[发明专利]一种固井用隔离剂

说明书

技术领域

本发明公开了一种固井用隔离剂，特别涉及一种水溶性的固井用隔离剂，属于石油工业固井工程技术领域。

背景技术

 固井是钻井过程中的重要作业，在固井作业时，为了防止钻井液与水泥浆互窜，引起水泥浆的污染和性能突变，特别是水泥浆的闪凝现象，导致固井作业无法进行，在固井过程中需要在水泥浆和钻井液之间使用隔离液进行隔离。在钻井工程开始，隔离液就发展起来了，最早的隔离液，是比较纯净的清水，但随着钻井液体系的发展，清水已经无法满足要求。现已逐渐发展起可加重的、抗污染的隔离液技术。目前的固井用隔离液可分为两类：

   一类是水溶性的隔离剂（液）。这类隔离液的分散介质以水为主，是由水、表面活性剂、加重材料和增粘剂等组成的混合物。这类隔离液的相容性、热稳定性较好，是目前使用较为广泛的一种。如专利CN200810137633.1水基隔离液。但现有的水溶性隔离液的仍存在以下不足：

   第一、由于钻井液和水泥浆的密度非常高，而这类隔离液的密度相对较低，在三方相接触的界面容易出现渗透膜，即出现置换现象，容易引起水泥浆的性能突变。

第二，由于钻井液的种类繁多，这类隔离液的配伍性受到影响，容易引起钻井液性能变化，也可导致水泥浆性能突变。

 第三，这类隔离液使用了大量的有机处理材料，导致其抗温、抗盐性差。

另一类是油溶性隔离液。这类隔离液主要以油相为分散介质，添加一些表面活性物质构成，在固井作业时，形成无渗透的渗透膜，完全能隔离钻井液与水泥浆的界面，有很好的隔离作用。现有的油溶性隔离液的不足之处在于：

     第一，由于是油相作为分散介质，导致其无法配制成高密度的隔离液，满足不了深井或超深井或高压油气层的固井要求。

第二，由于是油相作为分散介质，容易在大型的固井作业引起火灾。

第三，由于是油相作为分散介质，这类隔离液的使用成本非常高，不利于推广使用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种与钻井液和水泥浆不相容、流变性能可调节的固井用隔离剂，本发明的固井用隔离剂在150℃的温度以内流变性能的调节可达到紊流状态，并具有良好的悬浮稳定性能。

为了实现上述发明目的，本发明人经过一系列试验研究，提供了以下技术方案：

一种固井用隔离剂，它是由以下重量份的原料制备而成的共聚物：

丙稀酰胺单体30-40份，

甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵40-50份，

乙醇10-25份，

亚硫酸钠2-5份。

上述固井用隔离剂的制备方法包括以下步骤：

（1）、在聚合槽中加入丙烯酰胺单体的水溶液，搅拌，升温至60-65℃，加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，搅拌均匀，滴加亚硫酸钠，反应3-4h，得到固井用隔离剂水溶液；

（2）、向步骤（1）所得固井用隔离剂水溶液中加入乙醇，搅拌均匀，加热至80℃±5℃，负压闪蒸得共聚物粗品，负压闪蒸使乙醇中溶解的其它杂质随之带出，直到无气体为止；

（3）、得到的共聚物粗品继续升温至100±5℃进行干燥，干燥物经筛分、磨粉，得共聚物成品。

目前广泛使用的隔离剂为水溶性隔离剂，但现有的水溶性隔离剂是多种有机物组成的组合物，需要在现场使用时根据固井井深和水质动态调整配制隔离剂，使用不方便，使用范围较窄，不利于推广使用。并且由于现有的隔离剂为复配物，密度相对较低，界面容易出现渗透膜，其抗温、抗盐性较差。并且长期以来，隔离剂的粘度选择一直是本领域的技术难题，如果隔离剂的粘度较低，则其流动性较好，有利于水泥泵车的泵入需要，但粘度低又会导致对水泥浆和钻井液的隔离效果相对较差；如果隔离剂的粘度较高，则其对水泥浆和钻井液的隔离效果更好，但可泵性则相对较差。

本发明的隔离剂，是通过丙烯酰胺单体充分分散溶解后加入接枝聚合物（甲基）丙稀酰氧基乙基三甲基氯化铵，并加入引发剂亚硫酸钠充分分散接枝，在特定条件下共聚并经乙醇提纯而成的聚合物，它是一种单一的高分子聚合物（经检测，本发明的隔离剂分子量为1000万左右），属于水溶性隔离剂。由于在丙烯酰胺单体聚合时加入了接枝聚合物（甲基）丙稀酰氧基乙基三甲基氯化铵、引发剂亚硫酸钠，并严格控制反应条件，使得聚合得到的聚合物为阳离子型共聚物，使得隔离剂具有优越的抗盐性和抗高温性。本发明的共聚物隔离剂具有较高的粘弹性和剪切稀释性，在搅拌时会变稀，流动性好，有利于水泥泵车的泵入需要，在静止时变稠，有利于更好地对水泥浆和钻井液起到隔离作用。