一種抗高溫固井用隔離液及製備方法
2023-05-17 23:14:41 2
一種抗高溫固井用隔離液及製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種抗高溫固井用隔離液及製造方法；由100重量份淡水、2～8重量份懸浮劑、2～10重量份稀釋劑、25～400重量份加重劑、1～15重量份衝洗劑組成；其中懸浮劑由100重量份OCMA膨潤土、2重量份羥丙基瓜爾膠與8重量份黃原膠組成；稀釋劑由100重量份木質素磺酸鈉和20重量份磺化丹寧組成；衝洗劑由40重量份脂肪醇聚氧乙烯醚、40重量份油酸三乙醇胺及20重量份三聚磷酸鈉組成；加重材料為重晶石；該隔離液在180℃高溫條件下性能穩定，在保證體系具有很好懸浮穩定性的前提下仍具有良好的流變性能，與常規的水泥漿及鑽井液體系相容，改善鑽井液流變性能，提高頂替效率，增強水泥環與固井一、二界面膠結質量。
【專利說明】一種抗高溫固井用隔離液及製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種深井、超深井固井用隔離液，可用於固井注水泥作業中分隔鑽井 液和水泥漿，防止鑽井液與水泥漿相互接觸汙染。
【背景技術】
[0002] 隨著油氣勘探開發力度的逐年增大，深井和超深井的固井作業越來越多。由於這 類井投資大、風險高、工程難度大，隔離液對於保證這類井的固井作業安全、避免質量安全 事故和提高水泥漿的封隔質量具有重要的支撐作用。在深井和超深井固井作業中，常常會 遇到高溫高壓地層，在高溫條件下，隔離液外加劑會發生降解、失效等現象，從而使隔離液 性能發生變化，並且不易調整和控制。在一些深井、超深井固井應用中，隔離液體系中的聚 合物增粘材料易發生分子鏈氧化斷裂，致使粘度急速下降，起不到懸浮作用。同時為了保持 井眼壓力平衡，井內液柱壓力必須始終保持平衡或略高於地層壓力，這樣就必須使用高密 度的井下流體。隔離液密度的提高必然要增加加重材料摻量，進而會引發漿體流變性能變 差等問題。目前國內現有的隔離液體系普遍抗溫能力差，高溫條件下容易發生漿體粘度降 低、固相顆粒沉降等問題。隔離液體系的流變性和漿體穩定性對鑽井液頂替效率影響較大， 而鑽井液頂替效率是油氣井固井施工成功與否的重要保障條件之一。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種抗高溫固井用隔離液體系及製備方法，該方法製備的隔 離液體系由於有效地解決了高溫條件下體系的流變性和穩定性之間的矛盾，從而可以實現 預期頂替效果，提高水泥環與固井一、二界面膠結性能，保證固井質量。
[0004] 本發明為解決技術問題所採取的方案：100重量份淡水中在4000rpm下加入2? 8重量份懸浮劑攪拌3分鐘，溶解30分鐘；在4000rpm下依次加入2?10重量份稀釋劑， 25?400重量份加重劑攪拌10分鐘；在攪拌速度2000rpm下加入1?15重量份衝洗劑攪 拌1分鐘，配製出隔離液。製成的隔離液：其中懸浮劑由100重量份0CMA膨潤土、2重量份 羥丙基瓜爾膠與8重量份黃原膠組成；稀釋劑由100重量份木質素磺酸鈉和20重量份磺化 丹寧組成；衝洗劑由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 聚磷酸鈉組成；加重材料為重晶石。
[0005] 為保證隔離液體系的穩定性，其中最重要的就是懸浮劑。懸浮劑的選擇直接影響 到隔離液的塑性粘度、動切力、表觀粘度等參數。本發明中的懸浮劑包括起懸浮作用的0CMA 膨潤土以及起具有增粘作用的羥丙基瓜爾膠和黃原膠。0CMA膨潤土是一種層狀結構的粘土 礦物，在水介質中高度分散易形成網狀結構，並使大量自由水轉變成束縛水，從而在水中起 到一種支撐骨架的作用。羥丙基瓜爾膠是一種天然的增稠劑，極易溶於水。在低濃度下，可 形成高粘稠溶液，達到迅速增稠的功效。黃原膠是一種高分子多糖聚合物，即使是低濃度也 會產生很高的粘度，1%水溶液粘度相當於明膠的100倍，有較好的增粘作用，使隔離液保持 良好的懸浮穩定性。
[0006] 本發明與現有技術相比的有益效果：
[0007] 1、隔離液體系穩定，具有良好的增稠、懸浮、耐溫、耐酸鹼性以及具有良好儲存穩 定性，該產品耐溫可達180°C (BHCT)，具有很好的水溶性，使用方便；
[0008] 2、隔離液體系中加入衝洗劑，具有衝洗和隔離兩大功能，能有效改善鑽井液的流 變性，降低鑽井液的粘度和切力，對井壁和套管壁上附著的鑽井液及濾餅具有的良好衝洗 作用；
[0009] 3、隔離液與常規鑽井液、水泥漿體系具有良好的相容性，能夠有效的稀釋鑽井液， 提高頂替效率，防止水泥漿與鑽井液產生混漿。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010] 圖1 1#水泥原漿稠化曲線。
[0011] 圖2 2#混漿稠化曲線。
[0012] 圖3 3#混漿稠化曲線。
【具體實施方式】：
[0013] 實施例1
[0014] 根據隔尚液設計密度，按照100重量份淡水、2?8重量份懸浮劑、1?15重量份 衝洗劑、2?10重量份稀釋劑、25?400重量份加重劑進行配製。
[0015] 首先稱量淡水，在4000rpm下加入懸浮劑攪拌3分鐘，溶解30分鐘；在4000rpm下 依次加入稀釋劑、加重劑攪拌10分鐘；在攪拌速度2000rpm下加入衝洗劑攪拌1分鐘，配製 出隔尚液。
[0016] 為了測試隔離液體系的流變性能，配製了密度為1. 2?2. 5g/cm3共6個密度點的 隔離液。實驗方法如下：室溫條件下，在常壓稠化儀中攪拌20min後，用六速旋轉粘度計測 試流變性。從實驗結果可知(如表1、2所示)，各密度點的隔離液體系穩定、流變性能良好。
[0017] 表1隔離液體系組成設計
[0018]
【權利要求】
1. 一種抗高溫固井用隔離液，其特徵是：由100重量份淡水、2?8重量份懸浮劑、2? 10重量份稀釋劑、25?400重量份加重劑、1?15重量份衝洗劑組成； 其中懸浮劑由100重量份OCMA膨潤土、2重量份羥丙基瓜爾膠與8重量份黃原膠組成； 稀釋劑由100重量份木質素磺酸鈉和20重量份磺化丹寧組成； 衝洗劑由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 鈉組成； 加重材料為重晶石。
2. 根據權利要求1所述的抗高溫固井用隔離液，其特徵是：由100重量份淡水，7重量 份懸浮劑、3重量份稀釋劑、5重量份衝洗劑以及40重量份加重劑組成。
3. 根據權利要求1所述的抗高溫固井用隔離液，其特徵是：由100重量份淡水，3重量 份懸浮劑、7重量份稀釋劑、10重量份衝洗劑以及400重量份加重劑組成。
4. 一種權利要求1所述的抗高溫固井用隔離液製造方法，其特徵是：100重量份淡水中 在4000rpm下加入2?8重量份懸浮劑攪拌3分鐘，溶解30分鐘；在4000rpm下依次加入 2?10重量份稀釋劑，25?400重量份加重劑攪拌10分鐘；在攪拌速度2000rpm下加入 1?15重量份衝洗劑攪拌1分鐘，配製出隔離液。
5. 權利要求4所述的抗高溫固井用隔離液製造方法，其特徵是：首先稱量100重量份 淡水，在4000rpm下加入7重量份懸浮劑攪拌3分鐘，溶解30分鐘；在4000rpm下依次加入 3重量份稀釋劑、40重量份加重劑攪拌10分鐘；在攪拌速度2000rpm下加入5重量份衝洗 劑攪拌1分鐘，配製出隔離液。
6. 權利要求4所述的抗高溫固井用隔離液製造方法，其特徵是：首先稱量100重量份 淡水，在4000rpm下加入3重量份懸浮劑攪拌3分鐘，溶解30分鐘；在4000rpm下依次加入 7重量份稀釋劑、400重量份加重劑攪拌10分鐘；在攪拌速度2000rpm下加入10重量份衝 洗劑攪拌1分鐘，配製出隔離液。
【文檔編號】C09K8/40GK104449606SQ201310418107
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月13日 優先權日:2013年9月13日
【發明者】王翀, 馬學勤, 鄒建龍, 謝飛燕, 劉愛萍, 曾建國, 席方柱, 李鵬曉 申請人:天津中油渤星工程科技有限公司, 中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團海洋工程有限公司