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      一種適用于油基鉆井液的固井沖洗液體系及制備方法

      文檔序號:9660989閱讀:980來源:國知局
      一種適用于油基鉆井液的固井沖洗液體系及制備方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001] 本發(fā)明涉及油氣井固井領(lǐng)域,尤其涉及一種適用于油基鉆井液的固井沖洗液體系 及制備方法,特別適用于固井前對油基鉆井液進(jìn)行沖洗,提高固井界面膠結(jié)質(zhì)量。
      【背景技術(shù)】
      [0002] 油基鉆井液抗污染能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定、抑制性強(qiáng)、潤滑性好,有利于保持井壁穩(wěn)定, 能最大限度地保護(hù)油氣層,在泥頁巖、鹽膏層等復(fù)雜地層和深井、大位移井等特殊鉆井施工 中應(yīng)用逐年增加。然而在油氣井固井中,油基鉆井液會對固井質(zhì)量產(chǎn)生不利影響:油基鉆井 液粘度高、附著能力強(qiáng),造成套管及井壁沖洗困難;油基鉆井液在井壁上形成致密的濾餅, 難以被沖洗液有效沖洗,導(dǎo)致在井眼環(huán)空界面處形成微環(huán)隙;油基鉆井液會使井壁及套管 壁變?yōu)橛H油性,影響水泥漿與井壁及套管界面膠結(jié)質(zhì)量。由于以上原因,降低了固井第一、 第二界面膠結(jié)強(qiáng)度,嚴(yán)重影響固井質(zhì)量,甚至有可能引起油氣水竄流。多年以來,如何有效 清除殘留油基鉆井液及濾餅、保證套管及井壁的水潤濕性,一直都是固井工程上的難題。
      [0003]國內(nèi)外就適用于油基鉆井液的沖洗液進(jìn)行了大量的研究。如CN1174075C公開的油 基鉆井液固井用沖洗液,主要由聚乙二醇酯、水潤濕劑烷基酚聚氧乙烯醚及基礎(chǔ)油相組成, 該沖洗液能有效沖洗殘留油基鉆井液及濾餅,同時(shí)對油基鉆井液具有較好的稀釋降粘作 用。CN1405265A公開的油基鉆井液沖洗液及其制備方法,主要用于解決二界面膠結(jié)強(qiáng)度低 的問題,其主要作用成分為螯合劑乙二胺四乙酸二鈉、表面活性劑十二烷基硫酸鈉和烷基 脂肪醇聚氧乙烯醚。CN103555306A公開的一種適用于高溫高鹽環(huán)境的油基鉆井液沖洗液, 主要作用成分為離子型表面活性劑AES和非離子表面活性劑月桂醇聚氧乙烯醚,該體系具 有較高的鹽濃度,且能耐較高溫度。岳前升等研制出一種油基鉆井液濾餅解除液HCF,它是 一種相對穩(wěn)定的水包油乳液體系,其中水相有混合酸、清洗滲透劑、粘土穩(wěn)定劑、緩蝕劑、乳 化劑及防垢劑等組成。王柳等研制了一種適用于油基鉆井液的沖洗液BCS-020L,具有較好 的沖洗能力和潤濕反轉(zhuǎn)能力。美國專利6,686,323公開的一種沖洗液,其作用機(jī)理是利用烷 基聚葡萄糖苷類表面活性劑及酯類溶劑的混合溶液進(jìn)行沖洗。哈里伯頓公司的Ryan等人、 貝克休斯公司的Jonathan等人均提出將微乳液技術(shù)應(yīng)用到固井沖洗液中,用于清洗井眼中 殘留的油基鉆井液,并初步取得了一定成果。
      [0004]目前普遍認(rèn)為對界面粘附的油基鉆井液、濾餅的有效沖洗及對界面高效的潤濕反 轉(zhuǎn)是提高油基鉆井液條件下界面膠結(jié)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。目前所研究與開發(fā)的針對于油基鉆 井液的固井沖洗液體系,主要以聚合物、表面活性劑溶液為主,存在潤濕反轉(zhuǎn)能力弱,無法 高效地將井壁上鉆井液及濾餅清洗干凈等不足,難以滿足固井需求。因此,研究適用于油基 鉆井液的高效固井沖洗液具有顯著的市場效益。

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有固井沖洗液對油基鉆井液沖洗效率低、界面膠結(jié)質(zhì) 量差的缺點(diǎn)和不足,提供了一種適用于油基鉆井液的固井沖洗液體系及制備方法。該沖洗 液體系是通過將微乳液稀釋成納米乳液,并加入聚合物、加重劑、分散劑和穩(wěn)定劑等,制備 出密度為l.〇lg/cm3~1.90g/cm3,適用溫度范圍可達(dá)20°C~130°C的沖洗液。該固井沖洗液 中的納米乳液具有滲透、溶解、增溶、攜帶等性能,能夠快速、高效地清除殘留的油基鉆井 液,與油基鉆井液具有較好的相容性,對環(huán)空界面具有良好的潤濕改性作用,有利于促進(jìn)水 泥環(huán)與環(huán)空界面的膠結(jié),具有現(xiàn)場施工簡單和顯著提高固井質(zhì)量的優(yōu)勢。
      [0006] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明的固井沖洗液體系,按照質(zhì)量份數(shù)其組成為:
      [0007] 清水 100 份;
      [0008] 陰離子表面活性劑0.8~1.2份;
      [0009] 非離子表面活性劑0.6~0.8份;
      [0010] 助表面活性劑 0.7~1.0份;
      [0011] 油相 6.0~10.0份;
      [0012] 鹽水相 8.0~12.0份;
      [0013] 聚合物 0.15~5.0份;
      [0014] 加重劑 0.0~150份;
      [0015]鹽 1.0~2.5份。
      [0016] 所述陰離子表面活性劑可以是十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫 酸鈉中的一種。
      [0017] 所述非離子表面活性劑可以是脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3、AE0-5、AE0-9或多元醇酯 Tween40、Tween60、Tween80 中的一種。
      [0018] 所述助表面活性劑可以是正丙醇、正丁醇、正戊醇、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚、乙二 醇丁醚中的一種。
      [0019] 所述油相可以是正己烷、正庚烷、正辛烷、環(huán)己烷中的一種。
      [0020] 所述鹽水相可以是氯化鈉水溶液、氯化鉀水溶液之一,質(zhì)量百分比濃度為1.5~ 3.0%〇
      [0021] 所述聚合物可以是2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)與N,N-二甲基丙烯酰胺 (DMAA)聚合物、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)與丙烯酰胺(AM)聚合物、羧甲基羥乙基纖 維素(CMHEC)、聚乙烯醇(PVA)、黃原膠中的一種或幾種組合。
      [0022] 所述加重劑可以是重晶石粉末、石英砂、鐵礦粉中的一種或幾種組合,所述重晶石 粒徑介于25~48μηι,所述石英砂粒徑介于58~106μηι,所述鐵礦粉粒徑介于10~37μηι。
      [0023]所述鹽可以是氯化鉀、氯化鈉中的一種。
      [0024]所述適用于油基鉆井液的沖洗液體系的制備方法,步驟如下:
      [0025] 在漿杯中加入8.0~12份鹽水相,再加入0.6~0.8份非離子表面活性劑以及0.8~ 1.2份陰離子表面活性劑,以一定轉(zhuǎn)速攪拌均勻,加入6~10份油相,然后加入0.7~1.0份助 表面活性劑,靜置1~3h,體系自發(fā)形成穩(wěn)定的微乳液;在另一個漿杯中加入100份清水,并 加入1.0~2.5份鹽,待其徹底溶解后,投入0.15~5.0份聚合物,先以800~1200r/min高速 攪拌10~30min再以150~300r/min低速攪拌lh,然后加入0.0~150份加重劑,攪拌均勻;將 上述兩種溶液混合并以800~3000r/min攪拌1~3min,S卩可得到適用于油基鉆井液的固井 沖洗液體系。
      [0026]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):(1)本發(fā)明中的短鏈醇能同時(shí)溶于油相及水相中,對油相及水相具 有一定程度改性作用,能有效降低油水之間界面張力,有利于增加對油的沖洗能力;(2)沖 洗液沖存在大量膠束,能增溶大量的油并"溶解"在水中,提高了沖洗能力及攜油能力;(3) 沖洗液中的表面活性劑能在油濕性的井壁及套管界面鋪展開來,使之變?yōu)樗疂裥?,使油?鉆井液更難粘附在其表面從而更易被沖洗,同時(shí)為水泥漿膠結(jié)提供合適、清潔的環(huán)境;(4) 沖洗液中的納米液滴結(jié)構(gòu)增大了界面面積,增加了沖洗液與油基鉆井液的接觸效率,能有 效地清洗油基鉆井液;(5)納米乳液粒徑很小,可滲透到濾餅中,加速破壞、溶解濾餅,提高 對濾餅的沖洗效果。
      [0027]本發(fā)明提供了一種原理可靠、配制簡單、成本低、能滿足現(xiàn)場固井要求的沖洗液體 系,該沖洗液體系克服現(xiàn)有針對油基鉆井液的固井沖洗效率低、潤濕反轉(zhuǎn)能力差的缺點(diǎn),密 度在1.01g/cm3~1.90g/cm3之間可調(diào),固井沖洗作業(yè)溫度范圍可達(dá)20°C~130°C。
      【具體實(shí)施方式】
      [0028]實(shí)施例1:一種適用于油基鉆井液的固井沖洗液體系的組成
      [0029] -種適用于油基鉆井液的固井沖洗液體系可由以下物質(zhì)組成,各物質(zhì)的質(zhì)量份數(shù) 具體為:清水1〇〇份、陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉1份、非離子表面活性劑脂肪醇聚 氧乙烯醚AE0-9 0.7份、助表面活性劑正丁醇0.7份、油相正庚烷7份、鹽水相氯化鉀水溶液9 份、聚合物羧甲基羥乙基纖維素3份、加重劑石英砂32份、氯化鉀2份,沖洗液密度為1.2g/ cm3。
      [0030]實(shí)施例2:-種適用于油基鉆井液的固井沖
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