一种具有保护油气储层作用的油气井注水泥隔离液.pdf

本发明涉及油气井使用化学助剂领域中的一种具有保护油气储层作用的油气井注水泥隔离液。包含有以下重量百分比的组分：成膜剂7～20%，成膜助剂5～10%，悬浮稳定剂2～5%，表面活性剂5～9%，其余为水。本发明的隔离液中还包括加重剂，隔离液的密度最高可加重至2.0g/cm3。本发明的隔离液具有以下优势：隔离液体系稳定性好，可抗150℃高温；隔离液失水量少，可通过调节成膜剂的加量，使失水量控制在50mL以内，并迅速形成一层薄膜，有效阻隔随后流经的水泥浆的失水；隔离液与产层常用钻井液和水泥浆体系具有较好的流变相容性，能够起到有效的隔离作用；隔离液具有良好冲洗作用；隔离液形成的封堵膜承压能力强，可适用于不同渗透率的地层。

1.  一种具有保护油气储层作用的油气井注水泥隔离液，其特征是包含有以下重量百分比的组分：
①成膜剂     7～20%
②成膜助剂    5～10%
③悬浮稳定剂     2～5%
④表面活性剂     5～9%
其余为水。

2.  根据权利要求1所述具有保护油气储层作用的的油气井注水泥隔离液，其特征是所述的各组分重量百分比优选为：
①成膜剂     7～15%
②成膜助剂    5～8%
③悬浮稳定剂    3～5%
④表面活性剂    6～8%
其余为水。

3.  根据权利要求1或2所述具有保护油气储层作用的油气井注水泥隔离液，其特征是:组分中还含有加重剂，加重剂使用量满足加重后隔离液密度最高加重至2.0 g/cm³。

4.  根据权利要求3所述具有保护油气储层作用的的油气井注水泥隔离液，其特征是：所述成膜剂为聚氨酯类、聚烯醇类、活硝酸纤维类合成高分子胶乳，或者蛋白、多糖天然高分子物质；所述成膜助剂为醇酯十二或者微硅；所述悬浮稳定剂由黄原胶、羟甲基纤维素以及钠土复配组成；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或者壬基酚聚氧乙烯醚。

5.  根据权利要求4所述具有保护油气储层作用的的油气井注水泥隔离液，其特征是：所述成膜剂为丙烯酸聚氨酯共聚胶乳、聚丁二烯、聚氨酯改性硝酸纤维、丙烯酸酯改性酪蛋白，或经过化学交联的聚乙烯醇胶乳；所述悬浮稳定剂由黄原胶、羟甲基纤维素以及钠土按质量比为1:1:2复配组成。

一种具有保护油气储层作用的油气井注水泥隔离液
技术领域
本发明涉及油气井使用化学助剂领域中的一种具有保护油气储层作用的油气井注水泥隔离液。
背景技术
当前，油气田开发已进入中后期，衰竭地层的钻井、完井工作日益增加，衰竭地层的油气储层打开后更容易受到伤害。在打开油气储层时，由于外来组份（固、液相）与储层组份发生物理、化学变化，如微粒运移、水化膨胀、无机/有机垢堵塞、细菌堵塞等，从而导致岩石内部的液体和结构改变并引起储层绝对渗透率的降低的过程。储层保护技术是保护储层不受伤害所采用的措施。储层伤害和储层保护技术不但在钻井，而且在完井、固井、酸化压裂以及生产、修井等各个环节均应存在。
目前，保护油气储层的措施主要有：
（1）控制钻井液密度，近平衡或欠平衡压力钻井；
（2）开发出几种水泥浆体系：微失水水泥浆体系、塑性水泥浆体系、胶乳水泥浆体系，降低失水，防止油气层污染和油气水窜；
（3）研发泥饼易清除、低失水的非渗透（或超低渗透）钻井液体系，保护油气层。
由上述可知，目前保护油气储层的主要措施主要是从钻井技术、钻井液和水泥浆的方面入手，但是在实际固、完井工作中，现用前置 液体系大多是采用水加入降失水剂和分散剂等外加剂，或者直接是稀释的钻井液体系，其失水量大、滤失严重，对储层造成伤害，另外固井作业中水泥浆滤液侵入深层以及水泥浆漏失等问题，也会对储层造成伤害。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够保护油气储层的油气井注水泥隔离液体系。此体系自身的失水量小，且流经井壁时瞬间滤失形成一层非渗透薄膜，具有较好的承压能力，它相当于在井壁的外围形成了一层保护层，将控制不稳定地层的垮塌，并且能够有效控制随后流经的水泥浆的滤失或者漏失，可提高固井质量，并起到保护油气储层的作用。
本发明内容如下：
一种具有保护油气储层作用的油气井注水泥隔离液，包含有以下重量百分比的组分：

其余为水。
上述的各组分重量百分比优选为：


其余为水。
上述方案进一步包括:
本发明的油气井注水泥隔离液中还会加入加重剂来调节隔离液密度，一般常用的加重剂为重晶石，密度为4.2g/cm³，可经过市售获得。隔离液的密度最高可加重至2.0g/cm³，不加加重剂则密度接近于水。
所述成膜剂为聚氨酯类、聚烯醇类、活硝酸纤维类合成高分子胶乳，或者蛋白、多糖天然高分子物质；所述成膜助剂为醇酯十二或者二氧化硅产品如微硅；所述悬浮稳定剂由黄原胶、羟甲基纤维素以及钠土复配组成；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或者壬基酚聚氧乙烯醚。
更进一步：所述成膜剂为丙烯酸聚氨酯共聚胶乳、聚丁二烯、聚氨酯改性硝酸纤维、丙烯酸酯改性酪蛋白，或经过化学交联的聚乙烯醇胶乳；所述悬浮稳定剂由黄原胶、羟甲基纤维素以及钠土按质量比为1:1:2复配组成。
本发明的隔离液的配制方法：
按水的重量为100重量份计，加入5～9重量份的表面活性剂和7～20重量份的成膜剂；将2～5重量份的悬浮稳定剂、5～10重量份的成膜助剂与按照密度要求称取一定量的加重剂干混，在低速下缓慢加入上述混合物，搅拌均匀制成隔离液。
优选的按以下方法制备：按水的重量为100重量份计，加入6～8重量份的表面活性剂和7～15重量份的成膜剂；将3～5重量份的悬浮稳定剂、5～8重量份的成膜助剂与按照密度要求称取一定量的加重剂干混，在低速（小于4000转/分钟）下缓慢加入上述混合物，搅拌均匀制成隔离液。
本发明的隔离液与上述背景技术相对比可有以下优势：
1、本发明的隔离液体系稳定性好，可抗150℃高温；
2、本发明的隔离液失水量少，可通过调节成膜剂的加量，使失水量控制在50mL以内，并迅速形成一层薄膜，有效阻隔随后流经的水泥浆的失水；
3、本发明的隔离液与产层常用钻井液和水泥浆体系具有较好的流变相容性，能够起到有效的隔离作用；
4、本发明的隔离液具有良好冲洗作用；
5、本发明的隔离液形成的封堵膜承压能力强，可适用于不同渗透率的地层。
附图说明
图1为比较例1的隔离液泥饼扫描电镜图。
图2为实施例1的隔离液泥饼扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
实施例1：
称取75重量份的水，加入6重量份的表面活性剂十二烷基苯磺 酸钠和7重量份的成膜剂丙烯酸聚氨酯共聚胶乳；将2重量份的悬浮稳定剂、5重量份的成膜助剂醇酯十二和适量加重剂干混，在2000转/分钟下缓慢加入上述混合物，搅拌均匀后制成密度为1.2g/cm³的隔离液。
实施例2：
称取75重量份的水，加入5重量份的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和9重量份的成膜剂聚丁二烯；将4重量份的悬浮稳定剂、5重量份的成膜助剂醇酯十二和适量加重剂干混，在1300转/分钟下缓慢加入上述混合物，搅拌均匀后制成密度为1.8g/cm³的隔离液。
实施例3：
称取75重量份的水，加入7重量份的表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚和10重量份的成膜剂丙烯酸酯改性酪蛋白；将4重量份的悬浮稳定剂、5重量份的成膜助剂醇酯十二和适量加重剂干混，启动搅拌器，在3500转/分钟下缓慢加入上述混合物，搅拌均匀后制成密度为1.3g/cm³的隔离液。
实施例4：
取70重量份的水，加入7重量份的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和10重量份的成膜剂聚丁二烯；将4重量份的悬浮稳定剂、8重量份的成膜助剂醇酯十二和适量加重剂干混，在2500转/分钟下缓慢加入上述混合物，搅拌均匀后制成密度为1.5g/cm³的隔离液。
实施例5：
称取75重量份的水，加入8重量份的表面活性剂十二烷基苯磺 酸钠和12重量份的成膜剂丙烯酸聚氨酯共聚胶乳；将5重量份的悬浮稳定剂、5重量份的成膜助剂醇酯十二和适量加重剂干混，在2000转/分钟下缓慢加入上述混合物，搅拌均匀后制成密度为1.4g/cm³的隔离液。
实施例6：
称取75重量份的水，加入8重量份的表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚和15重量份的成膜剂聚乙烯醇胶乳；将3重量份的悬浮稳定剂、5重量份的成膜助剂微硅和适量加重剂干混，在3800转/分钟下缓慢加入上述混合物，搅拌均匀后制成密度为1.6g/cm³的隔离液。
实施例7：
称取75重量份的水，加入8重量份的表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚和8重量份的成膜剂聚乙烯醇胶乳；将3重量份的悬浮稳定剂、8重量份的成膜助剂微硅和适量加重剂干混，在1800转/分钟下缓慢加入上述混合物，搅拌均匀后制成密度为1.9g/cm³的隔离液。
实施例8：
称取75重量份的水，加入8重量份的表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚和8重量份的成膜剂聚乙烯醇胶乳；将3重量份的悬浮稳定剂、8重量份的成膜助剂微硅和适量加重剂干混，在2200转/分钟下缓慢加入上述混合物，搅拌均匀后制成密度为1.32g/cm³的隔离液。
实施例9：
称取75重量份的水，加入7重量份的表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚和15重量份的成膜剂聚氨酯改性硝酸纤维；将3重量份的悬浮 稳定剂、5重量份的成膜助剂二氧化硅粉和适量加重剂干混，在2800转/分钟下缓慢加入上述混合物，搅拌均匀后制成密度为1.7g/cm³的隔离液。
实施例10：
称取75重量份的水，加入6重量份的表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚和15重量份的成膜剂聚氨酯改性硝酸纤维；将3重量份的悬浮稳定剂、8重量份的成膜助剂二氧化硅粉和适量加重剂干混，在2800转/分钟下缓慢加入上述混合物，搅拌均匀后制成密度为1.7g/cm³的隔离液。
对比例1：
在实施例1的基础上，不加成膜剂，其他条件不变。
对比例2：
在实施例1的基础上，不加表面活性剂，其他条件不变。
隔离液的性能评价：
1、隔离液的悬浮稳定性试验
隔离液的稳定性对有效隔离钻井液和水泥浆起到非常关键的作用。该项试验主要是评价该发明隔离液体系在不同温度点的悬浮稳定性。
试验方法：
将隔离液置于一定温度的水浴中养护（120℃、150℃为热滚5h后静置）一定时间，进行沉降实验，测量其上、下密度差，结果见表1。
表1隔离液的悬浮稳定性试验数据

由表1可见，测得上、下密度差均不大于0.05g／cm³，说明此非渗透隔离液体系具有良好的抗温性(150℃)和悬浮稳定性
2、隔离液的API失水量试验
将实施例1、3、4、5、6和对比例1隔离液，按照API标准，在常温、6.9MPa的条件下，利用失水仪失水30min，试验结果见表2。
可以看出，此隔离液体系失水量低。
表2隔离液的API失水量试验数据