本發(fā)明屬于油氣井鉆完井工程，涉及一種隔離液及其制備方法，尤其涉及一種封堵固壁型固井加重隔離液及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、在油氣井固井作業(yè)中，鉆井液與固井水泥漿的相容性普遍較差，如果鉆井液與水泥漿直接接觸會(huì)產(chǎn)生絮凝、增稠現(xiàn)象，這將產(chǎn)生如下嚴(yán)重后果：①被污染的混漿流動(dòng)阻力大大提高，額外增加施工壓力；②粘稠的混漿在井內(nèi)尤其是固井界面上的粘滯力較大，很難被沖凈，影響水泥漿界面膠結(jié)；③水泥漿受污染后性能會(huì)失控，如果稠化時(shí)間縮短甚至發(fā)生“閃凝”，會(huì)導(dǎo)致“灌香腸”事故發(fā)生。綜上，通過(guò)在注水泥漿之前注入一段隔離液，起到有效隔離防止鉆井液與水泥漿接觸污染的作用。

2、隨著油氣資源勘探開(kāi)發(fā)逐步向著深層超深層、非常規(guī)進(jìn)軍，所面臨的地質(zhì)條件更加復(fù)雜，鉆完井難度逐步加大，復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)鉆完井技術(shù)及工程流體提出了更高要求。在部分非常規(guī)油氣藏鉆井過(guò)程中，鉆遇斷層破碎帶、天然微裂縫發(fā)育地層導(dǎo)致的井漏復(fù)雜情況時(shí)有發(fā)生。井漏是指在油氣井鉆井作業(yè)過(guò)程中，在壓差作用下鉆井液漏入地層的一種井下復(fù)雜情況。井漏不但會(huì)損失大量鉆井液和堵漏材料，還可能造成井塌、卡鉆、井噴等其它井下復(fù)雜情況和重大事故，嚴(yán)重影響鉆井安全和成本。井漏是伴隨油氣井鉆完井作業(yè)長(zhǎng)期存在的技術(shù)難題，堵漏技術(shù)也是鉆完井科研人員長(zhǎng)期攻關(guān)研究的重要內(nèi)容。近年來(lái)，科研人員研發(fā)了多樣化的堵漏材料并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)及應(yīng)用，一次堵漏成功率顯著提高，堵漏技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。盡管如此，在一些微裂縫發(fā)育地層及高滲透地層，從下完套管到固井水泥漿注替過(guò)程中的井漏問(wèn)題仍然難以較好處理，因?yàn)椴煌诙侣┕艽?，套管串由于其本身結(jié)構(gòu)的特殊性，此時(shí)較難實(shí)施常規(guī)堵漏措施。

3、固井質(zhì)量的好壞直接影響一口井能否順利完成交井，并長(zhǎng)期影響后期油氣井安全生產(chǎn)、油氣產(chǎn)量與使用壽命。固井二界面膠結(jié)質(zhì)量差是造成層間竄和環(huán)空帶壓的主要原因之一。受井眼質(zhì)量、地層條件、鉆井液性能，尤其是泥餅性能的影響，提高固井二界面膠結(jié)質(zhì)量是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)工程。傳統(tǒng)加重隔離液一般由增粘劑、懸浮穩(wěn)定劑、沖洗劑、加重材料等組分構(gòu)成，一般不具備屏蔽封堵和改善固井界面膠結(jié)質(zhì)量的功能。

4、近年來(lái)，針對(duì)不同地質(zhì)條件、不同井深、井型，研究人員開(kāi)發(fā)了一些具有多種功能的新型隔離液體系。cn116285917a公開(kāi)了一種抗高溫堵漏隔離液及制備方法，該隔離液包括以下質(zhì)量份的組分，500份清水、200-500份加重劑、5-30份懸浮穩(wěn)定劑、21-49份堵漏劑、1-15份沖洗劑，以及1-10份消泡劑。雖然該隔離液抗高溫達(dá)160℃，密度在1.30g/cm3-1.60g/cm3的范圍內(nèi)可調(diào)，封堵承壓能力不低于3mpa，但其屬于不可固化型隔離液，不具備明顯的固壁效果。

5、cn112625663a公開(kāi)了一種固井復(fù)合堵漏隔離液體系及其應(yīng)用，該隔離液體系提供了一種基于溫敏膨脹聚合物的固井復(fù)合堵漏隔離液體系，在保證流體可泵性的前提下，提高隔離液的架橋與變形充填能力，增強(qiáng)堵漏效果，為惡性漏失地層固井提供技術(shù)支持。雖然所述變形態(tài)微細(xì)顆粒溫敏點(diǎn)和變形態(tài)纖維的溫敏點(diǎn)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用條件進(jìn)行調(diào)控，但針對(duì)裸眼段長(zhǎng)，易漏層位多且間距較遠(yuǎn)、溫差較大的井具有使用局限性。

6、cn113583640a公開(kāi)了一種可固化多功能固井隔離液及其制備方法和裝置，該隔離液體系由基礎(chǔ)材料10-15％、固化液材料15-20％、增強(qiáng)材料50-55％和減輕材料15-20％組成；該隔離液體系未明確其密度調(diào)節(jié)范圍及適用溫度范圍。

7、目前雖然已開(kāi)發(fā)出一批適用溫度范圍、密度范圍較廣的隔離液體系并進(jìn)行了規(guī)?；默F(xiàn)場(chǎng)固井應(yīng)用，但他們大都只具備基本的隔離功能。針對(duì)固井前微裂縫性地層及高滲透性地層漏失難題，急需開(kāi)發(fā)一種具有一定封堵能力且具備固壁效應(yīng)的固井加重隔離液體系，來(lái)降低固井施工漏失風(fēng)險(xiǎn)、提高一次固井成功率、提高固井界面膠結(jié)質(zhì)量，滿足井筒全生命周期密封完整性要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)提供一種封堵固壁型固井加重隔離液及其制備方法，所述隔離液與固井水泥漿及常用水基鉆井液相容性良好，具有良好的施工性能，其自身攜帶有膨脹封堵材料可對(duì)微裂縫性及高滲透性漏失進(jìn)行有效封堵，大大降低固井漏失風(fēng)險(xiǎn)；其含有的高活性固化增強(qiáng)材料，除在裂縫中其本身具有固化愈合功能外，在固井一、二界面處，滯留的高活性固化增強(qiáng)材料能夠參與界面固化膠結(jié)，從而提高界面膠結(jié)強(qiáng)度，達(dá)到固壁效應(yīng)，有利于提高固井界面的長(zhǎng)期密封完整性。

2、為達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明目的之一在于提供一種封堵固壁型固井加重隔離液，所述隔離液的原料包括活性固化增強(qiáng)材料、活性填充封堵材料、膨脹封堵材料和水。

4、本發(fā)明中，采用復(fù)配的膨脹封堵材料，兼顧搭橋與膨脹作用，封堵效果更好(封堵承壓＞3.2mpa)；采用活性可固化材料與活性填充材料，具有一定固化愈合微裂縫的能力；含有活性固化增強(qiáng)材料，在固井界面處可參與界面固化膠結(jié)，提高界面膠結(jié)強(qiáng)度。

5、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述隔離液的原料還包括激活材料、懸浮穩(wěn)定材料、分散稀釋材料、降失水劑、消泡劑和抑泡劑。

6、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，照重量份計(jì)所述的原料包括：

7、

8、其中，活性填充封堵材料的重量份可以是10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等，膨脹封堵材料的重量份可以是10份、12份、15份、18份、20份、22份、25份、28份或30份等，激活材料的重量份可以是6份、6.5份、7份、7.5份、8份、8.5份、9份、9.5份或10份等，懸浮穩(wěn)定材料的重量份可以是0.25份、0.5份、0.75份或1份等，分散稀釋材料的重量份可以是2份、3份、4份、5份、6份、7份或8份等，降失水劑的重量份可以是1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份或4份等，消泡劑的重量份可以是1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份或2份等，抑泡劑的重量份可以是1份、1.2份、1.5份、1.8份、2份、2.2份、2.5份、2.8份或3份等，水的重量份可以是100份、150份、200份、250份、300份、350份、400份或450份等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，上述各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

9、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述活性固化增強(qiáng)材料為高爐礦渣粉。

10、本發(fā)明中，高爐礦渣粉為按照gb/t18046-2017《用于水泥、砂漿和混凝土中的?；郀t礦渣粉》生產(chǎn)的市售高爐礦渣粉。

11、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述活性填充封堵材料粉煤灰。

12、優(yōu)選地，所述粉煤灰的粒度為0.5～400μm。

13、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述膨脹封堵材料包括玄武巖硬纖維、膨脹石墨或蛭石中的任意一種或至少兩種的組合。

14、優(yōu)選地，所述玄武巖硬纖維的長(zhǎng)度為5～15mm，如5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

15、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述激活材料包括五水偏硅酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉或水玻璃中的任意一種或至少兩種的組合，所述組合典型但非限制性實(shí)例包括：五水偏硅酸鈉和氫氧化鈉的組合、氫氧化鈉和碳酸鈉的組合、碳酸鈉和水玻璃的組合、水玻璃和五水偏硅酸鈉的組合或五水偏硅酸鈉、氫氧化鈉和碳酸鈉的組合等。

16、優(yōu)選地，所述懸浮穩(wěn)定材料包括黃原膠。

17、優(yōu)選地，所述分散稀釋材料三聚磷酸鈉和/或乙二胺四乙酸二鈉。

18、優(yōu)選地，所述降失水劑包括amps共聚物降失水劑。

19、優(yōu)選地，所述消泡劑包括甘油聚醚或磷酸三丁酯。

20、優(yōu)選地，所述抑泡劑包括有機(jī)硅和/或硅醚油。

21、本發(fā)明目的之二在于提供一種目的之一提供的封堵固壁型固井加重隔離液的制備方法，所述制備方法包括：

22、將所述活性固化增強(qiáng)材料、活性填充封堵材料和膨脹封堵材料混合，得到固體混合物；

23、將固體混合物加入到水中進(jìn)行攪拌，得到所述封堵固壁型固井加重隔離液。

24、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述激活材料、懸浮穩(wěn)定材料、分散稀釋材料以及降失水劑與所述活性固化增強(qiáng)材料、活性填充封堵材料和膨脹封堵材料共同混合，得到固體混合物。

25、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述固體混合物加入到水中前，先將水與消泡劑和抑泡劑混合。

26、本發(fā)明中，對(duì)固體原料進(jìn)行干混的方式可以是：利用干混裝置，根據(jù)混配罐容積分批次將每批所用干混原料按順序投入混配罐中進(jìn)行氣動(dòng)混拌，得到均勻的固體混合物，現(xiàn)場(chǎng)施工前將固體混合物用粉粒物料運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸上井。

27、本發(fā)明中，在1000～1500rpm的轉(zhuǎn)速下向水中加入消泡劑和抑泡劑。其中，轉(zhuǎn)速可以是1000rpm、1100rpm、1200rpm、1300rpm、1400rpm或1500rpm等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

28、本發(fā)明中，固體混合物在30～60s之內(nèi)加入到水中，之后在2000±100rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌2～5min。其中，固體混合物加入到水中的時(shí)長(zhǎng)可以是30s、35s、40s、45s、50s、55s或60s等；攪拌轉(zhuǎn)速可以是1900rpm、1950rpm、2000rpm、2050rpm或2100rpm等；攪拌時(shí)間可以是2min、2.5min、3min、3.5min、4min、4.5min或5min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，上述各數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

30、(1)本發(fā)明公開(kāi)了一種封堵固壁型固井加重隔離液，所述隔離液具有優(yōu)異的封堵效果、固化愈合微裂縫的能力以及較高的界面膠結(jié)強(qiáng)度；

31、(2)本發(fā)明公開(kāi)了一種封堵固壁型固井加重隔離液，所述隔離液可通過(guò)調(diào)節(jié)液固比將密度控制在1.20g/cm3～1.60g/cm3，無(wú)需額外添加加重材料，適用井底循環(huán)溫度40～120℃；

32、(3)本發(fā)明公開(kāi)了一種封堵固壁型固井加重隔離液的制備方法，所述制備方法采用全干混的方式，可分裝為25kg/袋，也可用噸包進(jìn)行包裝，便于長(zhǎng)途運(yùn)輸；現(xiàn)場(chǎng)施工可采用固井車(chē)邊混邊注的方式，也可用批混車(chē)進(jìn)行二次攪拌來(lái)保證密度更加均勻，配制便捷。