[发明专利]一种固井用高效抗污染隔离液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于石油固井工程前置液技术领域的一种固井用高效抗污染隔离液及其制备方法。

背景技术

固井工程的最终目的是保证固井质量，保证水泥环与套管、地层有效密封胶结，防止不同地层间的油气水相互窜通，从而保证油气井的正常开采和长期开采寿命，为生产后期酸化压裂增产改造提供便利。

固井时用水泥浆驱替钻井液，并在环空侯凝形成水泥环以支撑套管、封固地层，在这个过程中面临的复杂情况有：

(1)钻井液与水泥浆的接触污染

钻井液体系是一个组分复杂而多相的流体体系，处理剂多为大分子聚合物，与水泥浆体系是两种理化特性不同的流体，如未进行特殊的抗污染设计，一般都会呈现严重的化学不兼容现象。两种流体在井下直接接触时接触界面混浆段流体变稠、絮凝，流体流变性能恶化，流体摩阻、排量和返速等水力参数发生相应的变化，严重影响顶替效率，流体接触混浆段流体摩阻增大导致高泵压，极易压漏薄弱地层。

(2)水泥浆与二界面胶结质量差

①虚泥饼、絮凝污染物的影响。钻井液胶凝物粘附于井壁易形成虚泥饼，尤其是在下套管、测井钻井液静止时钻井液干枯、脱水、稠化滞留于井壁，不易清除；流体掺混段的絮凝物质粘附在井壁和套管壁，采用常规顶替难以将其顶替出来。粘附物在水泥浆凝固后失水收缩干裂，形成微环隙或微裂缝，造成界面与水泥环整体封固系统渗透率增大，为环空气窜埋下隐患。尤其是在井眼不规则井段(如大肚子，糖葫芦，狗腿)，混浆极易在此段滞留，导致此井段水泥环被严重破坏、层间密封不严或失效等。

②含油钻井液形成的泥饼与水泥浆亲和性差。水平井钻井过程中，在大斜度段混入柴油、原油或白油降低钻井摩阻，或采用油基钻井液或乳化钻井液，在界面粘附一层油膜，与水泥浆没有良好的亲和性，界面胶结质量低。有研究表明亲油界面与水泥环界面胶结强度几乎为零。

针对钻井液与水泥浆的接触污染，二界面胶结质量差的问题，提出在钻井液与水泥浆之间打入一种起到隔离、冲刷效果的隔离液体，也称前置液，防止两种流体的接触污染，有效冲刷、携带井壁和套管壁上的虚泥饼，为保证固井质量提供前提条件。

目前国内隔离液技术发展相对缓慢，隔离液体系的研究主要针对于某区块或油田，密度控制范围小，性能和用途范围窄，不能适应各种井况条件和现场使用的要求，不具有广泛应用性；且流变性能的调节能力和范围不满足钻井液、水泥浆顶替机理的要求以及现场的应用要求。本发明与目前的研究成果相比，抗污染能力强，能良好地兼容钻井液、水泥浆，防止接触污染，清除套管和井壁表面滞留物，改善固井表面润湿性能，同时还具有宽泛的密度适用范围，制备灵活易行，具有广泛的实用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固井用高效抗污染隔离液，以解决固井作业中两相流体接触污染顶替效率低、水泥环胶结质量差等问题，本发明在密度1.20g/cm³-2.60g/cm³范围内性能可控，在温度40℃～140℃范围内性能稳定；具有优良的抗污染性能，稀释钻井液并有效隔离钻井液与水泥浆，防止接触污染，提高顶替效率；可对井壁虚泥饼、干枯脱水胶凝稠化钻井液等附着物有效磨蚀、刮削和驱替携带，改善固井胶结质量。

本发明的另一目的是提供该固井用高效抗污染隔离液的制备方法，该制备方法可分为干法和湿法两种，操作灵活，实用性强。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

一种固井用高效抗污染隔离液，其各组分按以下重量比组成：

100份清水，

4～29份悬浮稳定剂，

0.5～5份降失水剂，

0.3～2份增粘剂，

0.1～5稀释剂，

0～5份提粘提切剂，

30～350份加重剂，

1～25份pH值调节剂，

0.1～0.5份消泡剂。

所述悬浮稳定剂为钠基膨润土、羟丙基淀粉醚或聚乙二醇。

所述降失水剂为腐殖酸钠、硝基腐殖酸钠、磺甲基腐殖酸钠或磺甲基酚醛树脂。

所述增粘剂为海泡石、羟乙基纤维素或羧甲基纤维素钠。

所述稀释剂为磺甲基五倍子酸钠、磺甲基双五倍子酸钠、铁铬木质素磺酸钠或铁铬木质素磺酸钙。

所述提粘提切剂为碳酸钠或碳酸钙。

所述加重剂为重晶石粉、钛铁矿粉或磁铁矿粉。

所述pH值调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸氢钠。