在石油开采业中,油基钻井液因其强大的抗污染能力和页岩抑制作用等特点而被大规模使用。但它与水泥浆并不相容,这是因为其具有的亲脂性会给固井带来困难。而在注水泥作业之前打入冲洗液便是经过人们不断实验探索发现的一种解决方法,冲井液可以隔离、缓冲钻井泥浆,进而提高固井效率。基于国内外的研究现状,发现固井冲洗液选择性较小,明确种类少,且目前对于石油开采业所用钻井液用固井冲洗液的研究,主要集中在固井冲洗液配方优选,对于固井冲洗液的评价,多数仅限于表征其冲洗效率,缺少对固井冲洗液毒性进行评价的指标,未有对于固井冲洗液综合评价体系的系统性研究。本论文着重研发一种配制工艺简单、高效的油基钻井液固井冲洗液产品,重视固井冲洗液对生态环境的影响,最终建立了包括冲洗效率、环境友好特性、相容性和抗压强度的固井冲洗液综合评价体系。通过研究得出以下结论。研发了一种由非离子型表面活性剂和无机盐类助洗剂组成的油基钻井液固井冲洗液,利用单因素分析和响应曲面法对影响固井冲洗液冲洗效率的因素进行优化。研发的固井冲洗液最佳配方为:2.5%X1+2.5%X2+0.5%X3+0.5%X4。对油基钻井液的冲洗效果十分显著,利用六速旋转粘度计在300 r/min条件下冲洗60s,测得冲洗效率可达98%以上。在已有的固井冲洗液冲洗效率评价方法基础上,进行优化完善,形成了一套实用性强,效率高的固井冲洗液效率测定方法,可以利用物料平衡差减法进行定量分析。研制的冲洗液整体外观呈乳白色,测得p H 9.2,密度1.01g/cm³,塑性粘度5.3Mpa,切力0.9709Pa;冲洗液具有很好的润湿铺展能力,由此保证固井界面胶结质量;冲洗液体系近似于牛顿流体,有良好的流动性能;当使用含盐量为6.5%的盐水配置冲洗液时,冲洗效率在常温下可达95.90%,可满足高盐特殊地区的施工要求;冲洗液在4℃下冷藏10 d后,无分层现象,能成功适应于低温环境;测得0.6%、6.0%和30%冲洗液ZETA电位值分别为-2.826m V、0.378m V和1.464m V,其中0.6%固井冲洗液体系稳定性最好;在25~100℃范围内冲洗效率均达到96%以上;冲洗液5%的添加,不会延长水泥浆稠化时间或降低水泥的抗压强度;冲洗液、钻井液和水泥浆各项混合浆,相容程度R<0,具有很好的流变相容性。多种毒理学测试指标包括蚯蚓急性毒性实验、种子发芽实验和盆栽实验的研究结果表明,固井冲洗液在6000mg/kg下使用时,不会对蚯蚓的生存产生威胁;在浓度为3000 mg/kg以下时,对小麦种子发芽是安全的;浓度在10000mg/kg以下时,未显著降低在盆栽试验中小麦体内叶绿素与类胡萝卜素的含量,即不会威胁小麦的正常生长,固研发的固井冲洗液属于生态友好型制剂,在所用范围内对生态环境无明显危害性。工业配制10倍冲洗隔离浓缩液,按质量份数计,在100份自来水中依次加入5份X3和5份X4,采用高速分散机进行搅拌,搅拌速率200 rpm,搅拌时间15~20min;溶解后加入27.5份X2,搅拌速率为500rpm,搅拌时间为10 min,得到乳白色溶液;加入27.5份的X1混合均匀,搅拌速率为300rpm,搅拌时间为10 min;最终得到用于油基钻井液的固井冲洗液10倍浓缩液。工业配制的冲洗液测得p H9.5,稳定性良好,易溶于水,工业试样测得冲洗效率可达98%以上。