固井用先导浆相容剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油气井固井工程作业领域，特别涉及一种固井用先导浆相容剂及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 为了保障水泥环对油气层的封隔效果，在注替水泥浆期间防止泥浆窜槽，让水泥 浆最大限度的充满封固段环形空间是最关键的技术环节之一。为了防止泥浆窜槽，之前人 们研究最多的是水泥浆的流变性及流型、前置液性能、套管居中度等相关技术问题，对提高 顶替效率起到了很大的促进作用。然而，对于套管偏心井眼、糖萌芦井眼的井泥浆滞留问题 始终没有得到很好的解决。
[0003] 由于多数钻井液与水泥浆是不相容的，因此混合后会发生严重增稠、絮凝现象，这 种化学接触污染会导致水泥浆流动性能恶化、水泥石抗压强度和界面胶结强度大幅度降 低，现场应用时会导致流阻过大或循环压耗剧增，容易压漏薄弱地层，引起井下复杂情况。 目前，防止水泥浆与钻井液碰头，往往采取加大隔离液用量的方法，但在生产实践中往往会 出现不允许隔离液过大用量的情况，随着油田开发的深入，遇到的复杂井数量持续增加，这 时仅仅从隔离液的角度解决这样的问题已经无法满足生产的要求。因此，在钻井液与水泥 浆之间注入一段化学兼容性好的先导浆，对于提高顶替效率和固井重量具有重要意义。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种加入先导浆中能够与水泥浆的相容性能良好、对水泥 浆的流动性能影响不大，且对水泥浆不会产生失水影响的固井用先导浆相容剂。
[0005] 本发明还提供了一种简单易行的制备该固井用先导浆相容剂的制备方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明所述固井用先导浆相容剂，由以下重量百分数的组分 混合而成：
[0007]
[0008] 优选地，所述改性木质素磺酸盐为木质酸磺酸盐经氧化后的产物与丙烯酰胺、马 来酸酐、聚乙二醇按重量比（90~110) : (0? 6~L0) : (20~35) : (40~60) : (30~50)聚 合而成。
[0009] 具体地，向反应器中加入木质素磺酸钠90~110重量份、溶剂80~110重量份、 氧化剂0. 6~I.O重量份，搅拌20min，再加入6~10重量份催化剂和0. 6~I.O重量份丙 烯酰胺，升温至60~90 °C反应0. 5~2.Oh，再加入20~35重量份过硫酸铵和40~60重 量份马来酸酐、30~50重量份聚乙二醇，在60~90°C温度下继续反应0. 5~2. 0h，降至室 温，加入乙醇，将得到的沉淀干燥、研磨得褐色改性木质素磺酸盐固体粉末。
[0010] 所述聚乙二醇优选为PEG-4000。
[0011] 所述改性木质素磺酸盐具有一定的分散、降粘、降失水和抗盐作用。
[0012] 优选地，所述改性磺化单宁为五倍子单宁酸经磺化改性而成。
[0013] 所述改性磺化单宁在该先导浆相容剂中具有一定稀释降粘作用。
[0014] 优选地，所述磺化醛酮缩聚物通过丙酮、甲醛和亚硫酸钠按重量比（0.8~ L4) : (2. 0 ~4. 0) : (0? 3 ~0? 7)制成。
[0015] 具体地，在反应器中加入8~14重量份溶剂、0. 3~0. 7重量份亚硫酸钠，搅拌升 温至50~80 °C，逐步滴加0. 8~1. 4重量份丙酮，保温反应0. 5~I. 5h，滴加2. 0~4. 0 重量份甲醛，升温至80~90°C，反应0. 5~2. 0h，冷却至室温，干燥，研磨得深红色粉末磺 化醛酮缩聚物。
[0016] 所述磺化醛酮缩聚物在该先导浆相容剂中起分散作用。
[0017] 优选地，所述二氧化硅微粉的粒径为10~20ym。
[0018] 所述二氧化硅微粉在先导浆相容剂中起防潮防结块、提高流变性等作用。
[0019] 该所述固井用先导浆相容剂的制备方法为：将磺化醛酮缩聚物、碳酸钠、改性木质 素磺酸盐、改性磺化单宁和二氧化硅微粉加入混拌机中，控制搅拌速度为l〇〇r/min，经搅拌 时间为40min混合均匀后，过40目筛子，得到的灰褐色粉末为即先导浆相容剂。所述磺化 醛酮缩聚物、碳酸钠、改性木质素磺酸盐、改性磺化单宁和二氧化硅微粉的加入顺序优选为 按照加入量从少到多的顺序依次加入。
[0020] 本发明所述制备方法所得到的固井用先导浆相容剂灰褐色粉末，其粒径小于40 目。该固井用先导浆相容剂在钻井液中的加入量为5wt%时，即可表现出良好的各项性能。
[0021] 该先导浆相容剂加入到钻井液中混合而成的固井用先导浆，不仅与水泥浆的相容 性能良好，对水泥浆的流动性能影响不大，并且该先导浆，反而会有一定的降失水作用，此 外该先导浆对水泥浆不会产生增稠的作用，也不会使稠化时间缩短，可以满足安全施工的 要求；此外该固井用先导浆相容剂的制备方法，该制备方法简单易行，容易加工，制备成本 低。
[0022] 综上所述，该固井用先导浆相容剂有效的改善钻井液与水泥浆的相容性，并降低 钻井液与水泥浆的界面接触污染，使钻井液的性能有利于提高顶替效率，减少钻井液在井 筒环空的滞留量，增强水泥环对油气层的封隔效果，进而达到提高油气采收率，延长油气井 寿命的效果；另一方面也能消除由于水泥浆遇到钻井液后变稠从而引发的憋栗，"灌香肠" 等施工隐患。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合【具体实施方式】对本发明的上述
【发明内容】
作进一步的详细描述。但不应将 此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况 下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围 内。
[0024] 在一下实施例1~4中，所述改性磺化单宁采用成都川峰化学工程有限责任公司 购买的磺化单宁，所述改性木质素磺酸盐和磺化醛酮缩聚物通过下述方法制备而成：
[0025] 实施例1~4中使用的改性木质素磺酸盐的具体制备方法为：向反应器中加入木 质素磺酸钠100份、水100份、高锰酸钾1份，搅拌20min，再加入8份焦亚硫酸钠和25份丙 烯酰胺，80°C反应2h，再加入10份过硫酸铵和50份马来酸酐、40份聚乙二醇（PEG-4000)， 85°C继续反应lh，降至室温，加入乙醇，沉淀，干燥研磨得褐色改性木质素磺酸盐固体粉末。
[0026] 实施例1~4中使用的磺化醛酮缩聚物的具体制备方法为：在反应器中加入水10 份水、0. 5份亚硫酸钠，搅拌升温至60°C，逐步滴加1份丙酮，保温反应lh，滴加2. 5份甲醛 混合液，升温至85°C，反应lh，冷却至室温，干燥，研磨得深红色粉末磺化醛酮缩聚物。
[0027] 实施例1
[0028] 分批取磺化醛酮缩聚物500g、碳酸钠1500g、改性木质素磺酸盐2000g、改性磺化 单宁2500g和二氧化娃微粉3500g依次加入混拌机以100r/min速度混拌40min至混合均 匀，过40目筛子，得到灰褐色先导浆相容剂粉末。
[0029] 实施例2
[0030] 分批取磺化醛酮缩聚物400g、碳酸钠1600g、改性木质素磺酸盐1700g、改性磺化 单宁2700g和二氧化娃微粉3600g依次加入混拌机以100