本申請(qǐng)涉及但不限于一種油相懸浮液的制備及作為固井水泥漿懸浮劑的用途。
背景技術(shù)：
固井是油氣井建井過程中的關(guān)鍵作業(yè)之一，通常是指向井下下入套管，并將水泥漿泵入地層，使之在套管與地層間環(huán)空水化固化的過程。固井的主要目的是保護(hù)和支撐油氣井內(nèi)的套管，封隔油、氣和水等地層。通常情況下由水泥漿液柱傳遞至井底地層的壓力應(yīng)小于地層破裂壓力，以防止流體流入地層發(fā)生漏失。因此，在某些易碎地層施工時(shí)，需使用低密度水泥漿體系。配制低密度水泥漿可向水泥漿中加入較常規(guī)水泥漿更多的水，同時(shí)加入懸浮劑(extender)以防止水泥漿中固體顆粒材料的沉降及自由液的產(chǎn)生。最常見的固井懸浮劑有水玻璃或般土，水玻璃配制的低密度水泥漿僅能在低溫下使用，且性能調(diào)節(jié)不易；般土需用淡水進(jìn)行預(yù)水化才能起到相應(yīng)的懸浮作用，且隨著海上固井現(xiàn)場(chǎng)液體加料系統(tǒng)的普及，使用顯得尤為不便。因此，有必要開發(fā)懸浮性能好、適合海上固井作業(yè)使用的液體懸浮劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
以下是對(duì)本文詳細(xì)描述的主題的概述。本概述并非是為了限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N油相懸浮液的制備方法及作為固井水泥漿懸浮劑的用途，該油相懸浮液在常見的表層套管及技術(shù)套管固井溫度范圍(＜135℃)內(nèi)均能夠保證固井水泥漿的懸浮穩(wěn)定性。
第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N油相懸浮液，所述油相懸浮液包括硅酸鹽類礦物、纖維素、二氧化硅、油品增稠劑以及礦物油；其中，在所述油相懸浮液中，所述硅酸鹽類礦物的含量為10～40重量％，所述纖維素的含量為10～30重量％，所述二氧化硅為10～30重量％，所述油品增稠劑的含量為0.5～2.0重量％，所述礦物油為30～60重量％。
可選地，所述硅酸鹽類礦物的含量為20～40重量％，所述纖維素的含量為10～20重量％，所述二氧化硅為10～20重量％，所述油品增稠劑的含量為0.5～2.0重量％，所述礦物油為35～55重量％。
可選地，所述硅酸鹽類礦物選自膨潤土、凹凸棒土、硅酸鎂鋁、硅酸鎂鋰、海泡石、蛭石、黏土級(jí)云母、膨脹綠泥石及水鋁英石中的一種或幾種。
可選地，所述纖維素選自甲基纖維素、羧甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、芐基纖維素、羥丙基甲基纖維素、氰乙基纖維素、芐基氰乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素或苯基纖維素中的一種或幾種。
可選地，所述二氧化硅選自白炭黑、微硅中的一種或兩種。
可選地，所述油品增稠劑為苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物。
第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N如上任一所述的油相懸浮液用于作為固井水泥漿的懸浮劑的應(yīng)用。
第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N如上任一所述的的油相懸浮液的制備方法，包括：在溫度110℃～130℃下，將所述重量百分含量的油品增稠劑和礦物油混合均勻，冷卻至室溫后，加入所述重量百分含量的硅酸鹽類礦物、纖維素和二氧化硅，攪拌均勻，即得所述油相懸浮液。
第四方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N包含如上任一所述的油相懸浮液的固井水泥漿，其中，所述油相懸浮液占所述固井水泥漿的重量百分比為5～35％。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，該油相懸浮液無需預(yù)水化，可用溫度范圍廣，懸浮穩(wěn)定性能好，能夠防止水泥漿中固體顆粒材料的沉降及自由液的產(chǎn)生。同時(shí)該油相懸浮液為液體，使用時(shí)不易在水中聚集結(jié)塊，不揚(yáng)塵，有利于現(xiàn)場(chǎng)施工人員人生安全，方便運(yùn)輸及施工，尤其是海上施工的需要。
本申請(qǐng)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本申請(qǐng)而了解。本申請(qǐng)的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
具體實(shí)施方式
需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
一種油相懸浮液，所述油相懸浮液包括硅酸鹽類礦物、纖維素、二氧化硅、油品增稠劑以及礦物油；其中，在所述油相懸浮液中，所述硅酸鹽類礦物的含量為10～40重量％，所述纖維素的含量為10～30重量％，所述二氧化硅為10～30重量％，所述油品增稠劑的含量為0.5～2.0重量％，所述礦物油為30～60重量％。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述硅酸鹽類礦物的含量為20～40重量％，所述纖維素的含量為10～20重量％，所述二氧化硅為10～20重量％，所述油品增稠劑的含量為0.5～2.0重量％，所述礦物油為35～55重量％。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述硅酸鹽類礦物選自膨潤土、凹凸棒土、硅酸鎂鋁、硅酸鎂鋰、海泡石、蛭石、黏土級(jí)云母、膨脹綠泥石及水鋁英石中的一種或幾種。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述硅酸鹽類礦物選自膨潤土、凹凸棒土、硅酸鎂鋁或硅酸鎂鋰中的一種或幾種。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述纖維素選自甲基纖維素、羧甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、芐基纖維素、羥丙基甲基纖維素、氰乙基纖維素、芐基氰乙基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素或苯基纖維素中的一種或幾種。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述纖維素選自乙基纖維素、羥乙基纖維素或羥丙基纖維素中的一種或幾種。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述二氧化硅選自白炭黑、微硅中的一種或兩種。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述油品增稠劑為苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物。
一種如上所述的油相懸浮液用于作為固井水泥漿的懸浮劑的應(yīng)用。
一種如上所述的油相懸浮液的制備方法，包括：在溫度110℃～130℃下，將所述重量百分含量的油品增稠劑和礦物油混合均勻，冷卻后，加入所述重量百分含量的硅酸鹽類礦物、纖維素和二氧化硅，攪拌均勻，即得所述油相懸浮液。
一種包含如上所述的油相懸浮液的固井水泥漿，所述油相懸浮液占所述固井水泥漿的重量百分比為5～35％。
以下實(shí)施例中，凹凸棒土、膨潤土購自河北垚鑫礦業(yè)公司，硅酸鎂鋁及硅酸鎂鋰購自北京京盛國泰科技有限公司，羥乙基纖維素、乙基纖維素及羥丙基纖維素購自鵬宇化工有限公司，微硅及白油購自中海油服天津化學(xué)有限公司，油品增稠劑購自威海紅日升綠健化工有限公司。
實(shí)施例1
一種油相懸浮液，所述油相懸浮液包括硅酸鹽類礦物、纖維素、二氧化硅、油品增稠劑以及礦物油；其中，在所述油相懸浮液中，所述硅酸鹽類礦物為37.28重量％，所述纖維素的含量為10.36重量％，所述二氧化硅為10.36重量％，所述油品增稠劑的含量為0.58重量％，所述礦物油為41.43重量％。一種油相懸浮液的制備方法，包括如下步驟：
稱取8g凹凸棒土、32g硅酸鎂鋁及50g硅酸鎂鋰，混合均勻待用；
稱取18g羥乙基纖維素及7g乙基纖維素，混合均勻待用；
稱取20g白炭黑及5g微硅，混合均勻待用；
稱取10#白油100g，加熱至110℃，隨后稱取油品增稠劑1.4g，邊攪拌邊加入至白油中，隨后攪拌30min，冷卻至室溫即得增稠后的礦物油。
將上述所稱取的硅酸鹽類礦物、纖維素及二氧化硅緩慢加入增稠后的礦物油中，邊加入邊攪拌，混合均勻后即得油相懸浮液。
實(shí)施例2
一種油相懸浮液，所述油相懸浮液包括硅酸鹽類礦物、纖維素、二氧化硅、油品增稠劑以及礦物油；其中，在所述油相懸浮液中，所述硅酸鹽類礦物為23.23重量％，所述纖維素的含量為19.52重量％，所述二氧化硅為10.22重量％，所述油品增稠劑的含量為0.56重量％，所述礦物油為46.47重量％。
一種油相懸浮液的制備方法，包括如下步驟：
稱取30g硅酸鎂鋁及20g硅酸鎂鋰，混合均勻待用；
稱取22g羥乙基纖維素及20g羥丙基纖維素，混合均勻待用；
稱取7g白炭黑及15g微硅，混合均勻待用；
稱取10#白油100g，加熱至110℃，隨后稱取油品增稠劑1.2g，邊攪拌邊加入至白油中，隨后攪拌30min，冷卻至室溫即得增稠后的礦物油。
將上述所稱取的硅酸鹽類礦物、纖維素及二氧化硅緩慢加入增稠后的礦物油中，邊加入邊攪拌，混合均勻后即得油相懸浮液。
實(shí)施例3
一種油相懸浮液，所述油相懸浮液包括硅酸鹽類礦物、纖維素、二氧化硅、油品增稠劑以及礦物油；其中，在所述油相懸浮液中，所述硅酸鹽類礦物為20.25重量％，所述纖維素的含量為17.61重量％，所述二氧化硅為17.61重量％，所述油品增稠劑的含量為0.53重量％，所述礦物油為44.01重量％。
一種油相懸浮液的制備方法，包括如下步驟：
稱取16g膨潤土及30g硅酸鎂鋁，混合均勻待用；
稱取40g羥乙基纖維素待用；
稱取10g白炭黑及30g微硅，混合均勻待用；
稱取10#白油100g，加熱至110℃，隨后稱取油品增稠劑1.2g，邊攪拌邊加入至白油中，隨后攪拌30min，冷卻至室溫即得增稠后的礦物油。
將上述所稱取的硅酸鹽類礦物、纖維素及二氧化硅緩慢加入增稠后的礦物油中，邊加入邊攪拌，混合均勻后即得油相懸浮液。
應(yīng)用實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例所述油相懸浮液可用作固井低密度水泥漿懸浮劑，按照apirp10b中的要求配制水泥漿，加入不同量的所述油相懸浮液作為懸浮劑以及降失水劑、消泡劑等常用固井外加劑，即可形成密度范圍在1.3～1.6g/cm3的固井低密度水泥漿，各水泥漿中上述外加劑的比例如表1。
表1配制的固井低密度水泥漿
表1中，bwoc＝byweightofcement，即占水泥重量的百分比；降失水劑pc-g80l及消泡劑pc-x63l購自中海油服天津化學(xué)有限公司；般土購自常利礦產(chǎn)品有限公司，水玻璃購自北京紅星廣廈化工建材有限公司，二者為常見固井懸浮劑，所配制水泥漿用以比較說明所述油相懸浮液作為固井懸浮劑的性能。
如表1所示，所述油相懸浮液占所述固井水泥漿的重量百分比為5～35％，同時(shí)，所述油相懸浮液可作為固井懸浮劑進(jìn)行固井低密度水泥漿的配制。
應(yīng)用實(shí)施例2
將上述以油相懸浮液為懸浮劑的固井低密度水泥漿按照apirp10b中的要求進(jìn)行不同溫度下的密度差測(cè)試，并與現(xiàn)有技術(shù)(以水玻璃或般土為懸浮劑)所得低密度水泥漿進(jìn)行對(duì)比，以說明所述油相懸浮液作為固井懸浮劑的性能，如表2所示。
表2水泥密度差測(cè)試結(jié)果
表2中，1#水泥漿為采用實(shí)施例1制得的油相懸浮液為懸浮劑所得密度為1.30g/cm3的水泥漿；7#水泥漿為采用實(shí)施例2制得的油相懸浮液為懸浮劑所得密度為1.45g/cm3的水泥漿；13#水泥漿為采用實(shí)施例3制得的油相懸浮液為懸浮劑所得密度為1.60g/cm3的水泥漿；4#水泥漿為采用般土為懸浮劑所得密度為1.30g/cm3的水泥漿；9#水泥漿為采用般土為懸浮劑所得密度為1.45g/cm3的水泥漿；10#水泥漿為采用水玻璃為懸浮劑所得密度為1.45g/cm3的水泥漿。
從表2的測(cè)試結(jié)果中可以看出，使用本申請(qǐng)實(shí)施例1-3中所得油相懸浮液為懸浮劑，在各溫度下(45℃、90℃、135℃)的水泥漿均能夠保持良好的穩(wěn)定性，水泥漿上下密度差＜0.05，而使用市售般土及水玻璃為懸浮劑，所得水泥漿上下密度差大，水泥漿穩(wěn)定性較差，且隨著溫度上升，這種差別愈發(fā)明顯。這說明本申請(qǐng)實(shí)施例所得油相懸浮液對(duì)低密度水泥漿的懸浮性能較現(xiàn)有產(chǎn)品更好，且溫度適應(yīng)性也更好。
雖然本申請(qǐng)所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容僅為便于理解本申請(qǐng)而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本申請(qǐng)。任何本申請(qǐng)所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本申請(qǐng)所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式及細(xì)節(jié)上進(jìn)行任何的修改與變化，但本申請(qǐng)的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。