[发明专利]包含表面活性剂的隔离液和水泥浆

说明书

根据本公开的至少一个实施例，一种井筒固井系统可以包括隔离液和水泥浆。所述隔离液可以定位在井筒内，并且所述隔离液可以包括包括一种或多种表面活性剂的第一表面活性剂包。所述水泥浆可以定位在所述井筒内，并且所述水泥浆可以包括包括一种或多种表面活性剂的第二表面活性剂包。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月4日提交的美国非临时申请序列号15/586,543、于2017年2月3日提交的美国临时专利申请序列号62/454,189以及于2017年2月3日提交的美国临时专利申请序列号62/454,192的优先权，所述申请的全部内容通过引用以其整体结合在此。

技术领域

本公开的实施例总体上涉及自然资源钻井，并且更具体地说，涉及在钻井过程中利用的隔离液和水泥浆。

背景技术

对如石油或天然气等地下燃料源的发现和采集存在持续的需求。采集地下燃料源可能需要从地表钻一个洞到地下储存燃料的地质地层。利用专用钻孔技术和材料来形成钻孔并采集燃料。钻井作业中使用的专用材料包含隔离液和水泥浆，所述隔离液和水泥浆可以调配用于特定的固井条件和工艺。

缩略语索引

在本公开中，以下术语或测量单位已经被缩略，其中：

℉＝华氏度；

cP＝厘泊；

HLB＝亲水-亲脂平衡；

lb/100ft²＝每100立方英尺磅

M＝格里芬方法计算中整个分子的分子量；

M_h＝格里芬方法计算中分子的亲水部分的分子量；

min＝分钟；

OBM＝油基泥浆；

ppcf＝每立方英尺磅；

PV＝塑性粘度；

RPM＝每分钟转数；

SOMB＝合成油基泥浆；

wt.％＝重量百分比；以及

YP＝屈服点。

发明内容

井筒通常是混凝的，其中管状物与井筒壁之间的环填充有水泥。在固井之前，井筒可以填充有油基钻井液，有时称为钻井泥浆。为了移除钻井液，其可以被进入环并且固化成水泥的水泥浆置换。隔离液可以用于将钻井液与水泥浆分离，因为钻井液可以是油基的并且水泥浆可以是水基的，使得它们的相互作用对水泥浆不利。

当水泥浆为水基的时，它们可以与水可润湿的表面形成更强的粘合。因此，如果不解决这个问题，则由非水钻井液接触的井筒部分(导致油润湿的表面)可以展现出较差的水泥粘合。较差的水泥粘合可以导致较差的隔离，并且因此导致不希望的套管-套管或管-套管环形压力的累积。

因此，需要隔离液，其为先前与非水(例如，油基)流体(如一些钻井液)接触的表面上的水泥浆提供增强的润湿性。另外，需要一种水泥浆，其在已经暴露于油基钻井液的表面上提供增强的润湿性。

已经发现，在隔离液、水泥浆或两者中使用表面活性剂可以有助于避免由与水泥浆接触的表面上的残余油基钻井液引起的水泥粘结问题。表面活性剂可以增加如管状物或井筒壁的表面的水润湿性，增强与水基水泥浆的粘合。