[发明专利]一种油基泥饼固化剂及其制备方法、使用方法与用途

说明书

本发明属于石油天然气工程技术领域，特别涉及一种油基泥饼固化剂及其制备方法、使用方法与用途。油基泥饼固化剂由异丙醇：1,2‑丙二醇：正丙醇：正戊醇：正己醇：乙二醇：1,3‑丙二醇：仲丁醇：水＝(13.0％～13.3％)：(2.2％～2.7％)：(2.1％～2.3％)：(0.9％～1.3％)：(12.4％～13.1％)：(4.0％～4.4％)：(11.2％～11.6％)：(5.2％～5.8％)：(45.5％～49.0％)的混合液、以及Na₂SiO₃组成。本方案实现了既不改性油基钻井液也不改变水泥浆条件下固井二界面油基泥饼固化，既可提高油基钻井液条件下固井二界面胶结强度，又解决了固化油基泥饼的问题。

技术领域

本发明属于石油天然气工程技术领域，特别涉及一种油基泥饼固化剂及其制备方法、使用方法与用途。

背景技术

目前，公知公用的用于解决固井二界面泥饼固化的方法有以下三种：

第一种是特殊的MTC(Mud to Cement，即泥浆转化为水泥浆，若采用“多功能钻井液+MTC固井液”称为钻固一体化)法。为了解决固井二界面胶结质量和环境保护问题，20世纪80年代末出现了基于水基钻井液的MTC技术，若用钻固一体化，能实现固井二界面泥饼固化，且可显著提高固井二界面胶结强度和胶结质量。这种方法的提出、研究和实践对解决固井二界面问题无疑具有重要意义，但MTC固化体脆裂、高温性能变异等问题又可能会因射孔等作业而导致更严重的气窜，影响油气开采效果甚至报废井，这在一定程度上制约了MTC固井技术的综合应用效果和现场推广应用。因此，目前MTC大多用来固技术套管或作充填浆，而将其用于固生产套管则国内外学者迄今尚未达成共识，但这种方法却无法固化油基泥饼。Nahm和Wyant于1993年和1995年先后获授权美国专利2项，提出了一种基于油基钻井液的类似方法，但现场应用报道至今本申请人尚未读到，且这两项专利也未提及油基泥饼固化。

第二种是本申请人与发明人提出的MTA(Mud Cake to Agglomerated Cake，即泥饼仿地成凝饼)法。为了实现非MTC方法固井二界面泥饼固化，本申请人提出了MTA的科学构想，创立了MTA固井新理论，创新研制出两种新材料即泥饼改性剂和凝饼形成剂(发明专利号为ZL200810047343.8，名称为一种凝饼形成剂及其制备方法和用途，发明人为顾军)，使固井二界面胶结强度得到大幅提高，形成了MTA固井新技术，且已在5个油气田得到推广应用，效果显著。该方法与MTC方法的本质区别在于前者并未改变油井水泥这一国内外公认的最佳固井材料，实现了固井二界面泥饼固化。但该方法虽实现了不改变油井水泥这一目标，即仍需先改性钻井液，即仍需先在钻井液中加入0.5％～3％(质量百分比)的泥饼改性剂，因此其用于深井仍存在局限性，且不适用于油基钻井液条件下的泥饼固化。

第三种是本申请人与发明人提出的MCS(Mud Cake Solidification，即泥饼固化)法。为了实现钻井液和水泥浆不变(而也可用于深井)条件下固井二界面泥饼固化，本申请人提出了MCS的科学构想，创立了MCS固井新理论，设计出两种新材料(发明专利号为ZL201210345941.X，名称为一种泥饼固化剂及其制备方法与用途，发明人为顾军)，使固井二界面胶结强度提高了6.29～24.65倍，形成了MCS固井新技术，且已在8个油气探区得到广泛应用，效果显著。该方法与MTA方法的本质区别在于前者既未改变油井水泥也无需在钻井液中加入材料，即实现了固井二界面泥饼固化。尽管泥饼固化剂已在多个油气探区固井中推广应用，但这种方法却无法固化油基泥饼。

发明内容

本发明的目的是提供一种油基泥饼固化剂，在既不改性油基钻井液也不改变水泥浆条件下实现固井二界面油基泥饼固化，从而大幅度提高固井二界面胶结强度和封隔能力，满足石油天然气安全高效开采。