CN109796943A

CN109796943A - 钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂及其制备方法

Info

Publication number: CN109796943A
Application number: CN201910151398.1A
Authority: CN
Inventors: 张铭
Original assignee: Qingdao Haishi Yuanchuang Petroleum Technology Co Ltd
Current assignee: Qingdao Haishi Yuanchuang Petroleum Technology Co Ltd
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2019-05-24

Abstract

本发明涉及石油钻井材料技术领域，尤其是钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂及其制备方法，由海绵纤维、填充颗粒、纳微米润滑剂、粘度调节剂组成，采用弹性材料作为骨架材料，易于进行裂缝内部，并在内部形成架桥，它由抗高温材料组成，可有效提高堵漏成功率，避免重复漏失的发生，该堵漏剂具有良好的滞留性，特别在针对大裂缝及溶洞性漏失，能够在漏层位置形成有效封堵，同时，还能保证堵漏剂在钻井液中具有较好的流动性，防止因流变性变差造成井下复杂情况的出现。

Description

钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及石油钻井材料技术领域，尤其是钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂及其制备方法。

背景技术

井漏是指在钻井、固井、测试或者修井等各种井下作业过程中，各种工作液（包括钻井液、水泥浆、完井液及其它工作流体等）在压差作用下漏入地层的现象。井漏是影响钻井作业安全的危害最严重的复杂情况之一，井漏的发生不仅会给钻井工程带来不便和损失（如耗费钻井时间，损失钻井液和堵漏材料，引起卡钻、井喷、井塌等一系列复杂情况，甚至导致井眼报废，而且还会对产层造成损害，导致重大经济损失），也为油气资源的勘探开发带来极大困难。近年来，随着油气勘探开发的进行，边缘井、深井、特殊地层井逐渐增多；随着注采及压裂影响日益增加，部分地层的承压能力大为降低；为了节省开发费用，很多油田进行多压力层系的长裸眼井施工，上述情况使得井漏问题更加突出。

据资料统计，目前全世界一半以上的石油天然气产量来自天然裂缝性油气藏，裂缝性油气藏将是未来油气增储上产的主攻方向之一。在裂缝性地层钻井施工过程中，极易发生漏失，钻井过程中必须提高钻井液对裂缝性地层的防漏和堵漏能力。目前，国内一些石油工作者已经开展了一些既能够提高封堵效果又有利于油层保护的堵漏技术研究。目前，堵漏剂主要存在着桥接型堵漏剂、高失水堵漏剂、暂堵型堵漏剂、膨胀类堵漏剂、水泥速凝类堵漏剂、可固化型堵漏剂、复合材料堵漏剂等几种类型。如申请号为CN201510170095.6的发明专利，公开了一种用作堵漏剂的可自固化组合物，包含：羟基化合物、有机酸和异氰酸酯基化合物。当该聚合物被注入到需堵漏的部位，如近井壁大孔隙或稠油通道中时，其在地层压力和温度下自行固化变硬，封堵大孔隙漏失层或封堵稠油污染通道或隔离近井壁稠油层，实现封堵目的，切断钻井液漏失通道或稠油污染源，彻底解决钻井液漏失或稠油侵害钻井液的问题，可保证钻井工作顺利进行。但该堵漏剂主要用于大孔隙漏失等恶性漏失，对于漏失速度较小的裂缝性漏失难以发挥作用，且该聚合物堵漏剂在使用过程中要求必须精确测定地层温度和压力。

申请号为 CN201610826124.4的发明专利，公开了一种高承压无交联超分子复合凝胶堵漏剂及其制备方法，以重量份数计，所述凝胶堵漏剂包括以下组分：非离子单体83～90份、阴离子单体2～ 4份、阳离子单体7～10份、生物多糖1～3份、引发剂0.001～0.005份。制备方法为：将阴离子单体放入盛有水的三口圆底烧瓶中调节pH值，然后加入非离子单体，搅拌均匀后加入引发剂，密闭条件下加热反应，再加入阳离子单体，继续反应；然后剪碎、烘干、粉碎，得到白色固体粉末。将生物多糖与白色固体粉末混合均匀，即为目标产物。本发明所述的高承压无交联超分子复合凝胶堵漏剂，溶于水后配成的堵漏剂形成连续的空间网架结构，提高了堵漏剂的承压能力和强度，不易重复漏失。但该堵漏剂通过化学合成制备而成，对处理剂原材料和反应过程要求较高。

部分研究者利用海绵作用与裂缝高匹配性的骨架材料进行应用。如过滤海绵、防火海绵等。如发明专利201410164250.9《一种油气井钻井承压堵漏剂及其制备与应用》，提出一种油气井钻井承压堵漏剂，由弹性海绵纤维、油井水泥、磨细矿渣、钙般土、云母粉和清水混合组成，可用于油气井钻井承压堵漏。但综合来看，上述部分堵漏材料存在着现场配制复杂、稳定性差、需起下钻，耗时长、配方针对性差；堵漏材料抗温性能弱，容易在高温下失效，发生重复漏失的现象，以及弹性弱，与裂缝匹配性差，进行裂缝后不能恢复形状，不利于后期实施架桥成网，使用单一，不能针对多种类型的漏失进行堵漏；堵漏剂滞留性差，特别在针对大裂缝及溶洞性漏失，不能在漏层位置形成有效封堵，同时，堵漏剂在钻井液中流动性差，造成井下复杂情况的出现。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂及其制备方法，配制方便，采用弹性材料作为骨架材料，易于进行裂缝内部，并在内部形成架桥，它由抗高温材料组成，可有效提高堵漏成功率，避免重复漏失的发生。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂，由海绵纤维、填充颗粒、纳微米润滑剂、粘度调节剂组成，其中各组分重量百分比为：

海绵纤维5%~25%；

填充颗粒70%~85%；

纳微米润滑剂1%~7%；

粘度调节剂1%~5%。

上述的钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂，所述海绵纤维为聚氨酯海绵。

上述的钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂，所述填充颗粒为锯末、石英粉、碳酸钙、方解石、橡胶粒中一种或几种的组合物。

上述的钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂，所述纳微米润滑剂为硅胶微球、纳米二氧化钛、玻璃微珠、酚醛树脂小球中一种或几种的组合物。

上述的钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂，所述粘度调节剂为PVA、锂皂石、聚丙烯酰胺中一种或几种的组合物。

钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）,将填充颗粒与纳微米润滑剂混合；

（2）,加入粘度调节剂混合，混合过程中控制粘度调节剂的混入速度，混合均匀；

（3）,加入海绵纤维，搅拌至混合均匀。

上述的钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂的制备方法，所述粘度调节剂与填充颗粒及纳微米润滑剂与混合时，当选用两种以上粘度调节剂时，要分别将选用的粘度调节剂混入，并在各个粘度调节剂的混合过程中，分别控制其混入的速度，混合均匀。

本发明钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂及其制备方法的有益效果是：

（1）堵漏材料具有良好的抗温性能，不会再高温下失效，可避免重复漏失的发生；

（2）本发明堵漏剂中海绵纤维具有较好的弹性，与裂缝具有较好的匹配性，有利于进行裂缝深部，同时，进行裂缝后可恢复形状，有利于实施架桥成网，针对多种类型的漏失都具有较好的堵漏作用。

（3）纳微米润滑剂可形成轴承效应，有助于海绵纤维进入裂缝，起到润滑保护的作用。

（4）粘度调节剂的粘度可随温度变化，保证堵漏剂在合理粘度下进行漏层位置，具有良好的滞留性，特别在针对大裂缝及溶洞性漏失，能够在漏层位置形成有效封堵，同时，还能保证堵漏剂在钻井液中具有较好的流动性，防止因流变性变差造成井下复杂情况的出现。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做详细说明。

实施例1，钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂，由海绵纤维、填充颗粒、纳微米润滑剂、粘度调节剂组成，其中各组分重量百分比为：

海绵纤维 5%；

填充颗粒 70%；

纳微米润滑剂 1%；

粘度调节剂 1%。

实施例2，钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂，由海绵纤维、填充颗粒、纳微米润滑剂、粘度调节剂组成，其中各组分重量百分比为：

海绵纤维 15%；

填充颗粒 78%；

纳微米润滑剂 5%；

粘度调节剂 3%。

实施例3，钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂，由海绵纤维、填充颗粒、纳微米润滑剂、粘度调节剂组成，其中各组分重量百分比为：

海绵纤维 25%；

填充颗粒 85%；

纳微米润滑剂 7%；

粘度调节剂 5%。

实施例4，钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂，由聚氨酯海绵、碳酸钙、硅胶微球、PVA组成，其中各组分重量百分比为：

聚氨酯海绵 25%；

碳酸钙 70%；

硅胶微球 3%；

PVA 2%。

实施例5，钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂，由聚氨酯海绵、石英粉、方解石、硅胶微球、PVA、锂皂石组成，其中各组分重量百分比为：

聚氨酯海绵 5%；

石英粉 40%；

方解石 45%；

玻璃微珠 6%；

PVA 2%；

锂皂石 2%。

实施例6，钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂，由聚氨酯海绵、石英粉、方解石、橡胶粒、硅胶微球、PVA、锂皂石、聚丙烯酰胺组成，其中各组分重量百分比为：

聚氨酯海绵 18%；

石英粉 30%；

方解石 20%；

橡胶粒 24%；

酚醛树脂小球 3%；

PVA 2%；

锂皂石 2%；

聚丙烯酰胺 1%。

所述PVA为聚乙烯醇。

（1）,将填充颗粒与纳微米润滑剂混合；

（3）,加入海绵纤维，搅拌至混合均匀。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不局限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims

1.钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂，其特征在于：由海绵纤维、填充颗粒、纳微米润滑剂、粘度调节剂组成，各组分重量百分比为：

海绵纤维5%~25%；

填充颗粒70%~85%；

纳微米润滑剂1%~7%；

粘度调节剂1%~5%。

2.根据权利要求1所述的钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂，其特征是，所述海绵纤维为聚氨酯海绵。

3.根据权利要求1或2所述的钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂，其特征是，所述填充颗粒为锯末、石英粉、碳酸钙、方解石、橡胶粒中一种或几种的组合物。

4.根据权利要求1或2所述的钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂，其特征是，所述纳微米润滑剂为硅胶微球、纳米二氧化钛、玻璃微珠、酚醛树脂小球中一种或几种的组合物。

5.根据权利要求1或2所述的钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂，其特征是，所述粘度调节剂为PVA、锂皂石、聚丙烯酰胺中一种或几种的组合物。

6.钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）,将填充颗粒与纳微米润滑剂混合；

（3）,加入海绵纤维，搅拌至混合均匀。

7.根据权利要求6所述的钻井液用裂缝性地层高弹性、高抗温堵漏剂的制备方法，其特征是，所述粘度调节剂与填充颗粒及纳微米润滑剂与混合时，当选用两种以上粘度调节剂时，要分别将选用的粘度调节剂混入，并在各个粘度调节剂的混合过程中，分别控制其混入的速度，混合均匀。