一种复合固井前置液体系及其冲洗方法技术

本发明专利技术提供了一种复合固井前置液体系及其冲洗方法，包括交替泵入的酸性冲洗液、化学冲洗液和隔离液。酸性冲洗液中的酸可与井壁钻井液泥饼中碳酸钙反应生成钙离子及二氧化碳气体，分解泥饼中碳酸钙颗粒从而使泥饼松散易于冲洗剥离，同时反应生成的钙离子可促进水泥浆水化反应，从而进一步提高二界面胶结质量。酸性冲洗液中表面活性剂有利于提高对界面的清洗和冲刷作用，改善界面的润湿性能，增加对井壁泥饼的渗透作用，使井壁虚泥饼易于冲洗剥落。化学冲洗液用于清除井壁油膜，隔离钻井液和酸性冲洗液避免酸性冲洗液对钻井液造成污染。隔离液有效隔离水泥浆和酸性冲洗液。同时隔离液可承载泥饼中剥离的碳酸钙和黏土颗粒，保障固井施工安全。

A Composite Cementing Pre-fluid System and Its Flushing Method

The invention provides a compound cementing pre-fluids system and a flushing method thereof, including acid flushing fluids, chemical flushing fluids and isolating fluids pumped alternately. The acid in acidic flushing fluid can react with calcium carbonate in mud cake of borehole drilling fluid to produce calcium ion and carbon dioxide gas, decompose calcium carbonate particles in mud cake so as to make mud cake loose and easy to rinse and peel off. At the same time, the calcium ion generated by the reaction can promote the hydration reaction of cement slurry, thus further improving the quality of the second interface cementation. Surfactant in acidic flushing fluid can improve the cleaning and scouring effect of interface, improve the wettability of interface, increase the permeability of mud cake, and make the mud cake easy to wash and peel off. Chemical flushing fluids are used to remove oil film on wellbore wall, isolate drilling fluids and acid flushing fluids to avoid contamination of drilling fluids by acid flushing fluids. Isolation fluid effectively isolates cement slurry and acid flushing fluid. At the same time, the isolation fluid can carry the calcium carbonate and clay particles peeled from the mud cake to ensure the safety of cementing construction.

【技术实现步骤摘要】
一种复合固井前置液体系及其冲洗方法
本专利技术属于油气井固井
，具体涉及一种复合固井前置液体系及其冲洗方法。
技术介绍
在石油钻井工艺过程中，泥饼是在滤失过程中，钻井液的自由水进入地层，钻井液中的固相颗粒附着在井壁上形成的。在钻井完成后，残留钻井液和泥饼会影响固井过程中水泥环与套管和井壁的胶结强度。在固井工程中，套管串和水泥浆之间的界面成为第一界面，水泥浆和井壁之间的界面成为第二界面。导致固井二界面胶结质量不好的主要原因是井壁和水泥环间存在未被顶替干净的钻井液以及滤饼，其不能与固井时注入的水泥浆实现整体固化胶结。即只要有钻井液、滤饼存在，不管多薄，水泥石环与井壁之间都可能形成微间隙，导致固井二界面胶结强度下降，给地下油、气、水等流体提供窜流的通道。研究表明，地下流体窜流的通道主要是固井二界面，且已被油田实践所证实。因此，影响固井二界面封隔失效的主要因素是钻井液、滤饼的存在，使油井水泥-泥饼-地层相互之间不能实现整体固化，从而引起固井界面胶结强度严重降低。冲洗液通常是在水中加入表面活性剂、氧化剂或用钻井液稀释混配而成，然而传统的冲洗液对钻进液泥饼的冲刷能力弱，无法高效的将井壁上的钻井液清洗干净，对井壁上所形成的薄而韧且致密的泥饼更是无法有效清除。针对以上问题，已有许多新型的冲洗液体系面世。CN104449621A公开了一种高效固井冲洗液体系，其由如下组分组成：水100份、纤维材料0.2～0.8份，氧化性物质1.6～8.0份，聚合物0.3～1.5份，加重剂0～120份，盐2.3～9.7份，有机酸0.5～7.2份，稳定剂2.0～10份，分散剂0～0.6份。该冲洗液中的氧化性物质可以促进泥饼中的有机聚合物发生降解，从而有效降低钻井液粘度和滤饼结构强度，有利于提高冲洗效率；但泥饼中固相颗粒紧密堆积阻碍了氧化物质对有机聚合物的分解，而且冲洗液中有机酸与泥饼中碳酸钙反应生成不容物阻碍了冲洗液对泥饼中固相颗粒分解。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种复合固井前置液体系，提高二界面胶结质量。本专利技术的另一个目的在于提供一种复合固井前置液体系的冲洗方法，可对泥饼中碳酸钙颗粒进行有效分解，从而提高冲洗效率。本专利技术提供的技术方案如下：一种复合固井前置液体系，包括交替泵入的酸性冲洗液、化学冲洗液和隔离液。所述酸性冲洗液由以下重量百分比的组分组成：阴离子表面活性剂4-10%，盐酸8-30%，无机盐5-10%，余量为水，其中，盐酸的质量浓度为10-36%。所述化学冲洗液由以下重量百分比的组分组成：表面活性剂3-10%，无机盐5-10%，泥浆稀释材料3-7%，余量为水。所述隔离液由以下重量份数的组分组成：水52-69份，稳定材料1-3份，石灰石粉30-45份。所述表面活性剂为C8~10烷基酚聚氧乙烯醚、仲烷基硫酸钠中一种或两种。所述无机盐为FeSO4、醋酸钠、KCl中的一种或几种。所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述泥浆稀释材料为磺化沥青、磺化栲胶、聚萘甲醛磺酸钠盐中的一种或几种。所述稳定材料为羟乙基纤维素或黄原胶中的一种或两种。一种复合固井前置液体系的冲洗方法，包括以下步骤：步骤1）泵入化学冲洗液，使化学冲洗液在紊流状态下与井壁接触，所述接触的时间为2-3min；步骤2）泵入酸性冲洗液，使酸性冲洗液在紊流状态下与井壁接触，所述接触的时间为2-3min；步骤3）泵入隔离液，使隔离液在紊流状态下与井壁接触，所述接触的时间为2-3min；步骤4）按步骤1）、2）、3）依次循环入三种液体2-3次。本专利技术的有益效果是：（1）酸性冲洗液中盐酸可与井壁钻井液泥饼中碳酸钙反应生成钙离子及二氧化碳气体，分解泥饼中碳酸钙颗粒从而使泥饼松散易于冲洗剥离，同时反应生成的钙离子可促进水泥浆水化反应，从而进一步提高二界面胶结质量。其中表面活性剂有利于提高对界面的清洗和冲刷作用，改善界面的润湿性能，增加对井壁泥饼的渗透作用，使井壁虚泥饼易于冲洗剥落。（2）化学冲洗液中阴离子表面活性剂可有效清除井壁油膜；钻井液稀释材料可以改善钻井液流动性，提高钻井液顶替效率。同时化学冲洗液可以隔离钻井液和酸性冲洗液避免酸性冲洗液对钻井液造成污染。（3）隔离液中碳酸钙颗粒可对疏松泥饼进行有效冲刷，稳定材料中高分子聚合物对井壁泥饼的吸附作用在冲洗过程中拖拽拉力可提高虚泥饼冲洗效率，有效隔离水泥浆和酸性冲洗液。同时隔离液可承载泥饼中剥离的碳酸钙和黏土颗粒，保障固井施工安全。（4）三种液体交替注入，协同作用下逐层清除井壁泥饼，提高冲洗效率，保障环空水泥环完整性。该复合固井前置液体系适用于温度为30-120℃的钻井液为碳酸钙体系油气井固井作业，在不改变常规固井施工工艺的前提下，对井壁泥饼有效清除，提高了界面胶结强度及固井环空的完整力学密封性，其应用前景良好。下面将做进一步详细说明。具体实施方式实施例1：本实施例提供了一种复合固井前置液体系，包括交替泵入的酸性冲洗液、化学冲洗液和隔离液。为了加强对储层保护，减少钻井液对地层污染，一般完井钻井液采用碳酸钙作为加重材料，所以泥饼中主要骨架材料为碳酸钙颗粒和黏土。本专利技术采用酸性冲洗液对泥饼中碳酸钙颗粒进行有效分解，从而提高冲洗效率。酸性冲洗液中的酸可与井壁钻井液泥饼中碳酸钙反应生成钙离子及二氧化碳气体，分解泥饼中碳酸钙颗粒从而使泥饼松散易于冲洗剥离，同时反应生成的钙离子可促进水泥浆水化反应，从而进一步提高二界面胶结质量。酸性冲洗液中表面活性剂有利于提高对界面的清洗和冲刷作用，改善界面的润湿性能，增加对井壁泥饼的渗透作用，使井壁虚泥饼易于冲洗剥落。化学冲洗液用于清除井壁油膜，隔离钻井液和酸性冲洗液避免酸性冲洗液对钻井液造成污染。隔离液有效隔离水泥浆和酸性冲洗液。同时隔离液可承载泥饼中剥离的碳酸钙和黏土颗粒，保障固井施工安全。实施例2：在实施例1的基础上，本实施例提供了一种复合固井前置液体系，所述酸性冲洗液由以下重量份数的组分组成：阴离子表面活性剂4-10%，盐酸8-30%，无机盐5-10%，余量为水，其中，盐酸的质量浓度为10-36%。其中，盐酸可与井壁钻井液泥饼中碳酸钙反应生成钙离子及二氧化碳气体，分解泥饼中碳酸钙颗粒从而使泥饼松散易于冲洗剥离，同时反应生成的钙离子可促进水泥浆水化反应，从而进一步提高二界面胶结质量。面活性剂有利于提高对界面的清洗和冲刷作用,改善界面的润湿性能，增加对井壁泥饼的渗透作用，使井壁虚泥饼易于冲洗剥落。实施例3：在实施例1的基础上，本实施例提供了一种复合固井前置液体系，所述化学冲洗液由以下重量份数的组分组成：表面活性剂3-10%，无机盐5-10%，泥浆稀释材料3-7%，余量为水。其中，阴离子表面活性剂可有效清除井壁油膜；泥浆液稀释材料可以改善钻井液流动性，提高钻井液顶替效率。同时化学冲洗液可以隔离钻井液和酸性冲洗液避免酸性冲洗液对钻井液造成污染。实施例4：在实施例1的基础上，本实施例提供了一种复合固井前置液体系，所述隔离液由以下重量份数的组分组成：水52-69份，稳定材料1-3份，石灰石粉30-45份。其中，隔离液中碳酸钙颗粒可对疏松泥饼进行有效冲刷，稳定材料中高分子聚合物对井壁泥饼的吸附作用在冲洗过程中拖拽拉力可提高虚泥饼冲洗效率，有效隔离水泥浆和酸性冲洗液。同时隔离液可承载泥饼中剥离的碳酸钙和黏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合固井前置液体系，其特征在于：包括交替泵入的酸性冲洗液、化学冲洗液和隔离液。

【技术特征摘要】
1.一种复合固井前置液体系，其特征在于：包括交替泵入的酸性冲洗液、化学冲洗液和隔离液。2.根据权利要求1所述的一种复合固井前置液体系，其特征在于，所述酸性冲洗液由以下重量百分比的组分组成：表面活性剂4-10%，盐酸8-30%，无机盐5-10%，余量为水，其中，盐酸的质量浓度为10-36%。3.根据权利要求1所述的一种复合固井前置液体系，其特征在于，所述化学冲洗液由以下重量百分比的组分组成：阴离子表面活性剂3-10%，无机盐5-10%，泥浆稀释材料3-7%，余量为水。4.根据权利要求1所述的一种复合固井前置液体系，其特征在于，所述隔离液由以下重量份数的组分组成：水52-69份，稳定材料1-3份，石灰石粉30-45份。5.根据权利要求2所述的一种复合固井前置液体系，其特征在于：所述表面活性剂为C8~10烷基酚聚氧乙烯醚、仲烷基硫酸钠中一种或两种。6.根据权利要求2或3所述的一种复合固井前置液体系，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐凯，王文斌，刘小利，刘志雄，高果成，陈鹏伟，沈明华，田国强，刘钰龙，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：陕西,61