專利名稱：抗高溫高密度隔離液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油鉆井領(lǐng)域中用的一種助劑，尤其是一種抗高溫高密度隔離液。
背景技術(shù)：
隨著大慶外圍勘探的不斷深入，長(zhǎng)封井越來(lái)越多。在固井施工過(guò)程中，為平衡壓力，更好地達(dá)到壓穩(wěn)效果，提高頂替效果，要求隔離液具有一定的密度和粘度。對(duì)隔離液的抗高溫性能也提出了新的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種抗高溫高密度隔離液，該隔離液的密度和粘度值處于水泥漿和泥漿之間，具深井固井頂替效率高、抗高溫及密度可調(diào)的特點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是該抗高溫高密度隔離液，其特征在于包括下列組分，下列各組分按重量份配比100份水中加入活性重晶石粉13份～117份、聚乙烯醇0.97份～1.35份、無(wú)水硼砂0.01份～0.02份及硅藻土4份～9份。
上述組合物中還包括磺化單寧0.6份；活性重晶石粉細(xì)度在200～325目之間；聚乙烯醇的分子量在17～22萬(wàn)之間；硅藻土的細(xì)度為600目。
本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明針對(duì)目前的技術(shù)現(xiàn)狀及生產(chǎn)的需求，在充分調(diào)研和室內(nèi)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，研制開(kāi)發(fā)了深井高密度抗高溫隔離液體系，在上述技術(shù)方案中活性重晶石粉用作加重劑，細(xì)度在200～325目之間最好；高分子量的聚合物—聚乙烯醇作為懸浮穩(wěn)定劑使用，分子量約為17～22萬(wàn)，4000＜n＜5500，聚乙烯醇具有良好的水溶性，可溶于冷水、熱水、飽和鹽水和海水，隨著濃度的提高，粘度也明顯提高，在交聯(lián)劑硼砂的作用下，可以形成一種立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高隔離液的粘度，降低濾失量，穩(wěn)定井壁，并能有效地分散、承托加重材料，使體系保持良好的懸浮穩(wěn)定性；磺化單寧用作稀釋劑，可以降低隔離液的粘度，改善流體的流變性，有利于現(xiàn)場(chǎng)固井施工；因?yàn)楣柙逋帘缺砻娣e大，具有吸附作用，在流體中具有懸浮作用，硅藻土的細(xì)度為600目為最好。
該體系抗高溫可達(dá)150℃，密度調(diào)節(jié)范圍寬，在1.10～1.70g/cm3之間可自由調(diào)節(jié)，抗鹽能力強(qiáng)，懸浮穩(wěn)定性好，與水泥漿和鉆井液兼容。隔離液成功地應(yīng)用于大慶油田深井固井。該項(xiàng)目的成功，配套了大慶油田的深井固井技術(shù)，滿足大慶外圍深層油氣井固井的需要。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，隔離液的密度和粘度值處于水泥漿和泥漿之間，這樣可以獲得最佳的頂替效率，有效地隔離鉆井液和水泥漿，提高固井頂替效率。在高溫條件下，且保持良好的懸浮穩(wěn)定性和流變性。


圖1水泥漿稠化實(shí)驗(yàn)曲線；圖2隔離液與水泥漿1∶1混合后稠化實(shí)驗(yàn)曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明該抗高溫高密度隔離液，包括下列組分，下列各組分按重量份配比100份水中加入活性重晶石粉13份～117份、聚乙烯醇0.97份～1.35份、無(wú)水硼砂0.01份～0.02份及硅藻土4份～9份。
上述組合物中還可以加入磺化單寧0.6份；其中活性重晶石粉細(xì)度在200～325目之間，聚乙烯醇的分子量在17～22萬(wàn)之間，硅藻土的細(xì)度為600目。
下面是7種隔離液的組分配比見(jiàn)下表1表1 隔離液體系中各組成部分配比數(shù)據(jù)表

注以下配方編號(hào)同上。
隔離液的配制方法如下根據(jù)要求的密度和總量，計(jì)算各組分的需求量并準(zhǔn)備齊全。首先在容器中加入水，攪拌，依次加入磺化丹寧、硅藻土、硼砂，充分?jǐn)嚢璧扰鹕叭咳芙夂?，加入聚乙烯醇，攪?0分鐘，硼砂與聚乙烯醇的膠聯(lián)反應(yīng)需要一定的時(shí)間，最后加入重晶石粉。繼續(xù)攪拌，約30分鐘后，隔離液配制完成，可以運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行固井施工。
下面是用上述7種不同配比配制的隔離液進(jìn)行性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法是按照GB10238-1998《油井水泥》中的規(guī)定執(zhí)行。
一、不同密度的隔離液懸浮穩(wěn)定性研制的DG隔離液體系具有良好的懸浮穩(wěn)定性，在常溫下靜止48小時(shí)、90℃和150℃條件下靜止5小時(shí)，流體的上下密度差小于0.02g/cm3。懸浮穩(wěn)定性試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表2。
表2 不同密度的隔離液懸浮穩(wěn)定性試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

上表2的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，隔離液密度調(diào)節(jié)范圍寬。從1.0～1.7可自由調(diào)節(jié)；抗高溫能力強(qiáng)，在150℃高溫條件下靜止5小時(shí)，隔離液體系仍具有良好的懸浮穩(wěn)定性。
二、DG隔離液體系流變性能流變性是隔離液最重要的性能，通過(guò)測(cè)量可以確定流體的n、k值、塑性粘度、動(dòng)切力、表觀粘度等。這些參數(shù)直接關(guān)系到固井施工的安全和質(zhì)量。不同密度的DG隔離液體系流變參數(shù)見(jiàn)下表3。
表3 DG隔離液流變性數(shù)據(jù)表

上表3試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在常溫下和150℃下靜止5小時(shí)后，不同密度的DG隔離液均具有很好的流變特性。
三、DG隔離液體系相容性實(shí)驗(yàn)1、隔離液DG與鉆井液的相容性試驗(yàn)鉆井液徐深21井(4273米)，隔離液配方為4#，相容性試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表4。
表4 DG與鉆井液相容性試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

2、隔離液與膠乳水泥漿的相容性水泥漿配方G級(jí)水泥+18％丁苯膠乳，隔離液配方為3#，相容性試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下。
表5 DG與丁苯膠乳水泥漿相容性試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

表4及表5的相容性試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，DG隔離液與鉆井液、丁苯膠乳水泥漿體系以不同比例混合后，流體的流變性能好，在一定程度上對(duì)鉆井液有稀釋作用，有利于現(xiàn)場(chǎng)施工。
四、DG隔離液體系抗污染稠化試驗(yàn)水泥漿(G級(jí)水泥+18％丁苯膠乳)與DG隔離液(4#)以1∶1混合后，做抗污染稠化試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下圖1和圖2。稠化實(shí)驗(yàn)的溫度為150℃，壓力為70MPa。丁苯膠乳水泥漿的稠化時(shí)間(80BC)為126分鐘，DG隔離液與水泥漿1∶1混合后，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，稠化時(shí)間(80BC)為163分鐘，稠化時(shí)間稍有延長(zhǎng)，表明DG隔離液在一定程度上有延緩水泥漿稠化時(shí)間的作用，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的要求。
五、DG隔離液體系抗鹽能力為檢測(cè)隔離液體系的抗鹽能力，在常溫條件下，選擇4#隔離液，密度為1.50g/cm3，改變NaCl的加量，測(cè)量隔離液體系的六速。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表6。
表6 隔離液抗鹽性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表

表6的隔離液抗鹽性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，NaCl的加量變化不影響隔離液體系的流變性，DG隔離液體系具有良好的抗鹽性，可應(yīng)用于含鹽量很高的復(fù)雜地層環(huán)境。
六、DG隔離液體系降失水性能DG隔離液體系中的交聯(lián)劑與聚合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使隔離液體系具有很好的降失水作用。在試驗(yàn)溫度為150℃、壓力為7MPa條件下，實(shí)驗(yàn)時(shí)間為30min。不同比重的隔離液降失水試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表7。
表7 加量對(duì)降失水效果影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

上表7的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在150℃高溫條件下，隔離液DG體系具有很好的降失水能力，可以把失水控制在50ml以內(nèi)。
該隔離液在大慶油田徐深13井進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，井深4450米，采用雙級(jí)注水泥工藝。一級(jí)封固段1750米。從4450-2700米，用G級(jí)水泥+25％石英砂+18％丁苯膠乳，水泥漿密度為1.90g/cm3；二級(jí)封固段1400米，從2400-1000米，用高強(qiáng)度低密度水泥+1.5％降失水劑。水泥漿密度為1.60g/cm3。隔離液密度為1.35g/cm3，一級(jí)隔離液環(huán)空高度為600米，固井施工順利，返出的隔離液界面清楚。表明隔離液能有效地分隔鉆井液。固井質(zhì)量明顯改善。
權(quán)利要求
1.一種抗高溫高密度隔離液，其特征在于包括下列組分，下列各組分按重量份配比100份水中加入活性重晶石粉13份～117份、聚乙烯醇0.97份～1.35份、無(wú)水硼砂0.01份～0.02份及硅藻土4份～9份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高溫高密度隔離液，其特征在于上述組合物中還包括磺化單寧0.6份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗高溫高密度隔離液，其特征在于活性重晶石粉細(xì)度在200～325目之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抗高溫高密度隔離液，其特征在于聚乙烯醇的分子量在17～22萬(wàn)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗高溫高密度隔離液，其特征在于硅藻土的細(xì)度為600目。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗高溫高密度隔離液。解決現(xiàn)有的隔離液深井固井頂替效率低、抗高溫性能差的問(wèn)題。該抗高溫高密度隔離液包括下列組分，下列各組分按重量份配比100份水中加入活性重晶石粉13份～117份、聚乙烯醇0.97份～1.35份、無(wú)水硼砂0.01份～0.02份及硅藻土4份～9份。該隔離液的密度和粘度值處于水泥漿和泥漿之間，具深井固井頂替效率高、抗高溫及密度可調(diào)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09K8/02GK1900210SQ20061010339
公開(kāi)日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2006年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月24日
發(fā)明者趙永會(huì), 馬淑梅, 王廣雷, 姜濤, 董振華, 徐 明, 楊智光 申請(qǐng)人:大慶石油管理局