CN105315979A - 一种固井用油基泥浆冲洗液及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固井用油基泥浆冲洗液及制备方法。所述冲洗液包括以重量份数计的以下组分：水100重量份；聚合物表面活性剂1～4重量份；纳米凹凸棒粉1～3重量份；所述聚合物表面活性剂结构式为

Description

一种固井用油基泥浆冲洗液及制备方法

技术领域

本发明涉及石油钻井固井领域，更进一步说，涉及一种固井用油基泥浆冲洗液及制备方法。

背景技术

井壁失稳给钻井、地质录井、测井及固井等作业带来一定的困难。油基钻井液常用于解决页岩稳定性问题，并取得了良好的钻井施工效果。但是就固井施工而言，油基钻井液会滞留在界面处并形成油浆和油膜，这将会严重影响水泥环的界面胶结强度，降低水泥环的封固质量，因此在固井注水泥作业前时要注入有高效冲洗作用的冲洗液，用于清洗粘附在界面处的油浆、油膜及泥饼，改善环空界面的胶结环境，保证水泥环的封固质量。

目前用于油基钻井液的冲洗液种类较多。申请号为02148985.8的中国专利“油基泥浆冲洗液及其制备方法”公开了一种包含2.5～3.5份氢氧化钠和4.0～5.0份乙二胺四乙酸再加入12.0～12.5份油酸的冲洗液，将其加入清水中搅拌20-30分钟，然后再加入2.0～2.2份十二烷基硫酸钠和5.0～5.5份烷基脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌55～65分钟，最后再加入有机硅消泡剂。

申请号为01115908.1的中国专利“油基泥浆固井用冲洗液”公开了由一种基础油和两种不同分子量的表面活剂以及一种烷基酚的聚氧乙烯醚组成的冲洗液，该冲洗液对油基泥浆和泥饼有较好的冲洗能力，同时对油基泥浆有显著稀释降粘作用。

以上现有技术所描述的冲洗液主要采用小分子量的表面活性剂作为冲洗油基泥浆的主要成分，组成较为复杂。这类冲洗液在高温下其冲洗效果有限，且小分子量的表面活性剂增粘、提切效果不明显，不能有效对油基泥浆进行顶替和冲洗。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种固井用油基泥浆冲洗液及制备方法。本发明的冲洗液具有一定的切力和粘度，组成简单，在水利机械作用下起到对油浆和油膜的拖拽作用；同时冲洗液有很强的乳化作用，能够有效乳化油膜和残油，达到有效清洗粘稠油基钻井液的目的。

本发明的目的之一是提供一种固井用油基泥浆冲洗液。

包括以重量份数计的以下组分：

水100重量份；

聚合物表面活性剂1～4重量份；优选为1-3重量份；

纳米凹凸棒粉1～3重量份；优选为1～2重量份。

所述聚合物表面活性剂结构式为

R基团为—O(EO)_x(PO)_yR₁，n＝5000～60000，x＝2～10，y＝2～10，R₁为—CH₂CH₂SO₃Na或—CH₂COONa；优选n＝10000～30000，x＝6～10，y＝6～10，R₁为—CH₂COONa；

所述纳米凹凸棒粉的颗粒直径在2～50nm中间，优选2-30nm之间。

聚合物表面活性剂作为一类高分子量的表面活性剂，具有很强的乳化作用，能够有效乳化油膜和残油，显著降低其油水界面张力；同时，较高的分子量，使其水溶液粘度大，利于对油浆的顶替和对油膜的拖拽，达到有效冲洗油基泥浆的作用。但是，并不是所有的聚合物表面活性剂都能作为冲洗液的成分应用于固井施工。这主要是由于，固井施工时冲洗液会与固井水泥浆接触，这要求两者相容性好，不会出现水泥浆增稠、絮凝，闪凝等，影响安全施工的情况发生。这就要求聚合物表面活性剂在发挥冲洗作用的同时，其结构类型不与现有固井水泥浆常规外加剂配伍性有冲突，影响固井水泥浆常规性能(不缓凝，不促凝，不影响失水等)；同时其分子量在合理的范围内，对水泥浆不增稠。本发明经过大量实验，筛选出适合固井工程特点的聚合物表面活性剂，并作为主要成分形成固井用油基泥浆冲洗液。

所述纳米凹凸棒粉粒径较小，悬浮稳定性好，使得冲洗液具有一定的切力，进一步提高了水利机械作用下对油浆和油膜的拖拽作用。

本发明的目的之二是提供一种固井用油基泥浆冲洗液的制备方法。

包括：

将所述组分按所述用量搅拌均匀制得所述固井用油基泥浆冲洗液。

本发明的冲洗液，对钻井中使用白油基和柴油基钻井液有较好的清洗驱替效果，可对油基钻井液进行有效清洗。用该冲洗液能有效解决钻井使用油基钻井液粘度高，固井时油膜清洗困难，环空顶替不干净的问题，尤其是对塑性粘度较大的钻井液冲洗效果更加明显。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

纳米凹凸棒粉：江苏玖川纳米材料科技有限公司“高纯纳米级凹凸棒粘土”。

聚合物表面活性剂：山东德州大陆架石油工程技术公司“聚表剂”DZB-151(n＝5000～10000,x＝8～10,y＝8～10,R₁＝—CH₂COONa)、DZB-161(n＝10000～30000,x＝6～8,y＝6～8,R₁＝—CH₂COONa)、DZB-171(n＝30000～60000,x＝2～6,y＝2～6,R₁＝—CH₂CH₂SO₃Na)

实例1：

100重量份的水中，加入1重量份的聚合物表面活性剂DZB-171，2重量份的纳米凹凸棒粉(颗粒直径30～50nm之间)，搅拌60min，形成均匀的悬浊液。

实例2：

100重量份的水中，加入2.6重量份的聚合物表面活性剂DZB-161，1重量份的纳米凹凸棒粉(颗粒直径30～50nm之间)，搅拌60min，形成均匀的悬浊液。

实例3：

100重量份的水中，加入4重量份的聚合物表面活性剂DZB-151，2重量份的纳米凹凸棒粉(颗粒直径2～30nm)，搅拌60min，形成均匀的悬浊液。

实例4：

100重量份的水中，加入1重量份的聚合物表面活性剂DZB-161，3重量份的纳米凹凸棒粉(颗粒直径2～30nm之间)，搅拌60min，形成均匀的悬浊液。

白油基钻井液基础配方为：基础油+2.8％主乳化剂+0.7％辅乳化剂+2％有机土+1％增黏剂+25％CaCl2溶液+2.5％CaO+2％降滤失剂+3～5％封堵剂+水。

柴油基钻井液基础配方：基础油+3.5％有机土+2.5％主乳化剂+0.9％辅乳化剂+1％增黏剂+20％CaCl₂溶液+2％CaO+3％降滤失剂+0.2％流型调节剂+2％封堵剂。

配制成油水比90:10、80:20和70:30三种油基泥浆进行冲洗试验。

表1不同油水比白油基钻井液的流变数据

表2不同油水比柴油基钻井液的流变数据

表3冲洗液对不同油水比白油基钻井液的清洗效果

表4冲洗液对不同油水比柴油基钻井液的清洗效果

从实验结果看，实例1～4，均能在很短的时间内有效冲洗干净油基钻井液，随着油水比的降低，油基钻井液的粘度和切力增加，要达到把油基钻井液100％冲洗干净，需要冲洗液冲洗的时间也越长。但基于聚合物表面活性剂的固井用油基泥浆冲洗液都能满足冲洗效果。

Claims (4)

1.一种固井用油基泥浆冲洗液，其特征在于所述冲洗液包括以重量份数计的以下组分：

水100重量份；

聚合物表面活性剂1～4重量份；

纳米凹凸棒粉1～3重量份；

所述聚合物表面活性剂结构式为

R基团为—O(EO)_x(PO)_yR₁，n＝5000～60000，x＝2～10，y＝2～10，R₁为—CH₂CH₂SO₃Na或—CH₂COONa；

所述纳米凹凸棒粉的颗粒直径在2～50nm中间。

2.如权利要求1所述的固井用油基泥浆冲洗液，其特征在于：

所述聚合物表面活性剂1～3重量份；

所述纳米凹凸棒粉1～2重量份。

3.如权利要求1所述的固井用油基泥浆冲洗液，其特征在于

所述聚合物表面活性剂中n＝10000～30000，x＝6～10，y＝6～10，R₁为—CH₂COONa；

所述纳米凹凸棒粉的颗粒直径在2～30nm之间。

4.一种如权利要求1～3之一所述的固井用油基泥浆冲洗液的制备方法，其特征在于所述方法包括:

将所述组分按所述用量搅拌均匀制得所述固井用油基泥浆冲洗液。