[发明专利]一种页岩气水平井固井冲洗液

说明书

技术领域

本发明涉及油田固井技术，属于页岩气水平井固井清洗油基钻井液所用冲洗、隔离液领域。

背景技术

页岩气水平井钻井过程存在的主要难题是井壁失稳。井壁失稳给钻井、地质录井、测井及固井等作业将会带来一定的困难。油基钻井液作为一种优良的钻井液体系常用于页岩气水平井钻井中解决页岩稳定性问题，并取得了良好的钻井施工效果。但是就固井施工而言，油基钻井液会滞留在界面处并形成油浆和油膜，这将会严重影响水泥环的界面胶结强度，降低水泥环的封固质量，因此在固井注水泥作业前时要注入具有润湿反转高效冲洗作用的冲洗液，用于清洗粘附在界面处的油浆、油膜及泥饼，改善环空界面的胶结环境，保证水泥环的封固质量。

目前用于油基钻井液的冲洗液种类很多。申请号为02148985.8的中国专利“油基泥浆冲洗液及其制备方法”公开了一种包含2.5-3.5份氢氧化钠和4.0-5.0份乙二胺四乙酸再加入12.0-12.5份油酸的冲洗液，将其加入清水中搅拌20-30分钟，然后再加入2.0-2.2份十二烷基硫酸钠和5.0-5.5份烷基脂肪醇聚氧乙烯醚搅拌55-65分钟，最后再加入有机硅消泡剂。

申请号为01115908.1的中国专利“油基泥浆固井用冲洗液”公开了由一种基础油和两种不同分子量的表面活剂以及一种烷基酚的聚氧乙烯醚组成的冲洗液，该冲洗液对油基泥浆和泥饼有较好的冲洗能力，同时对油基泥浆有显著稀释降粘作用。

申请号为201110332950的中国专利“一种固井用高效抗污染隔离液及其制备方法”公开了一种在清水中，按重量份加入悬浮稳定剂、降失水剂、增粘剂、稀释剂、提粘提切剂、加重剂、pH值调节剂所配制的隔离液，该隔离液适于水基钻井液的井况。

申请号为200710049483的中国专利“含盐隔离液体系及制备方法”公开了一种在100%清水中，按质量百分比加入1~5%粘土矿物、0.05~0.25%增粘剂、0.1~0.3%降失水剂、0.1~1.5%流型调节剂、30~333%加重剂、1~35%NaCl、0.06~0.3%Na₂CO₃及少量消泡剂所配制的隔离液,该含盐隔离液具有较强抗可溶性盐污染能力、宽的密度调节范围、灵活的流变性调控能力和较好的流体间化学兼容性。

“《Using Surfactant Nanotechnology to Engineer Displacement PackagesforCementing Operations》”SPE127885中介绍了利用表面活性剂纳米技术为固井作业设计隔离液顶替液。这项技术可以简化隔离液中表面活性剂种类及加量，从而降低费用及在现场的人为失误。

以上现有技术所描述的冲洗液/隔离液主要适用于油水比较大，例如大于85/15（v/v）的油包水钻井液和含油钻井液的清洗，但对页岩气水平井钻井中使用的油水比范围较宽，例如为60/40（v/v）~90/10（v/v）这样的油基钻井液的冲洗效果，特别是对于油基钻井液塑性粘度、切力很高时，还有一定的局限性。粘附在套管壁和井壁的油基钻井液，不仅耗费的冲洗液很多，且很难清洗干净，在很大程度上影响了二界面的固井胶结质量，这给后期进行大规模分段压裂造成很大影响。

发明内容

本发明的目的是：解决页岩气水平井钻井使用油基钻井液会在套管壁和井壁上粘附着一层油基钻井液和油膜，导致水泥环界面胶结性能变差问题。提供一种适合页岩气水平井固井的高效冲洗隔离液，冲洗液具有一定的切力和粘度，在水利机械作用下起到对油浆和油膜的拖拽作用，达到有效清洗油膜和顶替粘稠油基钻井液的目的。

为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案是提供一种页岩气水平井固井用冲洗液，其包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、有机酸和提粘提切剂。

其中非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基酰醇胺、脂肪酸聚氧乙烯烷酯或烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种的组合。所述脂肪醇聚氧乙烯醚分子式为R₁O(CH₂CH₂O)_mH，式中烷基R₁优选为C₁₂～C₁₈的烷基；m优选为3～9；所述聚氧乙烯烷基酰醇胺分子式为R₂CON(CH₂CH₂O)₂H，根据R₂的不同分为椰子油二乙醇酰胺或棕榈油二乙醇酰胺；所述脂肪酸聚氧乙烯烷酯分子式为：