[发明专利]一种油基泥浆固井用双效隔离液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油基泥浆固井用双效隔离液及其制备方法，石油天然气钻井固井技术油田化学领域。

背景技术

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的使用要求，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。

随着以页岩气为代表的非常规油气资源的不断开发，油基钻井液广泛运用于页岩气钻井技术中，其具有能抗高温、抗盐钙侵、有助于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度小等多种优点。但是，不可避免地将面临油基泥浆固井方面的难题。目前，国内外70％页岩气均使用油基泥浆钻井液开发，油基钻井液钻完井，套管壁、井壁上粘附着一层油膜，其导致水泥环界面胶结性能变差，严重影响顶替效率以及固井质量。另外，油基泥浆与水泥浆的相容性较差，油基泥浆中被油包含着的固相遇到水泥浆，会发生破乳现象，稳定性降低；油基泥浆破乳后与水泥浆中的水泥颗粒发生作用形成胶凝物，极易造成堵塞，影响固井施工的顺利进行。与常规水泥浆固井相比，当井筒内的油基泥浆不能得到有效驱替时，会严重影响第一胶结面的剪切胶结及第二胶结面的水力胶结。

基于以上油基泥浆固井方面存在的问题，常规的隔离液已不能满足各种环境复杂油井性能要求，需要采用具有良好地冲洗和隔离功能以及能够适应各种复杂环境的隔离液体系。本发明经过长时间的探索，将冲洗和隔离功能整合在一起，开发出了一种具有良好地冲洗和隔离功能以及能够适应各种复杂环境的双效隔离液体系，这种双效的隔离液能够将亲油界面转化为亲水界面，从而降低油基泥浆对常规水泥浆体系的污染，解决两界面胶结问题，实现环空界面的高质量胶结和封固，还能满足各种复杂环境的油井条件。同时，该隔离液与油基泥浆接触后可以防止油基泥浆破乳，保证泥浆的稳定性。

双效隔离液主要作用机理有：

①润湿反转：隔离液中的表面活性剂分子可与乳化剂的非极性基团结合，消弱它的亲油性，使乳化剂由亲油转变为亲水状态。

②逆乳化增溶作用：表面活性剂分子具有双亲结构性质，可产生润湿、逆乳化亲水增溶作用，形成水包油状胶束，分散悬浮于冲洗液中。

③渗透作用：与油的烃链分子形成分子间力，降低界面张力，对界面上的油膜形成非常强的渗透力，加快界面上油浆、油膜的溶解分离速率。

④螯合作用：与油基钻井液中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺等金属离子形成配位键，产生螯合作用，生成稳定的、溶于水的或者胶状悬浮状态的二元或多元络合物。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种油基泥浆固井用双效隔离液及其制备方法，应用表面活性剂及胶体理论，解决油基泥浆固井中面临的油膜冲洗问题及防止油基泥浆破乳的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种油基泥浆固井用双效隔离液，含有以下重量份的原料：100份清水，10～20份冲洗剂，1～2份隔离剂，10～15份填充剂，1～5份缓凝剂，0.1～0.2份消泡剂；所述的冲洗剂为磷脂类复合表面活性剂；所述的填充剂为超细微粒材料；所述的缓凝剂为AMPS聚合物类缓凝剂；所述的消泡剂为聚醚类消泡剂；所述隔离剂为聚乙烯类有机高分子隔离剂。

一种油基泥浆固井用双效隔离液，还包括0～260份加重剂，所述的加重剂为重晶石或铁矿粉。

一种油基泥浆固井用双效隔离液的制备方法，包括以下步骤：在100份清水中加入1～2份的隔离剂，1800r/min下充分搅拌均匀后慢慢加入15～20份的填充剂，1～5份的缓凝剂，待基液配置完成后根据密度要求加入加重剂，搅拌均匀后加入10～15份的冲洗剂保持低速旋转，待液体分布均匀最后加入0.1～0.2份的消泡剂，保持转速继续搅拌1～2小时。

本发明的有益效果是：

(1)本发明提供的油基泥浆固井用双效隔离液对油基泥浆具有很好的隔离效果，其主要成分是高分子聚合物隔离剂、油基泥浆高效冲洗剂以及适当加量的缓凝剂和加重剂。

(2)本发明采用的冲洗剂对油基泥浆滤饼具有渗透作用，其中的油基泥浆高效冲洗剂可与油基泥浆形成分子间力，降低界面张力，对界面上的油膜具有强渗透力，从而加快界面上油浆、油膜的溶解分离速率。