[发明专利]一种抗高温油气井固井用基液及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种油气井固井用油井外加剂，更进一步地说，是涉及一种抗 高温油气井固井用基液及其制备方法和应用。

背景技术

大多数钻井液，不论水基钻井液，还是油基钻井液与水泥浆都是不相容的。 在固井施工中，如果水泥浆与钻井液直接接触，钻井液将发生水泥侵，水泥浆 相将受到钻井液污染产生粘稠的团块状絮凝物质。因此在油田固井作业中，主 要依靠隔离液隔离钻井液和水泥浆，避免水泥浆因钻井液接触污染而提前稠化 或絮凝稠化；而且隔离液中的悬浮粒子能够冲蚀、清除絮凝或胶凝在套管壁和 井壁上的钻井液和滤饼；有效地控制不稳定地层的垮塌，为弱地层、漏失地层 和要求低失水的地层提供缓冲作用；将钻井液在管壁和井壁表面形成的亲油环 境转为亲水环境，有效地提高水泥浆在管壁和井壁表面的胶结质量。

隔离液主要用于隔离和塞流驱替钻井液，调整其流动性，可用于紊流顶替。 隔离液可分为粘性隔离液和紊流隔离液，用来塞流顶替和紊流顶替。对化学隔 离液始于70年代初期，自80年代以来，国内报道了一些适合我国具体情况的 隔离液。国内的隔离液体系种类比较少，大多数属于冲洗液，不能加重，起不 到隔离作用，不能保持井内压力平衡。而能够加重的隔离液也主要应用在浅井 固井，应用温度范围一般不超过90℃，温度再高，隔离液就会失去稳定性，加 重剂沉淀，不能保持其密度、塑性粘度和动切力，不能确保钻井液与水泥浆有 效隔离，影响对钻井液的顶替效率和水泥环强度。

目前国内粘性隔离液体系普遍存在抗温性能不够，在一些深井应用中，其 中的增粘材料在高温下易发生分子链氧化断裂，致使其粘度急剧下降，完全起 不到悬浮粒子、冲刷泥饼的作用；或者不适用于盐水体系，在矿化度较高的环 境中性能指标急剧下降，也无法达到其隔离液的功效；并且悬浮稳定性能不好， 很难达到所要求的密度设计要求。

发明内容：

针对以上现有技术中的问题，为适应油田开发应用的需要，本发明的目的 是提供一种可制备耐高温，抗盐性能良好且密度可任意调节的隔离液体系的基 液。

本发明的另一目的是提供上述基液的制备方法。

本发明的再一目的是提供上述基液的应用，即由上述基液制备的耐高温， 抗盐性能良好且密度可任意调节的隔离液、冲洗液等。

本发明所述的一种抗高温油气井固井用基液，主要包含有以下组分：a.水、 b.高分子增粘剂、c.表面活性剂、d.页岩稳定剂、e.高温稳定剂。

以上所述的水没有特殊的种类限制，可以是自来水，也可以是蒸馏水、地 层水、河水等。

以上所述高分子增粘剂主要起增粘作用，选自生物胶(生物高分子聚合物)、 高分子纤维类聚合物中的至少一种，优选自黄原胶、高分子纤维素中的至少一 种。其中高分子纤维素的分子结构同式如下：

高分子纤维素更优选自羧甲基纤维素(CMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟 丙基甲基纤维素(HPMC)中的至少一种。属于高分子纤维类，它们有更好的降 失水效果，能使水增粘，减少基液的胶凝或稀薄化。本发明的基液中高分子增 粘剂主要起到交联和螯合作用。所述高分子增粘剂以组分a的水为100重量份 数计，为6～20份，优选为10～15份。

以上所述表面活性剂为阴离子的表面活性剂，优选自烷基酚聚氧乙烯醚 (OP-10)、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的至少一种。阴离子表面活性 剂可包围分散的粘土粒子，使之由于静电斥力而不互相聚集，防止固相颗粒沉 降和堆积，从而达到清洗井壁油膜和乳化作用，使井内成为水润湿相，有助于 水泥与地层和套管胶结。所述表面活性剂以组分a的水为100重量份数计，为1～ 8份，优选为2～3份。

以上所述页岩稳定剂为碱土金属盐、褐煤中的至少一种，优选自氯化钾、 褐煤、硝酸钠、硫酸镁中的至少一种。现有技术中的褐煤的组分参数一般为： 水分Mad(％)：7.47～15.39，灰分Ad(％)：9.08～47.80，挥发分Vdaf(％)：43.76～ 57.88，硫分St，d(％)：0.66～3.90，发热量Qbad(mj/kg)：12.8～22.1。碱土金属 盐可起到阻碍造浆作用，使井壁不致于垮塌，同时起到稳定井壁的作用。所述页 岩稳定剂以组分a的水为100重量份数计，为1～8份，优选为2～3份。