本发明专利技术提供一种磁流变隔离液，其是在常规隔离液的基础上加入一种可磁化物质，在无外加磁场的情况下，该隔离液的流变性基本不发生变化，当隔离液顶替钻井液进入到井径扩大井段，对隔离液施加一定强度的磁场，该隔离液的黏度会迅速增大(即磁致黏效应)，从而可以大幅提高井径扩大井段的顶替效率，达到提高固井质量的目的。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种用于钻井固井中的隔离液。
技术介绍
石油钻井过程中经常发生井壁不稳定现象。井壁不稳定往往造成井眼直径的扩大，在一些特殊复杂地层，甚至出现糖葫芦或锯齿状井壁。为防止井壁坍塌和更好的开发油气储层，需要在钻至目的层后下入套管，并在套管与井壁的环形空间内注入水泥浆，将套管和地层固结在一起，以增强套管对井壁的支撑作用。随着世界石油的勘探、开发以及需求量的不断增加，需要向更广泛地区和更深地层钻井。为提高水泥浆的固结质量，防止水泥浆和钻井液之间的相互污染，往往在注水泥浆顶替钻井液之前，先注入一段液体，将钻井液和水泥浆隔离开来，并提高对钻井液的顶替效率，该段流体一般称之为隔离液。隔离液对钻井液的顶替效率取决于隔离液的密度、黏度以及井眼质量。在新的区域和更深地层钻井，对地层的熟悉程度降低，钻井遇到的地层也就会更加复杂多变，而目前的隔离液顶替效率低，固井质量差，因此，在钻井过程中也就更加容易出现井壁坍塌的现象。井壁的坍塌不仅会给钻井过程造成影响，也会极大的影响到固井过程和固井的质量，不能满足在复杂环境下更广泛地区和更深地层钻井的实际需要。
技术实现思路
基于现有技术的缺陷，本专利技术提出了一种磁流变隔离液，可以有效解决由于井壁不稳定造成井眼扩大时顶替效率低、固井质量差的技术问题。隔离液对钻井液的顶替效率取决于隔离液的密度、黏度以及井眼质量，而磁流变液具有在磁场作用下，黏度增大，磁场消失黏度恢复的特性。因此，若将二者结合，研制一种磁流变隔离液，则可以在井径扩大井段施加一定强度的磁场，增加隔离液的黏度，提高隔离液对钻井液的顶替效率，达到提高固井质量的目的。本专利技术是在常规隔离液的基础上加入一种可磁化物质，在无外加磁场的情况下， 该隔离液的流变性基本不发生变化，当隔离液顶替钻井液进入到井径扩大井段，对隔离液施加一定强度的磁场，该隔离液的黏度会迅速增大(即磁致黏效应)，从而可以大幅提高井径扩大井段的顶替效率，达到提高固井质量的目的。具体实施例方式以下通过具体实施方式来详细说明本专利技术。本实施方式主要包括以下几个方面(1)易磁化颗粒的选择。以纯铁粉、羰基铁粉、铁合金或钛铁矿、铁矿石等磁性颗粒为主。从成本和密度角度出发，可选择钛铁矿粉和铁矿粉颗粒。也可以根据其在一定磁场条件下的黏度、剪切应力等流变学特性进行优选，其中密度和黏度应介于钻井液和水泥浆之间，太低不利于对钻井液的驱替，太高则可能造成憋泵或压漏地层等事故复杂。因此，其黏度一般在30-200S，可调。隔离液可选择为现有技术中已有的常规隔离液。常规隔离液可以是1、抗高温抗盐隔离液，由以下各组分按重量份配比组成降滤失剂0. 85 1. 80份，悬浮稳定剂0. 43 0. 90份，流性调节剂0. 21 0. 45份，密度调节剂45 355份，NaCl 0 36份，清水100份，在本专利技术中，悬浮稳定剂为聚阴离子纤维素或黄原胶；降滤失剂为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或磺甲基褐煤；流性调节剂为磺甲基丹宁或磺甲基酮醛树脂；密度调节剂为重晶石粉或铁矿粉。以上物质均为市售。当不含NaCl时，本专利技术为淡水抗盐隔离液。当含有NaCl时，本专利技术为盐水隔离液。2、饱和盐水隔离液在配制的100份淡水中，依次加入NaC136份，降滤失剂 0. 85 1. 80份，悬浮稳定剂0. 43 0. 90份，流性调节剂0. 21 0. 45份，在低速下搅拌 40min至原料均勻分布在清水中；然后加入密度调节剂45 355份，在低速下搅拌20min至均勻分散，饱和盐水隔离液即配制完成。3、高密度冲洗隔离液，各成分及配比按重量份如下羧甲基纤维素1. 0 1. 5份， 醋酸铝2. 0 2. 5份，丙酮1. 8 2. 0份，烷基醇酰胺0. 5 1. 0份，重晶石30 170份。在本专利技术中，各组分均为重量份。(2)将可磁化颗粒加入隔离液中。其中可磁化颗粒在隔离液中的加量取决于两个因素，一是隔离液的密度，隔离液的密度一般介于钻井液和水泥浆之间，比钻井液略大而略低于水泥浆，以便于提高对钻井液的顶替效率又可以被水泥浆顶替。易磁化颗粒一般都是密度比较大的颗粒，易磁化颗粒的加入必然引起隔离液密度的增加，因此其加量首先受到密度的限制。二是隔离液的流变性，黏度不宜太高，特别是在磁场作用下，在井眼扩大井段， 隔离液黏度的提高有利于提高对钻井液的顶替效率提高固井质量，但过高的黏度也易造成泵压过高、憋漏地层等复杂情况。易磁化颗粒的加量也决定了隔离液对磁场的反应。因此，易磁化颗粒的加量在隔离液重量的50%以下，可调。(3)通过将以上步骤获得具有可磁化颗粒的隔离液应用于钻井中，隔离液被局限于套管和井壁之间的环形空间，通过向环形空间施加适用于套管固井的圆柱形电磁场，使得隔离液在磁场的作用下，由于磁致黏效应，迅速增大隔离液的黏度，从而可以大幅提高井径扩大井段的顶替效率，达到提高固井质量的目的。根据不同应用环境中隔离液黏度的大小需要，可以通过调整磁场强度来调整隔离液的黏度。磁场强度增大，隔离液的黏度也增大。目前国内外尚没有开展磁流变隔离液的研究，也没有可磁化颗粒的选择及其加量、井下电磁场施加以及磁场强度对固井质量影响的研究。本专利技术解决了隔离液在井下流变特性不变、在特殊复杂井段难以提高对钻井液的顶替效率，也就无法解决该井段固井质量差的问题。为进一步推进我国石油钻井向更深地层、更广区域的发展，提高固井质量提供了一种技术保障。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术保护的范围并不局限于此， 任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。权利要求1.一种磁流变隔离液，其特征在于在常规隔离液中加入可磁化物质。2.根据权利要求1所述的磁流变隔离液，其中，可磁化物质选择为以下物质中一种或几种纯铁粉、羰基铁粉、铁合金或钛铁矿、铁矿石磁性颗粒。3.根据权利要求1或2所述的磁流变隔离液，其中，可磁化物质在隔离液中的重量为 50%以下。4.根据权利要求3的磁流变隔离液，其中，磁流变隔离液的粘度在30-200S之间。5.如权利要求1-4之一所述的磁流变隔离液在钻井中的应用。6.如权利要求5所述的磁流变隔离液在钻井中的应用，其中包括以下步骤将磁流变隔离液被局限于套管和井壁之间的环形空间，向环形空间施加适用于套管固井的圆柱形电磁场。全文摘要本专利技术提供一种磁流变隔离液，其是在常规隔离液的基础上加入一种可磁化物质，在无外加磁场的情况下，该隔离液的流变性基本不发生变化，当隔离液顶替钻井液进入到井径扩大井段，对隔离液施加一定强度的磁场，该隔离液的黏度会迅速增大(即磁致黏效应)，从而可以大幅提高井径扩大井段的顶替效率，达到提高固井质量的目的。文档编号C09K8/40GK102516959SQ20111035859公开日2012年6月27日 申请日期2011年10月30日 优先权日2011年10月30日专利技术者徐加放, 步玉环, 邱正松 申请人:中国石油大学(华东)本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐加放，步玉环，邱正松，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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