钻井液环境下使用的高效驱油清洗液，其特征在于，所述表面活性剂由质量比为0.5-1:1:1-1.5的聚山梨酯、椰子油二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠混合而成。
3.根据权利要求1所述的适合油基钻井液环境下使用的高效驱油清洗液，其特征在于，所述表面活性剂由质量比为0.5-1:1.5的聚山梨酯与十二烷基苯磺酸钠，或质量比为0.5-1:1.5的椰子油二乙醇酰胺与十二烷基苯磺酸钠，或质量比为0.5-1:1-1.5的聚山梨酯与椰子油二乙醇酰胺混合而成。
4.根据权利要求1所述的适合油基钻井液环境下使用的高效驱油清洗液，其特征在于，所述助溶剂为乙二醇单丁醚。
5.根据权利要求1所述的适合油基钻井液环境下使用的高效驱油清洗液，其特征在于，所述隔离剂为昔嘌呤树胶，所述昔嘌呤树胶由多糖类高分子化合物D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸按质量比2:2:1组成。
6.根据权利要求1所述的适合油基钻井液环境下使用的高效驱油清洗液，其特征在于，所述加重剂为铁矿粉、微锰、重晶石中的任意一种或一种以上的混合物。
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