XH高密度抗盐隔离液的室内研究

针对目前存在隔离液与水泥浆及钻井液相容性差的难题,研究出了由XH组成的新型隔离液。XH主要由增黏剂A、悬浮剂B、消泡剂C组成。室内评价结果证明,该隔离液具有优良的加重能力、悬浮稳定性和流变性,其密度可在1．00～2．30g／cm3范围内调整;具有良好的抗盐性（抗36％NaCl）和抗温性能（抗温130℃）,并且与水泥浆和钻井液具有很好的相容性;能防止水泥浆与钻井液的接触污染,有效地提高顶替效率,改善水泥的胶结质量。     

高密度抗盐隔离液的研究与应用

普通隔离液难以解决有机盐泥浆和高密度水泥浆的相溶性问题，为解决这一难题，通过大量的室内试验，研究出高密度抗盐隔离液。并对其进行了室内评价，结果证明该隔离液流变性、稳定性与有机盐泥浆和高密度水泥浆的相溶性好并具有一定抗盐性。现场混配容易，能有效地隔离钻井液和水泥浆，并能清洗井壁，提高顶替效率。自2004年以来，共采用此隔离液进行了6口重点探井的现场应用，固井合格率100％，产生了良好的经济效益和社会效益。     

一种新型注水泥前置隔离液

由于目前使用的隔离液不可固化,使得套管壁—水泥环—井壁的界面存在不可固化层,容易形成微间隙和微环空,严重影响界面胶结质量.针对该问题研制了一种既可隔离又可实现自身固化的注水泥前置隔离液体系.该隔离液密度在1.3～2.4g/cm3范围内可调,流变性能可调,流动度可控制在19～23cm之间,在50～90℃下,固化效果良好,24h抗压强度可达8MPa以上,稠化时间可调;同时该隔离液与钻井液、水泥浆的相客性好,并可实现与钻井液和水泥浆的整体固化胶结,3者整体固化强度在48h下达到8MPa以上,使得套管壁—水泥环—井壁的界面能够很好地固结在一起,提高了界面胶结质量.该隔离液突破了传统隔离液不能固化的特点,淡化了顶替机理和顶替效率,提高了固井作业安全和封固效果,具有广阔的应用前景.     

浅议隔离液对紊流顶替的作用

固井时水泥浆以紊流状态上返,能提高对钻井液的顶替效率,从而提高固井质量,这早已在理论上和实践中得到证实。但紊流顶替也带来许多间题,如松南地区钻井最大返速在1.6m/S左右,而实现紊流顶替的返速平均为2.35ms/左右。     

MS-R高密度隔离液的研究及应用

简述了固井工程中隔离液的使用功效;由于复杂深井中高密度钻井液的使用越来越多,因此在固井中为平衡压力、提高顶替效率,要求隔离液也有相应的高密度。根据目前隔离液应用指标的要求及国内高温粘性隔离液的不足,研制出一种MS-R高效隔离液,并对该隔离液的可加重能力、抗温能力、悬浮稳定性、抗盐能力等主要性能进行了评价试验。该隔离液在新疆地区复杂深井中进行了应用,现场复查其与水泥浆、现场泥浆相容性良好,固井后经声幅测井解释盐层封固段均为优质。     

可固化冲洗隔离液室内实验研究

报道了一种可固化的冲洗隔离液CXY，其组成如下：含4％膨润土和0．3％～0．4％LV—CMC的基液；细度400～500目的细磨矿渣粉；0．1％～0．3％烷基萘磺酸钠。CXY的pH值为9～10，流变性良好，密度可通过矿：壶粉用量进行调节，以便接近井浆密度。密度为1．58、1．41、1．31g／cm3的3个配方CXY 8h析水率为3．0％～0．75％，悬浮稳定性良好，与2口井井浆按不同比例相混时不发生胶凝，可使井浆粘度明显下降。CXY与水泥浆(密度1．89g／cm3)相混时发生胶凝，但胶凝程度比井浆与水泥浆相混时轻。CXY与水泥浆的混浆可固化，稠化时间较水泥浆延长，体积比为75：25和25：75时，在70℃养护24h后固结强度分别达到9～10和21～19MPa。中心有通孔的团柱岩心经6％膨润土浆浸泡24h后，在密度1．58和1．41g／cm3的CXY中浸泡20min，装入水灰比0．4的水泥浆，在常温养护24h，70℃养护48h，其胶结强度分别为91．97和89．68kPa，而未经CXY浸泡的岩心，其胶结强度仅为58.17kPa。表5     

高温抗盐隔离液XH添加剂的室内研究

目前,深井超深井等复杂井越来越多,对隔离液的抗盐和抗温性能要求也越来越高,普通隔离液已不能满足固井需要。为此,通过大量室内试验,研制出了一种高温抗盐隔离液添加剂XH。该添加剂主要由增黏剂A、悬浮剂B、消泡剂C、海泡石和重晶石以及水组成,对其进行了室内性能评价,并得出了一种最佳配比。性能评价结果表明,该隔离液具有优良的加重能力、稳定性、流变性、抗盐和抗温性能。      

一种适用于长宁页岩气井的高效洗油隔离液

针对长宁页岩气水平井所用油基钻井液与水泥浆兼容性差,絮凝混浆滞留环空难以驱替干净的问题,根据表面活性剂的类型、作用原理及HLB值进行设计,开发了洗油冲洗剂BCS-130L,并形成了一种适用于长宁页岩气井的高效洗油隔离液体系。该体系在70～180 ℃,密度为1.5～2.4 g/cm3时可清除环空壁面的油基钻井液,实现界面润湿性能反转,流变性与稳定性良好,与现场钻井液和水泥浆相容性良好,满足长宁页岩气目的层固井要求。      

固井隔离液综述

为了促进隔离液的研究和开发。根据国内外有关文献对固井水泥浆化学隔离液的种类、性能标准、设计要求、评价方法、现场应用情况及二十余种国内外常用化学隔离液的组成、特点和适用范围进行了综述。较全面地论述了隔离液在固井作业中的作用:能提高固井质量并有助于改善地层渗透率、提高原油产能。隔离液的研究应向多功能、多用途方向发展。     

新型无机凝胶冲隔液的实验室研究

目前，国内油田我数用清水或盐水作为固井作业中的冲洗液或隔离液。为提高固井质量，进行了一种新型无机凝胶冲洗隔离液的室内研究。冲隔液的主要组成为：一种天然铝镁硅酸盐矿物经特殊晶层改造形成的无机增稠剂，非离子型表面活性剂及一价，二价金属离子的电解质。     

高密度抗盐隔离液BH-HDS的研制与应用

高密度、盐膏层井对提高顶替效率的固井隔离液提出了更高的要求。通过选用生物质聚合物、无机悬浮物以及无机盐复合材料作为悬浮剂,阴离子聚合物作为稀释剂,重晶石作为加重剂,配制出一种新型隔离液。研究表明,该隔离液体系在1.50～2.40 g/cm3范围内具有良好的流变性能和沉降稳定性能,并且该体系具有良好的抗温性能,当温度达到180℃时,1.80 g/cm3隔离液的上下密度差为0.06 g/cm3,2.20 g/cm3隔离液的密度差为0.03 g/cm3 ;此外,该隔离液抗盐能达半饱和,半饱和盐水隔离液具有良好的悬浮稳定性和流变性。测试了隔离液与钻井液、隔离液与水泥浆、隔离液与钻井液、水泥浆3种混合液的相容性能,研究表明隔离液具有良好的相容性,加入隔离液的水泥浆的稠化时间较纯水泥浆稠化时间长。该高密度抗盐隔离液在伊拉克高压盐膏层应用2井次、在大港油田中深层油层现场应用1井次,固井质量1口合格,2口优质。      

CS水泥浆隔离液的研制及评价

ＣＳ隔离液是以改性淀粉为主，辅以少量其它化学剂而成的固体产品。室内评价试验表明：ＣＳ隔离液与钻井液（膨润土基浆或井浆）和水泥浆的配伍性好，它能明显降低钻井液和水泥浆的滤失量，而对水泥浆的性质无过大的影响；该体系还能够保护水敏性地层，改善套管及地层表面的水湿特性，同时还使混浆段水泥浆的流变参数得以改善，有利于实现粘性推移，提高水泥浆的顶替效率。本文还对ＣＳ隔离液的作用机理进行了讨论。     

磁流变隔离液流变特性研究

分析了磁流变隔离液在钻井工程中应用的可行性,建立了低固相含量磁流变隔离液的黏度预测方程,建立了磁流变隔离液流动特性测定的平行板外加磁场,制备了典型的磁流变隔离液并对其流变特性和磁致黏特性进行了测定.实验结果表明,磁流变隔离液在磁场条件下表现出磁致黏特性或类似于固体的特性,且响应迅速,具有磁流变液的共性;在有磁场情况下,流体的剪切应力主要取决于磁场的强度;磁流变隔离液的剪切应力随磁场强度增加而迅速增大,有利于提高井径扩大井段的顶替效率,提高固井质量.     

调整井固井前置液--冲洗隔离液研制

为了提高固井质量,研究出了高效冲洗隔离液体系.它主要由渗透剂、清洗剂和润湿剂组成.室内试验和现场应用表明,这种体系的冲洗液不但与钻井液相容性好,而且利于改善水泥环/套管和水泥环/井壁的胶结环境,增强胶结力.同时还可以根据井下需要,调整冲洗液的密度.     

一种新型广谱水基固井前置液体系的研究

以流变学原理为基础，提出了控制接触污染的前置液紊流顶替理念。研究出了一种具备强抗钙能力和优良化学兼容性、流变参数可灵活调整、密度调节范围宽、能选择性固化的新型广谱水基前置液体系。冲洗液中含有磷酸盐类的稀释剂和络合剂、丹宁类稀释剂及纤维素类增粘剂，这3种双效主剂以一定比例复配，具有良好协同效能。隔离液采用重质碳酸钙、重晶石为加重剂，通过调节悬浮稳定剂和降滤失剂等外加剂的比例和加量来调控性能，并加有配伍性好的阴离子型抗钙表面活性剂，以抑制水泥中阳离子对隔离液体系的侵污。在隔离液基础上，将加重材料替换为一种具有潜在水化活性的材料，通过激活剂的优选和采用膨润土预水化配制法，研制了可固化隔离液。提出优质前置液体系设计的关键在于体系化学处理剂的合理选择，它能使不同理化性能的流体相互之间具有良好的相容性，克服了采用传统顶替机理难以解决的流体污染后工程性能恶化引起的不良后果，为提高顶替效率提供了有利条件。该前置液体系对保证固井作业安全和提高层间封隔效果有广阔的应用前景。     

密度差对水平井固井顶替影响规律数值模拟研究

针对水平井偏心环空冲洗隔离液对钻井液的顶替问题,基于计算流体相关理论与方法,研究了密度差对顶替界面的影响规律.研究结果表明,冲洗隔离液密度相对钻井液负密度差与零密度差条件下,冲洗隔离液在顶替界面窄边严重滞后,顶替界面长度随顶替时间增长迅速,严重影响水平井窄边冲洗隔离效率;冲洗隔离液密度相对钻井液正密度差条件下,重力效应与宽窄边效应影响相反,重力效应超过宽窄边效应影响形成潮汐式流动特征,顶替界面长度随顶替时间增加越来越缓慢,有利于提高水平井窄边冲洗隔离效果.研究结果验证了合理配置冲洗隔离液密度的必要性,为冲洗隔离液的配制以及固井顶替施工提供了理论指导.     

即时混配型高密度固井隔离液

为适应即时混配工艺需要,并解决高密度隔离液黏稠的问题,研发了一体式隔离液处理剂DQ-SA,其主要成分为表面活性剂改性生物胶。生物胶分子间弱氢键连接受力断裂,表面活性剂胶束定向排布。采用DQ-SA制备的隔离液基液具有明显的剪切稀释特征,马氏漏斗黏度仅为31 s,流动性能极好。同时,利用室内设备进行即时混配模拟实验,掌握了固井水泥车混拌能力,确定了用室内设备模拟固井水泥车混配的具体参数。通过室内实验,在隔离液流动性与稳定性之间取得平衡,确定了一体化处理剂的最佳用量。通过控制加重剂配比,隔离液密度宽幅可调,最高可达2.40 g/cm3。评价显示,该隔离液体系具有良好的流动性、稳定性、相容性和抗温能力。地面和现场试验证实,即时混配工艺操作简便,制备的隔离液性能优良,较好地解决了高密度隔离液应用中存在的问题。      

一种适用于油基钻井液的表面活性剂隔离液

页岩气钻井过程中采用的油基钻井液极易残留在井壁和套管壁表面,与固井水泥浆产生接触污染。套管壁及井壁长期处在油基钻井液环境中,两界面亲油憎水,给固井作业带来油基钻井液顶替和清洗困难、混浆流变性能变差、混浆强度严重下降、界面胶结质量不良等问题。针对以上问题,对表面活性剂及隔离液进行了如下研究:①调研油基钻井液对水泥浆的接触污染机理;②测定溶液表面张力,验证表面活性剂对清洗效果的影响;③配制表面活性剂水溶液和隔离液,利用模拟套管冲洗法测定清洗效率。实验结果表明,表面活性剂的加入能显著降低水油界面张力,提高清洗效率;配制出了一种清洗效率高达92.86%的三元复配表面活性剂隔离液体系,表面活性剂组成为LAS+JFC-6+AOS （1:1:1）;该隔离液对油基钻井液有良好的清洗效果,可提高界面胶结质量,有助于提升页岩气井的固井质量。      

超高温高密度固井隔离液研究与应用

高温高密度井给提高顶替效率的固井隔离液提出了严峻的挑战.通过选用高分子聚合物,辅助高温稳定剂配制出了密度可达2.4 g/cm3的超高密度隔离液,室内研究表明,该隔离液抗温性能达到175℃,具有很好的悬浮稳定性和流变性,与钻井液和水泥浆有较好的相容性及抗污染性,并能延长水泥浆凝结时间,对固井施工安全有保证作用.通过现场一口钻井液密度达2.05 g/cm3的超深井固井应用,固井施工顺利,水泥浆返高界面清晰,过渡段短,水泥环胶结良好,固井质量合格.     

纳米乳液型冲洗隔离液体系构建及性能评价

油基钻井液已广泛应用在非常规井钻井施工中,如何有效清除钻井液及泥饼,为水泥浆提供适合的胶结环境,是使用油基钻井液钻井后固井面临的关键难题。纳米乳液界面张力低、液滴粒径小、增溶能力强,是一项油基钻井液冲洗新技术。以冲洗效率及乳液粒径为评价标准,优选了冲洗油基钻井液的纳米乳液,通过稳定性、电位、粒径测试,分析了纳米乳液同隔离液处理剂的配伍性,最终构建了一套纳米乳液型冲洗隔离液体系。研究表明,随着烷基糖苷和聚氧乙烯醚2种表面活性剂复配比从2∶8到9∶1,纳米乳液冲洗效率先增加后降低,粒径先减小后增大。纳米乳液高冲洗效率与小粒径的一致性,为优选兼具高冲洗效率及动力学稳定性的乳液提供了理论基础。少量聚合物类外加剂会增加乳液黏度和油水界面张力,但对纳米乳液的稳定性影响并不显著;带相反电荷的表面活性剂会降低纳米乳液液滴的Zeta电位,导致纳米乳液稳定性下降。常规处理剂可直接用于调控纳米乳液性能,制备纳米乳液型冲洗隔离液。构建的隔离液体系在100℃内流变性恒定、沉降稳定性高,与水泥浆相容性好,120℃下3 min冲洗效率达99%以上,能显著提高使用油基钻井液后固井的胶结强度。