CN107603576B - 一种固井用油基泥浆冲洗液及其制备和评价方法 - Google Patents

Abstract

一种固井用油基泥浆冲洗液及其制备和评价方法，所述冲洗液包括溶剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、聚合物和水，所述聚合物由选自N,N‑二甲基丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯晴、2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸、丙烯酰胺中的一种或者更多种单体聚合而成；所述制备方法包括将聚合物溶于水中，将非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂溶解于溶剂中，将含有聚合物的水溶液加入到溶有表面活性剂的溶剂中，搅拌均匀；所述评价方法包括综合固井用油基泥浆冲洗液对油基泥浆的冲洗效果、水润湿能力、对油基泥浆和水泥浆的相容性三个评价指标判断固井用油基泥浆冲洗液的性能。本申请的油基泥浆冲洗液具有优良的冲洗效果，与油基泥浆、水泥浆相容性良好。

Description

一种固井用油基泥浆冲洗液及其制备和评价方法

技术领域

本申请涉及但不限于一种固井用油基泥浆冲洗液及其制备方法，和一种评价油基泥浆冲洗液的方法。

背景技术

在油基泥浆完钻井段，井壁和套管壁上粘附着一层油浆、油膜，它将导致水泥环的界面胶结性能较差。室内试验表明，在这种情况下水泥石的界面胶结强度为零，这将严重影响固井质量。因此，注水泥前用冲洗液洗净粘附在井下环空界面上的油浆、油膜是成功固井的关键措施。

国外的石油公司主要是在隔离液体系当中加入能使油基泥浆润湿反转的表面活性剂进行作业，如斯伦贝谢的D607，贝克休斯的S-5、MCS-GS，主要关注隔离液与油基泥浆的相容性以及表面活性剂对油基泥浆润湿反转的特性。国内产品品种单一，可选性差，主要关注对胶结面油膜的清洗，对于油基泥浆润湿反转(电导率法)的测定以及相容性关注较少。

专利CN 103642475A公开了一种洗油冲洗剂，对各类油基钻井液有良好的冲洗效果和润湿反转作用，利用该冲洗剂配制的隔离液可解决油井钻井液与水基隔离液、水泥浆的不兼容问题。该冲洗剂主要由皂基、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、山梨醇酐单油酸脂和水构成，主要使用转子沾油基泥浆在300rpm/min下用6％的洗油冲洗剂冲洗5min，利用称重法评价冲洗效率，用钢片沾油基泥浆用冲洗液冲洗后测量润湿角来测定润湿反转作用。

专利CN 1405265A公开了一种油基泥浆冲洗液，该冲洗液主要由十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、油酸、氢氧化钠、乙二胺四乙酸、水构成。具有隔开钻井液与水泥浆的作用，能够防止接触污染，与钻井液的相容性好，可以降低钻井液的粘度和切力，能更有效地冲洗二界面，提高胶结强度。主要用现场的作业数据对效果进行评价，如固井质量等。

专利CN 1329126A公开了一种油基泥浆固井用冲洗液，该冲洗液由猪油酸聚氧乙烯脂、柴油、烷基酚聚氧乙烯醚构成。该冲洗液对油基泥浆和泥饼具有较好的冲洗效果，同时对油基泥浆具有较好的稀释降粘作用。用钢管和岩心模拟一二胶结面，同样通过沾油基泥浆用冲洗液冲洗的方法测试冲洗效果，将清洗过的钢管和岩心以及空白置于一定的模具中，灌入水泥浆，测试胶结强度。

专利CN 106367050A公开了一种高密度油基钻井液用耐超高温冲洗液及其制备方法，该冲洗液由椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、烷基苯磺酸三乙醇胺盐、乙二醇单丁醚、马来酸丙烯酸共聚物、水组成，抗温达190℃，冲洗效率90％以上。只用六速旋转粘度计的外筒沾油基泥浆进行模拟冲洗，以此计算冲洗效率，没有提及其他性能的测试。

专利CN 105419758A公开了一种适用于油基钻井液的固井冲洗液体系及其制备方法，该冲洗液体系由阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、助表面活性剂、油相、盐水相、聚合物、加重剂、水、盐等组成，适用温度20℃～130℃。该专利评价了冲洗液与油基泥浆的相容性，也是通过模具浸入油基钻井液之后用冲洗液冲洗进而测试冲洗效率，利用接触角测试法评价了润湿反转性能，并测试了二界面胶结强度。

专利CN103555304B公开了一种油基冲洗隔离液及其制备方法，该隔离液主要由清水、表面活性剂、螯合剂、悬浮稳定剂、增粘剂、提切提粘剂、加重剂、pH调节剂、消泡剂等组成。该隔离液具有冲洗和隔离的双重作用，稳定性良好。CN103555304B中只是简单测试了该体系的稳定性和流变参数，并没有评价对油基泥浆的冲洗效果、润湿反转等性能。

专利CN104140798A公开了一种用于清洗油基钻井液的抗冻型冲洗液，该冲洗液主要由非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、和冰点降低剂组成，最低施工温度达-15℃。评价实验中用钢片测试了润湿角，同时测试了低温下的流动性，并没有测试对油基泥浆的冲洗效果以及相容性。

专利CN103849364B公开了一种油基钻井液固井用冲洗液及制备方法，该冲洗液主要由黄原胶、羟乙基纤维素、黄原胶、聚乙烯吡咯烷酮、多聚磷酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠、水、固相颗粒等组成。评价实验中，利用六速旋转粘度计外筒在油基泥浆中搅拌浸泡，然后用冲洗液冲洗3～10min来评价冲洗效率，并且测试了冲洗液与油基泥浆的相容性。

专利CN103555306B公开了一种适用于高温高盐环境的油基泥浆冲洗液及其制备方法，该冲洗液由氯化钙、AES、月桂醇聚氧乙烯醚、清水组成。评价实验中，利用六速旋转粘度计外筒在油基泥浆中浸泡后用冲洗液冲洗，同时用钢片法测试润湿角。

专利CN105315979A公开了一种固井用油基泥浆冲洗液及其制备方法，该冲洗液由水、聚合物表面活性剂、纳米凹凸棒粉组成。评价实验中仅给出了冲洗效率数据，但没有说明用何种方法测试冲洗效率。

专利CN105315978A公开了一种固井用油基泥浆冲洗液及其制备方法，该冲洗液由水、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、司盘80、吐温80、提粘提切剂组成。评价实验中仅给出了冲洗效率数据，但没有说明用何种方法测试冲洗效率。

US6686323公开了一种油基泥浆冲洗液，该冲洗液主要由烷基聚葡萄糖苷类表面活性剂、酯类溶剂的混合液构成。

上述的油基泥浆冲洗液大部分包括水和表面活性剂，有的加入提粘提切剂、盐水、聚合物等，整个冲洗液为水基状态，这种类型的冲洗液对油基泥浆的冲洗作用有限，对于粘附在100目砂纸(利用100目砂纸模拟井壁，比用转子沾油基泥浆更有说服力)上的油基泥浆的冲洗效果较差。

而且通过上述专利的公开内容来看，对于油基泥浆冲洗液的评价过于简单，而且不严谨，不能够模拟井下的真实状况。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本申请提供了一种具有良好冲洗效果、润湿反转能力强、相容性好的油基泥浆冲洗液及其制备方法，和一种严谨、准确评价油基泥浆冲洗液的方法。

具体地，本申请提供了一种固井用油基泥浆冲洗液，所述冲洗液包括溶剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、聚合物和水，其中，所述聚合物由选自N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯晴、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺中的一种或者更多种单体聚合而成。

可选地，所述聚合物可以由N,N-二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺聚合而成。

在本申请的实施方式中，所述溶剂可以选自烃类油、油酸、酮类、C6～C7烷烃、苯类、醇类、松节油和醚类中的两种。

可选地，所述溶剂为烃类油和二乙二醇单丁醚。

可选地，在由烃类油和二乙二醇单丁醚组成的溶剂中，烃类油与二乙二醇单丁醚的重量比为(50～70):(5～20)。

可选地，所述烃类油的闪点≥60℃。

可选地，所述酮类选自丙酮、环乙酮。

可选地，所述C6～C7烷烃选自环己烷、正己烷、异己烷、庚烷。

可选地，所述苯类选自甲苯、二甲苯。

可选地，所述醇类选自异丙醇、丁醇、戊醇。

可选地，所述醚类选自乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚。

在本申请的实施方式中，所述非离子表面活性剂可以选自脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧烷基醚、脂肪酸聚氧乙烯脂、烷基酚聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、聚醚中的一种或更多种。

可选地，所述非离子表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚和蓖麻油聚氧乙烯醚。

可选地，在由脂肪胺聚氧乙烯醚和蓖麻油聚氧乙烯醚组成的非离子表面活性剂中，脂肪胺聚氧乙烯醚和蓖麻油聚氧乙烯醚的重量比为1:3～3:1。

可选地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式为RO(CH₂CH₂O)_nH，其中n＝4～9，R为C₈～C₁₈烷基。

可选地，所述脂肪醇聚氧烷基醚的分子式为RO(CH₂CH₂O)_n(CH₂CH₂CH₂O)_mH，其中n＝1～9，m＝1～9，R为C₈～C₁₈烷基。

可选地，所述脂肪酸聚氧乙烯脂的分子式为RCOO(CH₂CH₂O)_nH，其中n＝4～9，R为C₈～C₁₈烷基。

可选地，所述烷基酚聚氧乙烯醚的分子式为RCO(CH₂CH₂O)_nH，其中n＝5～10，R为C₁₂～C₁₈烷基。

可选地，所述蓖麻油聚氧乙烯醚为EL-n，其中n＝10～130。

可选地，所述脂肪胺聚氧乙烯醚的分子式为RN[(CH₂CH₂O)_nH]₂，其中n＝1～15，R为C₈～C₁₈烷基。

可选地，所述聚醚的分子式为HO(C₂H₄O)_m(C₃H₆O)_nH，其中m＝1～30，n＝1～30。

在本申请的实施方式中，所述两性离子表面活性剂可以为甜菜碱型两性离子表面活性剂。

可选地，所述两性离子表面活性剂选自羧酸甜菜碱、磺基甜菜碱中的一种或两种。

可选地，所述羧酸甜菜碱的分子式为RN⁺(CH₃)₂(CH₂)_mCOO^-，其中m＝1～3，R为C₈～C₁₈烷基。

可选地，所述磺基甜菜碱的分子式为RN⁺(CH₃)₂(CH₂)_mSO₃ ^-，其中m＝1～3，R为C₈～C₁₈烷基。

在本申请的实施方式中，所述聚合物可以通过下述方法制备：将选自N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯晴、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺中的一种或者更多种单体用水调整到浓度为40wt％；升温到40℃～60℃，加入引发剂、还原剂和链转移剂进行聚合反应；反应完毕后干燥、粉碎

可选地，所述单体为N,N-二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺，并且N,N-二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与丙烯酰胺的重量比为(10～30):(40～80):(10～30)。

可选地，所述引发剂为(NH₄)₂S₂O₈。

可选地，所述还原剂为NaHSO₃。

可选地，所述链转移剂为HCOONa。

在本申请的实施方式中，所述聚合物的粘均分子量可以在10万以下。

在本申请的实施方式中，所述水可以为淡水。

在本申请的实施方式中，以所述固井用油基泥浆冲洗液的重量为100％计，所述溶剂的含量可以为60％～80％，所述非离子表面活性剂的含量可以为10％～25％、所述两性离子表面活性剂的含量可以为1％-5％、所述聚合物的含量可以为1％～3％，所述水的含量可以为7％～10％。

本申请还提供了一种制备如上所述的固井用油基泥浆冲洗液的方法，所述方法包括：

将聚合物溶于水中；

将非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂溶解于溶剂中；

将含有聚合物的水溶液加入到溶有表面活性剂的溶剂中，搅拌均匀即可。

本申请还提供了一种评价固井用油基泥浆冲洗液的方法，所述方法包括综合固井用油基泥浆冲洗液对油基泥浆的冲洗效果、水润湿能力、对油基泥浆和水泥浆的相容性三个评价指标判断固井用油基泥浆冲洗液的性能。

在本申请的实施方式中，用砂纸模拟井壁，利用由固井用油基泥浆冲洗液配制的冲洗液体系对粘附在砂纸上的油基泥浆的冲洗效果来反映所述冲洗液体系对粘附在井壁上的油基泥浆的冲洗效果。

可选地，采用电导率法测试固井用油基泥浆冲洗液的水润湿能力。

可选地，根据GB/T 19139-2012中规定的方法测试固井用油基泥浆冲洗液对油基泥浆和水泥浆的相容性。

可选地，所述油基泥浆为经过现场井底循环后的油基泥浆。

可选地，所述固井用油基泥浆冲洗液为如上所述的固井用油基泥浆冲洗液。

在本申请的实施方式中，利用由固井用油基泥浆冲洗液配制的冲洗液体系对粘附在砂纸上的油基泥浆的冲洗效果可以包括下述步骤：

将小块砂纸固定在旋转粘度计外筒上；

将所述旋转粘度计外筒浸入油基泥浆中，使所述油基泥浆淹没所述砂纸的下部分，模拟造壁；

将所述旋转粘度计外筒从油基泥浆中取出，放入由固井用油基泥浆冲洗液配制的冲洗液体系中，使所述冲洗液体系淹没所述砂纸的下部分，模拟冲洗液冲洗井壁的过程，观察并记录实验现象；

冲洗结束后，将砂纸取下平铺在桌面上，用水滴测试冲洗区、污染区的水润湿性。

在本申请的实施方式中，可以使所述油基泥浆淹没所述砂纸的下2/3部分；使所述冲洗液体系淹没所述砂纸的下1/3部分。

在本申请的实施方式中，模拟造壁时旋转粘度计的转速可以为600r/min，模拟造壁的时间可以为10min。

在本申请的实施方式中，模拟冲洗液冲洗井壁时旋转粘度计的转速可以为200r/min，模拟冲洗的时间可以为5min。

在本申请的实施方式中，冲洗效果、水润湿能力和与油基泥浆和水泥浆的流变相容性三个指标均合格的冲洗液体系为合格产品，其中，冲洗效果合格的评价标准是能冲洗掉90％以上的油基泥浆，并使冲洗界面转变为水润湿，水润湿能力合格的评价标准是使油基泥浆完全反转所需的油基泥浆冲洗液体系的体积分数≤75％，与水泥浆的流变相容性合格的评价标准是R≤0，与油基泥浆的流变相容性合格的评价标准是R≤0。

本申请的油基泥浆冲洗液整体呈油相状态，使用时以一定比例加入到水中，对粘附在砂纸上的油基泥浆具有明显冲洗效果，冲洗界面呈水润湿状态；用电导率法测试水润湿能力满足条件；与油基泥浆、水泥浆相容性良好。本申请的油基泥浆冲洗液的适用温度范围为25℃～200℃。

本申请的油基泥浆冲洗液首先溶解、降粘油基泥浆；随后复合表面活性剂迅速渗透破坏油基泥浆的油包水状态，表面活性剂的亲油链吸附到界面为油相的物质上，亲水基围绕在周围，将配制油基泥浆所用的矿物油、油性添加剂变为水包油状态，进而溶解在水基体系中；通过溶解、渗透、破乳、润湿反转四步骤，胶结面上的油膜、油浆可迅速被清除，并将胶结面变为水润湿状态。

更为关键的是，本申请的油基泥浆冲洗液中的聚合物不仅具有悬浮稳定加重后的油基泥浆冲洗液体系的作用，而且具有螯合和辅助清洗的功能。这是因为冲洗液中的聚合物可以螯合高价金属离子，生成稳定的、溶于水的或胶状悬浮状态的络合物，对固体污垢有抗凝聚和分散作用，防止污垢再沉积。再者，把金属离子“束缚”住，避免金属离子与表面活性剂反应而降低表面活性剂活性，从而提高油基泥浆冲洗液的冲洗效果。

本申请的评价固井用油基泥浆冲洗液的方法，同时以固井用油基泥浆冲洗液对油基泥浆的冲洗效果、水润湿能力、对油基泥浆和水泥浆的相容性三个指标来评价固井用油基泥浆冲洗液的性能，评价过程更严谨，结果更准确。而且利用砂纸模拟井壁的粗糙度，比用转子沾油基泥浆更有说服力，实验中能轻松洗去转子上油基泥浆的样品，对于砂纸上的油基泥浆却没有效果。

通常能清洗室内配制的油基泥浆的冲洗液，对于现场返油基泥浆没有作用，必须增加加量或者改变组成才能达到效果。为了解决这个问题，本申请的评价固井用油基泥浆冲洗液的方法，在评价过程中采用的油基泥浆为具有代表性的、经过现场井底循环后的样品，更接近现场应用的场景，使评价结果更接近真实情况。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例5的冲洗效果对比图。

图2为本申请实施例5的界面水润湿性测定结果图。

图3为本申请实施例6的水润湿能力测定结果图。

图4为本申请实施例6冲洗后的混合液水润湿效果测试结果图。

图5为本申请实施例8的冲洗效果图。

图6为本申请实施例8的界面水润湿性测定结果图。

图7为本申请实施例8的水润湿能力测定结果图。

图8为本申请实施例8冲洗后的混合液水润湿效果测试结果图。

图9为本申请实施例9的冲洗效果随聚合物用量的变化图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

以下实施例中所使用的原料和试剂，如无特别说明，均为普通市售产品。

聚合物按照下述方法制备：

称取20g N,N-二甲基丙烯酰胺、70g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、10g丙烯酰胺单体置于三口瓶中，用蒸馏水调整到40wt％浓度，升温到40℃；依次加入适宜量的引发剂(NH₄)₂S₂O₈、还原剂NaHSO₃和链转移剂HCOONa。反应完毕后干燥、粉碎。

实施例1

称取15g聚合物，溶于100g淡水中；称取90g脂肪胺聚氧乙烯醚(n＝5，R为C₁₂烷基)、90g蓖麻油聚氧乙烯醚(n＝40)、20g椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱溶于600g闪点为60℃的脱芳烃溶剂油中，再加入100g二乙二醇单丁醚；将含有聚合物的水溶液在搅拌状态下缓慢加入溶有表面活性剂的复合溶剂中，混合均匀。

实施例2

称取15g聚合物，溶于100g淡水中；称取60g异构十三醇聚氧乙烯醚(n＝6)、120g脂肪胺聚氧乙烯醚(n＝5，R为C₁₂烷基)、20g椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱溶于600g闪点为60℃的脱芳烃溶剂油中，再加入100g乙二醇单丁醚；将含有聚合物的水溶液在搅拌状态下缓慢加入溶有表面活性剂的复合溶剂中，混合均匀。

实施例3

称取15g聚合物，溶于100g淡水中；称取120g脂肪胺聚氧乙烯醚(n＝5，R为C₁₂烷基)、60g蓖麻油聚氧乙烯醚(n＝40)、20g椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱溶于600g闪点为60℃的脱芳烃溶剂油中，再加入100g异丙醇；将含有聚合物的水溶液在搅拌状态下缓慢加入溶有表面活性剂的复合溶剂中，混合均匀。

实施例4

称取20g聚合物，溶于100g淡水中；称取90g脂肪胺聚氧乙烯醚(n＝5，R为C₁₂烷基)、90g异构十三醇聚氧乙烯醚(n＝6)、20g椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱溶于600g闪点为60℃的脱芳烃溶剂油中，再加入100g乙二醇单丁醚；将含有聚合物的水溶液在搅拌状态下缓慢加入溶有表面活性剂的复合溶剂中，混合均匀。

油基泥浆冲洗液的性能评价

按配方“300g淡水+105g油基泥浆冲洗液(实施例1)+137g重晶石”配制油基泥浆冲洗液体系。

油基泥浆样品来源于现场WZ6-9-A平台。

水泥浆配方为：100％山东水泥+35％硅粉+47.83％淡水+0.2％消泡剂+5％降失水剂+5％防窜增强剂+1％缓凝剂。

实施例5

本实施例评价实施例1制备的油基泥浆冲洗液的冲洗效果，评价方法如下：

(1)200℃下将油基泥浆冲洗液体系在老化罐中老化4h，冷却后倒出在90℃下养护20min后进行冲洗效果测试。

若井底温度高于90℃，应将油基泥浆冲洗液体系在老化罐中按照井底温度老化4h，待其冷却后倒出并在90℃下搅拌养护20min后进行其他测试(冲洗效果、水润湿能力、相容性)；若井底温度≤90℃，则无需老化，直接在井底温度下搅拌养护20min。

(2)将100目砂纸裁剪成132mm×55mm的小块，并固定在六速旋转粘度计外筒上。

(3)量取搅拌养护后的油基泥浆300mL倒入六速旋转粘度计测量杯中，将测量杯置于测量台上，淹没砂纸的下2/3部分。开启电机以600r/min的速度模拟油基泥浆造壁，造壁时间10min；

(4)停机后，将装有油基泥浆的测量杯撤下，同时将搅拌养护后的由实施例1制备的油基泥浆冲洗液配制的冲洗液体系量取300ml倒入另一干净测量杯中，将测量杯置于测量台上，淹没砂纸的下1/3部分。开启电机以200r/min的速度模拟冲洗液冲洗井壁的过程，冲洗时间5min。若冲洗效果好，可见大量油污溶解在冲洗液体系当中；

(5)冲洗实验结束后，将砂纸轻轻取下平铺在桌面上，并用水滴测试冲洗区(即砂纸的下1/3部分)、污染区(即被油基泥浆污染的部分)的水润湿性。

从图1可以看出，六速旋转粘度计外筒上的油基泥浆完全清洗干净，说明本申请实施例1制备的油基泥浆冲洗液所配制的油基泥浆冲洗液体系具有良好的冲洗效果，并且可以耐200℃的高温。从图2可以看出，水滴在污染区上后呈水滴状态，而滴在冲洗界面(即被冲洗的表面)上后会迅速散开，说明冲洗界面为水润湿。

合格的油基泥浆冲洗液体系应能冲洗掉附着在砂纸上的大部分油基泥浆，并将冲洗界面转变为水润湿状态。

实施例6

本实施例评价实施例1制备的油基泥浆冲洗液的水润湿能力，评价方法如下：

(1)200℃下将油基泥浆冲洗液体系在老化罐中老化4h，冷却后倒出在90℃下养护20min后进行水润湿能力测试。

(2)按GB/T 19139-2012“油井水泥试验方法”测试，并计算油基泥浆冲洗液体系占油基泥浆/油基泥浆冲洗液体系的混合液的体积分数

式中：

V_P——从油连续相变为水连续相所需的油基泥浆冲洗液体系的体积，单位为毫升(mL)；

V_m——搅拌杯中初始的油基泥浆体积，单位为毫升(mL)。

例，为了获得满刻度读数，在初始体积为200mL的油基钻井液中，应加入150mL的油基泥浆冲洗液体系，结果应报告为43％(150mL除以350mL)。

(3)实验完成后，冲洗搅拌杯，并观察杯壁是否有残留油膜。将水滴入最终的油基泥浆/油基泥浆冲洗液体系的混合液表面，观察实验现象，若水滴快速下沉分散，则说明混合液为水润湿状态，若水滴散乱分散在表面，则说明混合液为油润湿状态。

测试结果请见图3-4。从图3可以看出，本申请实施例1制备的油基泥浆冲洗液能够使油基泥浆完全反转所需的油基泥浆冲洗液体系的体积分数为64.91％。从图4可以看出，冲洗后的混合液为水润湿状态。

对于合格的油基泥浆冲洗液体系来说，使油基泥浆完全反转所需的油基泥浆冲洗液体系的体积分数应≤75％。

实施例7

本实施例评价实施例1制备的油基泥浆冲洗液与油基泥浆或水泥浆的流变相容性，评价方法如下：

(1)200℃下将油基泥浆冲洗液体系在老化罐中老化4h，冷却后倒出在90℃下养护20min后进行流变相容性测试。

(2)按GB/T 19139-2012“油井水泥试验方法”在90℃下测试，并计算R值。

本申请中R值的定义为：不同比例混合液(油基泥浆/油基泥浆冲洗液体系或水泥浆/油基泥浆冲洗液体系)300转流变读数减去纯液(油基泥浆冲洗液体系、油基泥浆或水泥浆)中300转流变读数较大一组的数值。若R≤0，表示相容性非常好；若0＜R＜40，表示轻度不相容；若40≤R＜70，表示不相容；若R≥70，表示极其不相容。

流变相容性评价结果分别如表1、表2所示。

表1油基泥浆冲洗液体系与油基泥浆的流变相容性

表2油基泥浆冲洗液体系与水泥浆的流变相容性

从表1-2可以看出，油基泥浆冲洗液与水泥浆、油基泥浆的流变相容性数据R＜0，说明相容性非常好。

实施例8

在25℃下，参照实施例5-7的方法评价实施例1制备的油基泥浆冲洗液的冲洗效果、水润湿能力、和与油基泥浆、水泥浆的流变相容性。

(1)冲洗效果评价

评价结果请见图5-6。

从图5-6可以看出，本申请实施例1制备的油基泥浆冲洗液所配制的油基泥浆冲洗液体系在25℃下具有良好的冲洗效果，冲洗后的界面为水润湿，冲洗效果合格。

(2)水润湿能力评价

评价结果请见图7-8。

从图7可以看出，本申请实施例1制备的油基泥浆冲洗液能够使油基泥浆完全反转所需的油基泥浆冲洗液体系的体积分数为61.54％。从图8可以看出，冲洗后的混合液为水润湿状态。

(3)流变相容性评价

评价结果请见表3-4。

表3油基泥浆冲洗液体系与油基泥浆的流变相容性

表4油基泥浆冲洗液体系与水泥浆的流变相容性

从表3-4可以看出，在25℃下，油基泥浆冲洗液与水泥浆、油基泥浆的流变相容性都非常好。

实施例9

本实施例考察聚合物的用量对冲洗效果的影响。

以WZ6-9-A平台油基泥浆为例，在70℃下研究聚合物的用量对冲洗效果的影响。按配方“300g淡水+105g实施例1的油基泥浆冲洗液+137g重晶石”配制油基泥浆冲洗液体系。

从图9可以看出，随着油基泥浆冲洗液中聚合物的用量从0重量％增加到3重量％，油基泥浆冲洗液的冲洗效果越来越好，但是当聚合物的用量达到2重量％之后，聚合物的用量对冲洗效果的影响不明显。

实施例10

本实施例评价实施例1制备的油基泥浆冲洗液对水泥浆稠化时间和抗压强度的影响，测试按照GB/T 19139-2012“油井水泥试验方法”进行。

测试结果请见表5。

表5

测试条件：120℃@60min@60Mpa

从表5可以看出，本申请实施例1制备的油基泥浆冲洗液所配制的油基泥浆冲洗液体系对水泥浆的稠化时间无明显延长或者缩短作用，对强度的影响也符合要求。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种固井用油基泥浆冲洗液，所述冲洗液包括溶剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、聚合物和水，其中，以所述固井用油基泥浆冲洗液的重量为100％计，所述溶剂的含量为60％～80％，所述非离子表面活性剂的含量为10％～25％，所述两性离子表面活性剂的含量为1％～5％，所述聚合物的含量为1％～3％，所述水的含量为7％～10％；所述聚合物由N,N-二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺单体聚合而成；所述溶剂由烃类油和醚类组成，所述烃类油为闪点≥60℃的脱芳烃溶剂油，所述醚类选自乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚；所述非离子表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚和脂肪胺聚氧乙烯醚中的两种；所述两性离子表面活性剂为椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱。

2.根据权利要求1所述的固井用油基泥浆冲洗液，其中，

所述脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式为RO(CH₂CH₂O)_nH，其中n＝4～9，R为C₈～C₁₈烷基；

所述蓖麻油聚氧乙烯醚为EL-n，其中n＝10～130；

所述脂肪胺聚氧乙烯醚的分子式为RN[(CH₂CH₂O)_nH]₂，其中n＝1～15，R为C₈～C₁₈烷基。

3.根据权利要求1所述的固井用油基泥浆冲洗液，其中，所述聚合物通过下述方法制备：

将N,N-二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺单体用水调整到浓度为40wt％；升温到40℃～60℃，加入引发剂、还原剂和链转移剂进行聚合反应；反应完毕后干燥、粉碎。

4.根据权利要求3所述的固井用油基泥浆冲洗液，其中，

N,N-二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与丙烯酰胺的重量比为(10～30):(40～80):(10～30)。

5.根据权利要求3所述的固井用油基泥浆冲洗液，其中，

所述引发剂为(NH₄)₂S₂O₈；

所述还原剂为NaHSO₃；

所述链转移剂为HCOONa；

所述聚合物的粘均分子量在10万以下。

6.一种制备根据权利要求1-5中任一项所述的固井用油基泥浆冲洗液的方法，所述方法包括：

将聚合物溶于水中；

将非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂溶解于溶剂中；

将含有聚合物的水溶液加入到溶有表面活性剂的溶剂中，搅拌均匀即可。

Images