一种适用于盐膏层固井的抗污染高密度隔离液及制备方法与流程

本发明涉及石油天然气钻井作业中固井，特别是涉及一种适用于盐膏层固井的抗污染高密度隔离液及制备方法。

背景技术：

1、土库曼斯坦阿姆河右岸和南约洛坦盐下气藏地质复杂，钻井难度高、风险大。该地区钻井事故频繁，钻探成功率极低，大部分井未钻到目的层，30％左右为地质报废井，30％左右为工程报废井。报废重要原因之一就是没能解决巨厚盐膏层及其高压盐水层的钻井难题，特别是高密度固井面临的水泥浆和钻井液相互污染、气窜和井漏等问题，直接影响了盐膏层固井质量。

2、盐膏层的盐层溶解而形成“大肚子”，易影响固井质量。因此，盐膏层固井隔离液的常规配制方法为：先配制成饱和盐水再加入化学添加剂并用重晶石粉加重。例如现有技术中，提出了公开号为cn101921580a，公开日为2010年12月22日的中国发明专利文件，该专利文献所公开的技术方案如下：抗高温抗盐隔离液及其制备方法，该隔离液由以下各组分按重量份配比组成：降滤失剂0.85～1.80份，悬浮稳定剂0.43～0.90份，流性调节剂0.21～0.45份，密度调节剂45～355份，清水100份，nacl 0～36份。所述降滤失剂为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或磺甲基褐煤，悬浮稳定剂为聚阴离子纤维素或黄原胶，流性调节剂为磺甲基丹宁或磺甲基酮醛树脂，密度调节剂为重晶石粉或铁矿粉。

3、上述技术方案的配制思路和现有常规思路相同，使用的添加剂有5种，除使用悬浮稳定剂聚阴离子纤维素或黄原胶外，还使用了降滤失剂2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或磺甲基褐煤和流性调节剂磺甲基丹宁或磺甲基酮醛树脂，成分相对复杂，影响因素较多，这些处理剂与水泥浆里的各种添加剂容易发生各种反应，从而对水泥浆稠化时间产生影响。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种适用于盐膏层固井的抗污染高密度隔离液及制备方法，能有效解决高密度钻井液与水泥浆之间相互污染的问题。本发明所指的高密度隔离液是指密度≥2.00g/cm3的隔离液。

2、本发明是通过采用下述技术方案实现的：

3、一种适用于盐膏层固井的抗污染高密度隔离液，其特征在于：以质量百分比计，由淡水、0.2％～0.3％的生物聚合物以及190％～325％的重晶石粉组成；所述隔离液的密度不小于2.0g/cm3。

4、所述隔离液的密度为2.00g/cm3～2.40g/cm3。

5、所述隔离液的用量为20m3。

6、所述生物聚合物为xc-hv或黄原胶xcd。

7、所述淡水为钻井井场生产水。

8、所述重晶石粉为钻井液用ⅰ级重晶石粉。

9、一种适用于盐膏层固井的抗污染高密度隔离液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

10、在淡水中直接加入生物聚合物，配制成胶液；

11、在胶液中加入重晶石粉配制而成密度不小于2.0g/cm3的隔离液。

12、所述胶液的密度为1.00-1.02g/cm3，漏斗粘度为35s～45s。

13、所述隔离液利用钻井液循环罐配制，并利用钻井泥浆泵泵送。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：

15、1、本发明中，所述隔离液只包括淡水、生物聚合物以及重晶石粉，仅使用2种添加剂。先用淡水和生物聚合物配制胶液，然后直接使用重晶石粉配制成高密度隔离液。配方以及制备方法简单，但悬浮稳定性好，抗水泥浆污染能力强，性能稳定，安全可靠且隔离效果好。本高密度隔离液能同时兼容水泥浆和钻井液，最大限度降低固井时高密度水泥浆与高密度钻井液的相互污染，提高固井施工时顶替效率，降低因污染增稠导致施工泵压升高，能有效避免因水泥浆和钻井液相互污染导致的井下复杂问题，为保证固井质量创造了条件。

16、固井施工是一次性作业，固井所用的隔离液配制特别是盐膏层固井使用的高密度隔离液配制具有较大的挑战性，通常的方法是首先配制成饱和盐水体系，在此基础上，添加多种处理剂构建隔离液的体系配方。本发明秉承的思路是隔离液配方越简单，影响因素越少，反而越能够抗水泥浆污染。本发明打破常规思路，另辟蹊径，巧妙地抓住高密度隔离液自由水含量相对较少，在固井施工时隔离液在盐膏层井段的滞留时间短，隔离液对盐层的溶解有限，对固井质量的影响较小。因此构建在生产水中使用生物聚合物和重晶石粉2种处理剂配制隔离液。本发明配制的隔离液，在土库曼斯坦阿姆河东部山区高压盐膏层固井中广泛使用，在钻井液和水泥浆之间隔离效果好，确保了盐膏层固井质量。

17、2、与现有普通隔离液相比，本发明的高密度隔离液的利用率高，环保和经济适用性强：本发明的隔离液可以直接混入钻井液，对钻井液性能没有影响。而现有的普通隔离液在使用后，通常当成工业废液排放掉，既污染环境又造成一定程度的经济损失。

18、3、通过调整井浆性能提高其抗水泥污染能力的常规办法需要配制大约200m3的体积，采用本发明配制的高密度隔离液，仅需20m3就能完全将水泥浆和钻井液隔离开，大大提高效率，节约配制时间90％以上。

19、4、本发明所需要的设备少、成本低、配制简单以及方便操作：常规隔离液利用固井车配制，固井车泵送。本发明利用钻井液循环罐配制，钻井泥浆泵泵送，使用设备，更加有利于现场推广使用。

技术特征：

1.一种适用于盐膏层固井的抗污染高密度隔离液，其特征在于：以质量百分比计，由淡水、0.2%～0.3%的生物聚合物以及190%～325%的重晶石粉组成；所述隔离液的密度不小于2.0g/cm3。

2.根据权利要求1所述的一种适用于盐膏层固井的抗污染高密度隔离液，其特征在于：所述隔离液的密度为2.00g/cm3～2.40g/cm3。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用于盐膏层固井的抗污染高密度隔离液，其特征在于：所述隔离液的用量为20m3。

4.根据权利要求1所述的一种适用于盐膏层固井的抗污染高密度隔离液，其特征在于：所述生物聚合物为xc-hv或黄原胶xcd。

5.根据权利要求1所述的一种适用于盐膏层固井的抗污染高密度隔离液，其特征在于：所述淡水为钻井井场生产水。

6.根据权利要求1所述的一种适用于盐膏层固井的抗污染高密度隔离液，其特征在于：所述重晶石粉为钻井液用ⅰ级重晶石粉。

7.一种适用于盐膏层固井的抗污染高密度隔离液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种适用于盐膏层固井的抗污染高密度隔离液的制备方法，其特征在于：所述胶液的密度为1.00-1.02g/cm3，漏斗粘度为35s～45s。

9.根据权利要求8所述的一种适用于盐膏层固井的抗污染高密度隔离液的制备方法，其特征在于：所述隔离液利用钻井液循环罐配制，并利用钻井泥浆泵泵送。

技术总结本发明涉及石油天然气钻井作业中固井技术领域，特别是涉及一种适用于盐膏层固井的抗污染高密度隔离液及其制备方法，以质量百分比计，所述隔离液由淡水、0.2%～0.3%的生物聚合物以及190%～325%的重晶石粉组成，所述隔离液的密度不小于2.0g/cm<supgt;3</supgt;；所述制备方法包括：在淡水中直接加入生物聚合物，配制成胶液；在胶液中加入重晶石粉配制而成密度不小于2.0g/cm<supgt;3</supgt;的隔离液。通过本隔离液及其制备方法，能有效解决高密度钻井液与水泥浆之间相互污染的问题。技术研发人员：徐先觉,吉永忠,高利华,温富贵,李华坤,陈鹏飞,朱园园,陈鑫,廖晓春,王棋,吴泓璇,任浩,朱亮,张成受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18