抗鹽高密度隔離液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種抗鹽高密度隔離液及其制備方法，該種抗鹽高密度隔離液是由按重量份計(jì)的下列組分制得：100份水、2～20份懸浮劑、0.5～5.0份增粘劑、0.1～5份稀釋劑、2～15份降失水劑、0～5份緩凝劑、0～36份NaCl、30～360份加重劑及0.1～0.5份消泡劑，其中所述增粘劑為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N,N-二甲基丙烯酰胺/對(duì)苯乙烯磺酸鈉/N,N-亞甲基雙丙烯酰胺的四元共聚物。所述抗鹽高密度隔離液的制備方法是按比例按次序?qū)⑸鲜鑫镔|(zhì)混合均勻即可。該抗鹽高密度隔離液在鹽水條件下性能穩(wěn)定，其密度為1.50～2.60g/cm3，適用于30～160℃范圍內(nèi)使用，且制備方法簡(jiǎn)單，對(duì)水質(zhì)無(wú)特殊要求。
【專利說(shuō)明】抗鹽高密度隔離液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油固井領(lǐng)域，特別涉及一種抗鹽高密度隔離液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在固井作業(yè)中，需要用水泥漿驅(qū)替鉆井液，在井壁與套管之間形成水泥環(huán)以起到支撐套管、封固地層的作用。然而，水泥漿體系與大多數(shù)鉆井液體系相容性差，頂替過(guò)程中水泥漿與鉆井液混合后，混漿段流體形成膠凝結(jié)構(gòu)，令摩阻增大、導(dǎo)致泵壓提高，促使薄弱地層增加壓漏的風(fēng)險(xiǎn)。鉆井液中的一些化學(xué)成分還可能縮短水泥漿的稠化時(shí)間，造成施工作業(yè)不能順利進(jìn)行，甚至失敗。針對(duì)以上問(wèn)題，目前常用的方法是在鉆井液和水泥漿之間注入隔離液，隔離鉆井液與水泥漿，防止兩種液體的接觸污染。
[0003]然而隨著石油鉆探工程的發(fā)展，各種復(fù)雜地層固井問(wèn)題逐漸出現(xiàn)。鹽膏層是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外油田常見(jiàn)的復(fù)雜地層，國(guó)內(nèi)的新疆塔里木、長(zhǎng)慶等油田、國(guó)外伊拉克哈法亞地區(qū)等均鉆遇過(guò)鹽膏層。目前，針對(duì)鹽膏層固井的鉆井液和水泥漿研究比較系統(tǒng)。但是相應(yīng)的隔離液體系研究還不夠成熟。傳統(tǒng)的隔離液體系在鹽水條件下的穩(wěn)定性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有固井隔離液在鹽水條件下穩(wěn)定性差的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種抗鹽、高密度隔離液及其制備方法，該制備方法簡(jiǎn)單，制得的隔離液在鹽水條件下性能穩(wěn)定，其密度為1.50~ 2.60g/cm3，適用于在30~160°C范圍內(nèi)使用。
[0005]為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種抗鹽高密度隔離液，由按重量份計(jì)的下列組分制得:
[0007]求IIOO份;
mmt2 ~20份；
增粘剤:0.5~5.0份；
稀釋劑:OJ~5份；
降失水劑:2~15份；
WMMt0-5 份；
NaCl:O~36 份;
ftif:劑:30~360 份；
消泡劑: 0.卜0.5份；
[0008]其中，所述懸浮劑由100重量份鈉基膨潤(rùn)土、I~3份黃原膠、0.1~0.5份碳酸鈉和2~10份羧甲基纖維素混合而成；
[0009]所述增粘劑為由20~60重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、20~60重量份的N, N- 二甲基丙烯酰胺、2~10重量份的對(duì)苯乙烯磺酸鈉和0.1~I重量份的N, N-亞甲基雙丙烯酰胺在40~70°C、經(jīng)0.05~0.2重量份的硫酸銨作為引發(fā)劑發(fā)生自由基聚合反應(yīng)，制得的分子量為100~300萬(wàn)的四元共聚物；
[0010]所述稀釋劑為木質(zhì)素磺酸鈉或磺甲基五倍子酸鈉；
[0011]所述降失水劑為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/丙烯酸共聚物；
`[0012]所述緩凝劑為甲撐磷酸衍生物或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/衣康酸共聚物。
[0013]所述降失水劑為BXF-200L降失水劑、G33S降失水劑或DRF-120L降失水劑；優(yōu)選天津中油渤星工程科技股份有限公司生產(chǎn)的BXF-200L降失水劑、衛(wèi)輝市化工有限公司生產(chǎn)的G33S降失水劑或中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院生產(chǎn)的DRF-120L降失水劑。
[0014]所述緩凝劑為BXR-200L緩凝劑、BCR-300L緩凝劑、GH-9緩凝劑或HX-31L緩凝劑；優(yōu)選天津中油渤星工程科技股份有限公司生產(chǎn)的BXR-200L或BCR-300L緩凝劑、衛(wèi)輝市化工有限公司生產(chǎn)的GH-9緩凝劑或成都?xì)W美科石油科技股份有限公司生產(chǎn)的HX-31L緩凝劑。
[0015]所述消泡劑為磷酸三丁酯。
[0016]所述加重劑為重晶石或鐵礦粉。
[0017]所述重晶石和鐵礦粉的粒徑大小為120~350目。
[0018]如前所述抗鹽高密度隔離液的制備方法，包含以下步驟:先在水中按比例加入所述懸浮劑、增粘劑，攪拌30~60min，再向其中加入所述稀釋劑、降失水劑和緩凝劑，攪拌5~20min，然后加入氯化鈉，待氯化鈉完全溶解后加入所述加重劑，攪拌均勻，最后加入所述消泡劑攪拌均勻，即得所述抗鹽高密度隔離液。本發(fā)明對(duì)選用的水并無(wú)特殊要求。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):①隔離液密度在1.50g/cm3~2.60g/cm3范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)，能保證高壓井、深井超深井井底壓力平衡；②抗鹽效果好，可抗鹽至飽和；③加入高分子量交聯(lián)2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/N，N- 二甲基丙烯酰胺/對(duì)苯乙烯磺酸鈉/N，N-亞甲基雙丙烯酰胺四元共聚物，提高隔離液在鹽水條件的穩(wěn)定性；④化學(xué)兼容性好，隔離液抗污染能力強(qiáng)，與鉆井液、水泥漿摻混后流體的性能無(wú)不良變化，符合工程性能要求。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為2.25g/cm3水泥漿在60°C、46MPa條件下的稠化曲線；
[0021]圖2為2.25g/cm3水泥漿與實(shí)施例3得到的隔離液1:1混合后在60°C、46MPa條件下的稠化曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0023]實(shí)施例1
[0024]首先向100重量份的清水中加入5重量份的懸浮劑和0.8重量份的增粘劑，攪拌30分鐘；再向其中加入2重量份的木質(zhì)素磺酸鈉、8重量份天津中油渤星工程科技股份有限公司生產(chǎn)的BXF-200L降失水劑和2.5重量份天津中油渤星工程科技股份有限公司生產(chǎn)的甲撐磷酸衍生物類緩凝劑BXR-200L攪拌8分鐘，其次加入10重量份NaCl，攪拌至全部溶解，然后加入60重量份重晶石并攪拌2小時(shí)，最后加入0.2重量份磷酸三丁酯，攪拌均勻即得密度為1.50g/cm3的抗鹽高密度隔離液。 [0025]其中:懸浮劑由100重量份的鈉基膨潤(rùn)土、I重量份的黃原膠、0.3重量份的碳酸鈉和5重量份的羧甲基纖維素混合均勻制得。
[0026]所述增粘劑由40重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、40重量份的N，N- 二甲基丙烯酰胺、4重量份的對(duì)苯乙烯磺酸鈉和0.5重量份的N，N-亞甲基雙丙烯酰胺在60°C條件下，經(jīng)0.1份硫酸銨作為引發(fā)劑發(fā)生自由基聚合反應(yīng)，制得分子量為198萬(wàn)的四元共聚物。
[0027]實(shí)施例2
[0028]首先向100重量份的清水中加入6重量份的懸浮劑和1.2重量份的增粘劑，攪拌40分鐘；再向其中加入2重量份的木質(zhì)素磺酸鈉、8重量份天津中油渤星工程科技股份有限公司生產(chǎn)的BXF-200L降失水劑和6重量份衛(wèi)輝市化工有限公司生產(chǎn)的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/衣康酸類共聚物緩凝劑GH-9攪拌12分鐘，其次加入15重量份NaCl，攪拌至全部溶解，然后加入110重量份重晶石并攪拌2小時(shí)，最后加入0.2重量份磷酸三丁酯，攪拌均勻即得密度為1.80g/cm3的抗鹽高密度隔離液。
[0029]其中:懸浮劑由100重量份的鈉基膨潤(rùn)土、I重量份的黃原膠、0.3重量份的碳酸鈉和5重量份的羧甲基纖維素混合均勻制得。
[0030]所述增粘劑由50重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、50重量份的N，N- 二甲基丙烯酰胺、8重量份的對(duì)苯乙烯磺酸鈉和0.9重量份的N，N-亞甲基雙丙烯酰胺在70°C條件下，經(jīng)0.18份硫酸銨作為引發(fā)劑發(fā)生自由基聚合反應(yīng)，制得分子量為280萬(wàn)的四元共聚物。[0031]實(shí)施例3
[0032]首先向100重量份的清水中加入10重量份的懸浮劑和3重量份的增粘劑，攪拌55分鐘；再向其中加入4重量份的磺甲基五倍子酸鈉、8重量份天津中油渤星工程科技股份有限公司生產(chǎn)的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/丙烯酸類聚合物降失水劑BXF-200L降失水劑和2.5重量份天津中油渤星工程科技股份有限公司生產(chǎn)的甲撐磷酸衍生物類緩凝劑BCR-300L緩凝劑，攪拌20分鐘，其次加入15重量份NaCl，攪拌至全部溶解，然后加入260重量份重晶石并攪拌2小時(shí)，最后加入0.2重量份磷酸三丁酯，攪拌均勻即得密度為2.20g/cm3的抗鹽高密度隔離液。
[0033]其中:懸浮劑由100重量份的鈉基膨潤(rùn)土、I重量份的黃原膠、0.3重量份的碳酸鈉和5重量份的羧甲基纖維素混合均勻制得。
[0034]所述增粘劑由23重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、23重量份的N，N- 二甲基丙烯酰胺、2重量份的對(duì)苯乙烯磺酸鈉和0.2重量份的N，N-亞甲基雙丙烯酰胺在45°C條件下，經(jīng)0.05份硫酸銨作為引發(fā)劑發(fā)生自由基聚合反應(yīng)，制得分子量為120萬(wàn)的四元共聚物。
[0035]對(duì)比例
[0036]首先向100重量份的清水中加入10重量份的懸浮劑攪拌55分鐘；再向其中加入4重量份的磺甲基五倍子酸鈉、8重量份天津中油渤星工程科技股份有限公司生產(chǎn)的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/丙烯酸類聚合物降失水劑BXF-200L降失水劑和2.5重量份天津中油渤星工程科技股份有限公司生產(chǎn)的甲撐磷酸衍生物類緩凝劑BXR-200L緩凝劑，攪拌20分鐘，其次加入15重量份NaCl，攪拌至全部溶解，然后加入260重量份重晶石并攪拌2小時(shí)，最后加入0.2重量份磷酸三丁酯，攪拌均勻即得密度為2.20g/cm3的抗鹽高密度隔離液。`
[0037]其中:懸浮劑由100重量份的鈉基膨潤(rùn)土、I重量份的黃原膠、0.3重量份的碳酸鈉和5重量份的羧甲基纖維素混合均勻制得。
[0038]與實(shí)施例三相比，對(duì)比例中未加入增粘劑。
[0039]性能測(cè)定
[0040]隔離液的流變性能采用范式六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1 ;懸浮穩(wěn)定性按以下方法測(cè)定:簡(jiǎn)易井筒中加入約1000mL隔離液，在試驗(yàn)溫度下靜置4h后測(cè)定上下密度差；隔離液與鉆井液、水泥漿的相容性評(píng)價(jià)參照API規(guī)范10測(cè)定；隔離液對(duì)水泥漿稠化時(shí)間的影響采用高溫高壓稠化儀直接測(cè)定。
[0041]如表1所示，本發(fā)明固井用抗鹽、高密度隔離液，流變參數(shù)η均大于0.7，稠度系數(shù)K很小，具有優(yōu)異的流變性能；在不同溫度下靜置4h后，上下密度差較小，表明其具有良好的沉降穩(wěn)定性。
[0042]表1隔離液沉降穩(wěn)定性
[0043]
【權(quán)利要求】
1.一種抗鹽高密度隔離液，其特征在于:由按重量份計(jì)的下列組分制得:水:100份；


2 ~20 份 ?增粘劑:0.5~5.0份；稀釋劑:0.1~5醫(yī)；降失水劑:2~15份；緩凝劑:O~5份；NaChO~36 份；加]￡劑:30~360份；消泡劑: 0.1~0.5份； 其中，所述懸浮劑由100重量份鈉基膨潤(rùn)土、I~3份黃原膠、0.1~0.5份碳酸鈉和2~10份羧甲基纖維素混合而成； 所述增粘劑為由20~60重量份的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、20~60重量份的N, N- 二甲基丙烯酰胺、2~10重量 份的對(duì)苯乙烯磺酸鈉和0.1~I重量份的N, N-亞甲基雙丙烯酰胺在40~70°C、經(jīng)0.05~0.2重量份的硫酸銨作為引發(fā)劑發(fā)生自由基聚合反應(yīng)，制得的分子量為100~300萬(wàn)的四元共聚物； 所述稀釋劑為木質(zhì)素磺酸鈉或磺甲基五倍子酸鈉； 所述降失水劑為2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/丙烯酸共聚物； 所述緩凝劑為甲撐磷酸衍生物或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/衣康酸共聚物。
2.如權(quán)利要求1所述的抗鹽高密度隔離液，其特征在于:所述降失水劑為BXF-200L降失水劑、G33S降失水劑或DRF-120L降失水劑。
3.如權(quán)利要求1所述的抗鹽高密度隔離液，其特征在于:所述緩凝劑為BXR-200L或BCR-300L緩凝劑、GH-9緩凝劑或HX-31L緩凝劑。
4.如權(quán)利要求1所述的抗鹽高密度隔離液，其特征在于:所述消泡劑為磷酸三丁酯。
5.如權(quán)利要求1所述的抗鹽高密度隔離液，其特征在于:所述加重劑為重晶石或鐵礦粉。
6.如權(quán)利要求5所述的抗鹽高密度隔離液，其特征在于:所述重晶石和鐵礦粉的粒徑大小為120~350目。
7.如權(quán)利要求1所述抗鹽高密度隔離液的制備方法，其特征在于包含以下步驟:先在水中按比例加入所述懸浮劑、增粘劑，攪拌30~60min，再向其中加入所述稀釋劑、降失水劑和緩凝劑，攪拌5~20min，然后加入氯化鈉，待氯化鈉完全溶解后加入所述加重劑，攪拌均勻，最后加入所述消泡劑攪拌均勻，即得所述抗鹽高密度隔離液。
【文檔編號(hào)】C09K8/40GK103756654SQ201410021059
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】劉文明, 付家文, 康紅長(zhǎng), 宋國(guó)平, 侯占東 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司