CN1174075C - 油基泥浆固井用冲洗液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于油基泥浆固井的冲洗液，其主剂由一种基础油和两种不同分子量的表面活剂组成，同时还可包括一种烷基酚的聚氧乙烯醚作为水润湿剂，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。

Description

油基泥浆固井用冲洗液

技术领域

本发明涉及一种用于油基泥浆固井的冲洗液。

背景技术

使用油基泥浆钻井时，在井壁和套管壁会产生油基泥饼，这种泥饼的产生会使井壁和套管壁与水泥浆之间不胶结，从而严重影响固井工程的质量。为了清除油基泥浆和油基泥饼，改善两个界面的亲合性，提高顶替效率，保证固井质量，需要先使用油基泥浆固井冲洗液进行冲洗，然后进行固井。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于油基泥浆固井的冲洗液，它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。

本发明的油基泥浆固井冲洗液，其主剂由一种基础油和两种不同分子量的表面活剂成。优选地，该基础油为闪点高于70℃的精炼柴油，而所述两种不同分子量的表面活性剂为具有分子式RCOO(CH₂CH₂O)_nH的脂肪酸的聚乙二醇酯，对于二种不同分子量的表面活性剂，分子式中的n分别为4-6和8-12。

根据本发明提供的油基泥浆固井冲洗液，除使用基础油和脂肪酸的聚乙二醇酯作为主剂外，还可包括有分子式为RC₆H₄O(CH₂CH₂O)_mH的烷基酚的聚氧乙烯醚，式中m＝7-12。根据本发明的优选方案，所述基础油的含量为60～80％重量，所述二种不同分子量的脂肪酸聚乙二醇酯含量为18～38％重量，所述烷基酚的聚氧乙烯醚含量为1-5％重量，各组分总量和为100％重量。

本发明中所述的烷基酚的聚氧乙烯醚分子中的烷基优选为C₆-C₁₂的烷基。

更优选地，其中所述的两种不同分子量的脂肪酸的聚乙二醇酯的含量为1∶1，或者说这两种脂肪酸的聚乙二醇酯在冲洗液中的含量分别为9-19％。

本发明提供的油基泥浆固井冲洗液组分的两种不同分子量的脂肪酸聚乙二醇酯中的脂肪酸可以是C₁₄-C₁₈的单一脂肪酸例如油酸、亚油酸等，也可以是C₁₄-C₁₈的植物油混合脂肪酸如菜籽油脂肪酸、豆油脂肪酸、蓖麻油脂肪酸、椰油脂肪酸等，还可以是C₁₄-C₁₈的动物油混合脂肪酸如猪油脂肪酸、牛油脂肪酸等，其中优选动物油脂肪酸。

本发明中所用的烷基酚的聚氧乙烯醚RC₆H₄O(CH₂CH₂O)_mH主要作为水润湿剂，作用是使井壁由油润湿转变为水润湿，通常是在现场使用前加入到主剂中。

本发明的冲洗液在制备时，将两种脂肪酸的聚乙二醇酯溶于基础油中，即成为冲洗液主剂。现场使用前，加入烷基酚的聚氧乙烯醚后即可使用，该烷基酚的聚氧乙烯醚的加入量优选为冲洗液总量的2％。

实验结果表明，本发明的固井油基泥浆用冲洗液对油基泥浆和泥饼有较好的冲洗能力和冲洗效果，同时对油基泥浆有显著的稀释降粘作用。具体地说，本发明的固井油基泥浆用冲洗液对模拟钢管冲洗效率可以达到99％，对岩心冲洗效率在70％以上，这主要是由于岩心内部的孔隙吸收一部分泥浆，所以岩心的冲洗效率比钢管低。冲洗后的模拟钢管与水泥浆之间以及岩心与水泥浆之间胶结很好。

具体实施方式

下面通过实施例和实验例进一步详细说明本发明，但不对本发明的实施范围构成限定。

实施例1

由猪油酸聚氧乙烯酯(n＝5)14％，猪油酸聚氧乙烯酯(n＝10)14％，闪点在70℃以上的柴油70％，混合配成冲洗液主剂，使用时加入壬基酚聚氧乙烯醚(m＝10)2％配成冲洗剂。

实施例2

由猪油酸聚氧乙烯酯(n＝5)15％，蓖麻油酸聚乙二醇酯(n＝5)15％，闪点在70℃以上的精炼柴油67％，壬基酚聚氧乙烯醚(m＝10)3％配成的冲洗液。

实验例1  冲洗效果实验

用直径为3.3厘米的钢管制成模拟第一界面(套管与水泥浆的界面)的模具，试验前称重，然后浸入60℃油基泥浆中24小时，提起后再称重，算出附着的油基泥浆的重量。然后将模拟钢管固定在搅拌器的搅拌桨上，用冲洗液在固定转速下(转速由上返速度决定，上返速度为1.2m/min时，转速为380转/min，上返速度为0.8m/min时，钻速为250转/min。本实验是在120转/min下进行冲洗的，转速越高效果越好。)，用实施例1的冲洗液冲洗10分钟，称重。

用不同的岩心模拟第二界面(岩心与水泥浆的界面)，同样浸泡和冲洗，称重。

用“冲洗率”或“冲洗效率”表示冲洗液的冲洗效果，

用实施例1配方所做的实验结果如表1所示。

                    表1  冲洗效率试验

            原重      浸油浆后      附浆量      冲洗后      冲掉浆     冲洗效

序号                                                                            备注

            (g)       重(g)         (g)         重(g)       量(g)      率(％)

1钢         147.38    154.87        7.49        147.41      7.46       99       附浆

2钢         253.99    262.08        8.09        254.05      8.03       99       附浆

3钢         238.47                                                              空白

4钢         128.94    133.94        5.00        129.00      4.94       99       附浆

5钢         130.31                                                              空白

1403岩心    78.52                                                               空白

928岩心     80.28                                                               空白

67岩芯      77.86     84.01         6.15        79.67       4.34       70       附浆

16岩芯      80.52     85.64         5.12        82.04       3.6        71       附浆

19岩芯      80.63     87.09         6.46        81.7 3      5.36       83       附浆

198岩芯     79.13     85.34         6.21        80.38       4.96       80       附浆

实验例2  胶结强度实验

将经实验例1冲洗过的模拟钢管和岩心放在合适的容器中，在环形空间灌满水泥，在60℃的水浴中养护24h，取出后在压力机上做抗压强度试验，计算界面胶结强度。

(注：压力机的读数是以磅×10²和磅×10³来表示的。)

实验结果如表2所示。

                表2界面强度试验

            水泥环         水泥环面       压力机读数      界面胶结强度

编号                                                                    备注

            d×h           积cm²         lb               Kg/cm²

1钢         3.2×7.6       76.36          350              2.08         附浆后冲洗

2钢         3.2×6.9       69.33          350              2.29         附浆后冲洗

3钢         3.3×5.3       54.92          610              5.04         空白

4钢         2.5×5.5       43.18          620              6.52         附浆后冲洗

5钢         2.5×5.6       43.96          350              3.6          空白

1403岩心    2.5×4.4       34.54          250              3.28         空白

928岩心     2.5×4.5       35.33          150              1.93         附浆后冲洗

16岩心      2.5×4.5       35.33          300              3.86         附浆后冲洗

675岩心     2.5×4.5       35.33          450              5.6          附浆后冲洗

198岩心     2.5×4.3       33.76          180              2.43         空白

6钢         3.3×6.8       70.46          0                0            附浆后不冲洗

7钢         3.2×6.9       69.33          0                0            附浆后不冲洗

1401岩心    2.5×4.6       36.11          0                0            附浆后不冲洗

926岩心     2.5×4.5       35.33          0                0            附浆后冲不洗

注：1.附浆后冲洗为模拟钢管和岩心在油基泥浆中浸泡24小时，然后经冲洗液冲洗。

2.空白为钢管或岩心未经油基泥浆污染，先用砂纸打磨，然后用自来水冲洗，并直接进行的固水泥试验。

3.附浆未冲洗为模拟钢管和岩心在油基泥浆中浸泡24小时，不经冲洗液冲洗直接进行固水泥试验。

通过胶结强度试验显示，在温度60℃养护24小时，然后常温下养护12小时后测定界面胶结强度，其第一界面和第二界面胶结强度的平均值与未在油基泥浆中浸泡过的模具的界面胶结强度的平均值基本相同，而浸入油基泥浆后不作冲洗，模拟钢管和岩心的胶结强度都为零，由此可见该冲洗液冲洗效果非常理想。

Claims (7)

1、一种油基泥浆固井用冲洗液，其主剂由一种基础油和两种不同分子量的表面活性剂组成，其中所述的基础油为闪点高于70℃的精炼柴油，所述两种不同分子量的表面活性剂为具有分子式RCOO(CH₂CH₂O)_nH的脂肪酸的聚乙二醇酯，分子式中的n分别为4-6和8-12。

2、权利要求1所述的油基泥浆固井用冲洗液，其中还包括有分子式为RC₆H₄O(CH₂CH₂O)_mH的烷基酚的聚氧乙烯醚，式中m＝7～12。

3、如权利要求2所述的油基泥浆固井用冲洗液，其中所述基础油的含量为60～80％重量，所述脂肪酸的聚乙二醇酯含量为18～38％重量，所述烷基酚的聚氧乙烯醚的含量为1-5％重量，各组分总量和为100％重量。

4、如权利要求1或3所述的油基泥浆固井用冲洗液，其中所述的两种不同分子量的脂肪酸的聚乙二醇酯的含量比为1∶1。

5、如权利要求2所述的油基泥浆固井用冲洗液，其中所述的烷基酚的聚氧乙烯醚分子中的烷基为C₆-C₁₂的烷基。

6、如权利要求1所述的油基泥浆固井用冲洗液，其中所述两种不同分子量的脂肪酸聚乙二醇酯中的脂肪酸为单一脂肪酸、植物油混合脂肪酸或动物油混合脂肪酸。

7、如权利要求6所述的油基泥浆固井用冲洗液，其中，脂肪酸聚乙二醇酯中的脂肪酸为动物油脂肪酸。