一种抗高温界面强化型前置液体系及其制备方法与流程

本发明属于油气井固井，尤其涉及一种前置液体系及其制备方法。

背景技术：

1、固井工程是油气钻井完井工程中的一个重要环节，油气井的固井质量关系着油气井寿命以及产能，是保证油气资源合理开发的关键。固井界面胶结质量是决定固井质量的关键因素，而固井第二界面胶结属于安全薄弱环节，容易失去封隔性能，发生油气水窜，从而影响油气井寿命和产能。针对提高固井第二界面胶结质量的研究从20世纪八九十年代就已经开始，如何提高固井第二界面胶结质量目前仍是研究的热点。

2、导致固井二界面胶结质量较差的原因有很多，其关键因素之一是地层性质。对于油气储层，其地层表面润湿性不尽相同，例如：砂岩、泥页岩地层等呈亲水特性，煤岩地层等呈亲油特性。而水泥浆体系水化固化后一般呈亲水特性，润湿性方面的差异会严重影响水泥和地层的胶结质量，此外就是地层中有机质的含量，随着有机质含量增大，地层与水泥的胶结质量急剧下降。

3、固井施工过程中，在注入水泥浆前先泵入一种液体，将水泥浆与钻井液隔开，起到有效冲洗、顶替钻井液的作用，这种液体被称为前置液，又可称为冲洗液或隔离液。前置液能够稀释和分散钻井液，对井壁和套管中残留的钻井液起到冲洗作用；此外，前置液还可以对井壁表面进行预处理，从而改善界面胶结质量。由此可见，前置液改性技术是提高固井二界面胶结质量的一种有效技术。但是目前针对界面增强型前置液的研究较多集中在中低温范围内且难以同时应用于水湿地层和油湿地层，因此需要一种可同时应用于水湿地层和油湿地层，并且抗高温的界面增强型前置液。

技术实现思路

1、本发明之一提供了一种前置液体系，其包括非离子表面活性剂、偶联剂、矿渣、黄原胶、磺化酚醛树脂和消泡剂。

2、在一个具体实施例中，所述前置液体系包括0.1至0.3质量份所述非离子表面活性剂、0.3至0.5质量份所述偶联剂、30至50质量份所述矿渣、0.2至0.4质量份所述黄原胶、1至3质量份所述磺化酚醛树脂和0.05至0.15质量份所述消泡剂。

3、在一个具体实施例中，所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯型非离子表面活性剂、多元醇酯型非离子表面活性剂和烷基醇酰胺型非离子表面活性剂中的至少一种；和/或

4、所述偶联剂为硅烷偶联剂和/或铝锆偶联剂；和/或

5、所述矿渣为高炉矿渣；和/或

6、所述消泡剂为有机硅消泡剂、金属皂类消泡剂和非硅类消泡剂中的至少一种。

7、在一个具体实施例中，所述非离子表面活性剂为椰油酰胺聚氧乙烯醚、聚氧乙烯(20)山梨醇酐单硬脂酸酯和椰子油二乙醇酰胺中的至少一种；和/或

8、所述偶联剂为kh类硅烷偶联剂、a类硅烷偶联剂和ld类铝锆偶联剂中的至少一种；

9、优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh792、硅烷偶联剂a151和铝锆偶联剂ld139中的至少一种；

10、优选地，所述矿渣为s95至s140等级的高炉矿渣中的至少一种；

11、优选地，所述消泡剂为有机硅消泡剂fm-3110、有机硅消泡剂afe-3168、金属皂类消泡剂nxz和非硅类消泡剂genapol ed 3060中的至少一种。

12、在一个具体实施例中，所述前置液体系的密度为1.15至1.27g·cm-3。

13、在一个具体实施例中，所述前置液体系中还包括分散介质；

14、优选地，所述分散介质的用量为100质量份；

15、优选地，所述分散介质为饱和醇和水；

16、优选地，所述饱和醇和水的质量比为(1至3):(7至9)；

17、优选地，所述饱和醇为低级饱和醇；

18、优选地，所述饱和醇为甲醇和/或乙醇。

19、本发明之二提供了一种制备如本发明之一所述前置液体系的方法，其包括以下步骤：

20、1)将所述非离子表面活性剂、偶联剂和消泡剂混合均匀，得到混合溶液；

21、2)向所述混合溶液中加入所述矿渣、黄原胶和磺化酚醛树脂，混合均匀，得到所述前置液体系。

22、在一个具体实施例中，在所述步骤1)中，通过搅拌混合，所述搅拌的速度为100至150r/min；所述搅拌的时长为10至15min。

23、在一个具体实施例中，在所述步骤2)中，通过搅拌混合，所述搅拌的速度为500至550r/min；所述搅拌的时长为5至10min。

24、本发明之一所述前置液体系或本发明之二所述方法制备得到的前置液体系在油气井固井中的应用，特别是作为油气井固井用前置液的应用。

25、本发明的益效果：

26、本发明针对现有技术中的界面增强型前置液体系无法同时应用于水湿地层和油湿地层，且难以满足高温条件需求的问题，提供了一种前置液体系及其制备方法。所述前置液体系中的非离子表面活性剂和偶联剂之间存在协同增效，非离子表面活性剂和偶联剂复配后，二者的耐冲刷性能进一步增强，同时具有良好的润湿改善性能。所述前置液体系可以同时应用于水湿地层和油湿地层，并且在高温条件下能够有效改善井壁表面的润湿性，耐冲刷性好，提高固井二界面的胶结质量及胶结封隔质量，对于顶替效率较差的“大肚子”井眼地层的二界面胶结质量也具有明显的改善效果。本发明提供的前置液体系密度为1.15至1.27g·cm-3，具备良好的流变性、滤失性、沉降稳定性，与钻井液、水泥浆的相容性良好，满足施工要求。所述制备方法操作简单，便于推广使用。

技术特征：

1.一种前置液体系，其包括非离子表面活性剂、偶联剂、矿渣、黄原胶、磺化酚醛树脂和消泡剂。

2.根据权利要求1所述的前置液体系，其特征在于，所述前置液体系包括0.1至0.3质量份所述非离子表面活性剂、0.3至0.5质量份所述偶联剂、30至50质量份所述矿渣、0.2至0.4质量份所述黄原胶、1至3质量份所述磺化酚醛树脂和0.05至0.15质量份所述消泡剂。

3.根据权利要求1或2所述的前置液体系，其特征在于，所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯型非离子表面活性剂、多元醇酯型非离子表面活性剂和烷基醇酰胺型非离子表面活性剂中的至少一种；和/或

4.根据权利要求1至3中任一项所述的前置液体系，其特征在于，所述非离子表面活性剂为椰油酰胺聚氧乙烯醚、聚氧乙烯(20)山梨醇酐单硬脂酸酯和椰子油二乙醇酰胺中的至少一种；和/或

5.根据权利要求1至4中任一项所述的前置液体系，其特征在于，所述前置液体系的密度为1.15至1.27g·cm-3。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的前置液体系，其特征在于，所述前置液体系中还包括分散介质；

7.一种制备如权利要求1至6中任一项所述前置液体系的方法，其包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述步骤1)中，通过搅拌混合，所述搅拌的速度为100至150r/min；所述搅拌的时长为10至15min。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在所述步骤2)中，通过搅拌混合，所述搅拌的速度为500至550r/min；所述搅拌的时长为5至10min。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的前置液体系或权利要求7至9中任一项所述的方法制备得到的前置液体系在油气井固井中的应用，特别是作为油气井固井用前置液的应用。

技术总结本发明提供了一种抗高温界面强化型前置液体系及其制备方法。所述前置液体系包括非离子表面活性剂、偶联剂、矿渣、黄原胶、磺化酚醛树脂和消泡剂。所述前置液体系密度为1.15至1.27g·cm‑3，具备良好的流变性、滤失性、沉降稳定性和相容性，可同时应用于水湿地层和油湿地层，在高温条件下能够有效改善井壁表面的润湿性，耐冲刷性好，提高固井二界面的胶结质量及胶结封隔质量，对于顶替效率较差的“大肚子”井眼地层的二界面胶结质量也具有明显的改善效果。技术研发人员：曹成章,田辉,吕会强,杨启贞,张增宝,陈明受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16