CN103694973A - 煤层气井用复合堵漏剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤层气井用复合堵漏剂，由以下重量份的组分制备而成:刚性颗粒材料2～5份，弹性颗粒材料2～6份，纤维材料1～4份，变形充填材料1～4份，快速失水材料3～7份，延迟膨胀堵漏材料1～3份。该复合堵漏剂是专门针对煤层气井漏失的复合堵漏剂，该堵漏剂所配成的浆液能够深入到煤层裂缝内部架桥，并沉积出厚且坚韧的滤饼，可有效隔离裂缝的尖端，阻隔泥浆液柱压力的传导，防止裂缝的横向延伸，从而提高了煤层的承压能力，防止钻井液漏失。

Description

煤层气井用复合堵漏剂
技术领域
本发明涉及煤层气钻井堵漏技术领域，特别是涉及一种煤层气井用复合堵漏剂。
背景技术
目前，在很多地区的煤层气钻完井过程中都存在井漏现象，大部分井存在严重的裂缝性漏失，部分井甚至出现全漏情况，严重影响了煤层气井的正常钻进，使煤层气钻井周期大大延长、钻井成本大幅增长。
煤层气作为一种非常规的能源，由于煤层自身的岩石力学特性，使得煤层的地层压力系数低，断层及裂缝发育，导致地层的承压能力极低，泥浆液柱压力大于地层压力是造成漏失的主要原因。在煤层气漏失井堵漏应用中，部分井都只是暂堵成功，形成的封堵层容易堆积在裂缝口端部，难以深入漏层，造成“假堵”。在建立起循环继续钻进过程中，之前所形成的假堵层易被钻具破坏或被环空泥浆的抽吸作用带出裂缝，造成二次漏失。
3、堵漏材料虽然进入漏层，但形成的封堵层不够致密，不能有效地提高地层的承压能力，造成井漏持续发生。
因此，为了有效地解决这些问题，提高煤层的承压能力，发明了针对煤层气井漏失的复合堵漏剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤层气井用复合堵漏剂。
本发明的目的可以通过下述的制备方法来实现：
一种煤层气井用复合堵漏剂，由以下重量份的组分制备而成:
刚性颗粒材料2～5份，
弹性颗粒材料2～6份，
纤维材料1～4份，
变形充填材料1～4份，
快速失水材料3～7份，
延迟膨胀堵漏材料1～3份。
其中所述刚性颗粒材料为粒径4～40目的刚性碳；
所述弹性颗粒材料为粒径10～40目的晶体碳；
所述纤维材料为石棉纤维，石棉纤维的长度为0.5～2mm，直径为0.001～0.5mm。
所述变形充填材料为粒径10～40目的高弹胶粒；
所述快速失水材料是渗透率为0.05～30平方微米的硅藻土；
所述延迟膨胀堵漏剂为延迟膨胀吸水树脂，该延迟膨胀吸水树脂在1小时内的膨胀倍数小于1倍，24小时的膨胀倍数大于10倍。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
本发明的煤层气井用复合堵漏剂，是专门针对煤层气井漏失的复合堵漏剂。该堵漏剂所配成的浆液能够深入到煤层裂缝内部架桥，并沉积出厚且坚韧的滤饼，可有效隔离裂缝的尖端，阻隔泥浆液柱压力的传导，防止裂缝的横向延伸，以此来提高煤层的承压能力，防止钻井液的漏失。
具体实施方式
在本发明中：
所使用的刚性颗粒材料为刚性碳。刚性碳是一种石油副产品，经1300℃左右高温煅烧而成，是呈黑色或暗灰色的刚性固体颗粒，带有金属光泽，呈多孔性，形状为弹丸状，粒径为4～40目。在下述的实施例中，所使用的刚性碳产自渤海钻探工程有限公司工程技术研究院油化中心，型号为BZ-SYJ。
所使用的弹性颗粒材料为晶体碳。晶体碳是由特殊工艺经高温煅烧而成的一种弹性颗粒，具有弹性变形性，能在外界压差的作用下挤入微小裂缝或孔隙中，进一步填充漏失区域，粒径为10～40目。在下述实施例中，所使用的晶体碳产自渤海钻探工程有限公司工程技术研究院油化中心，型号为BZ-SM。
纤维材料为石棉纤维，是一种硅酸盐类天然矿物纤维，具有良好的抗拉强度和抗温性。纤维材料长度为0.5～2mm，直径为0.001～0.5mm。
变形充填材料为高弹胶粒，是一种具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状，粒径为10～40目。在下述实施例中，所使用的高弹胶粒产自渤海钻探工程有限公司工程技术研究院油化中心，型号为BZ-XJ。
快速失水材料为硅藻土，是一种具有特殊多孔性构造的天然硅质岩矿，渗透率为0.05～30平方微米。
延迟膨胀堵漏剂为延迟膨胀吸水树脂，具体的膨胀时间和膨胀倍数根据实际需要可调。该延迟膨胀吸水树脂1小时内的膨胀倍数小于1倍，24小时的膨胀倍数大于10倍。
实施例1
以重量份计，称取刚性碳(20目)2份，晶体碳（10目）2份，石棉纤维1份，高弹胶粒（10目）1份，高弹胶粒（40目）1份以及硅藻土3份，延迟膨胀吸水树脂（膨胀时间10min）1份。
实施例2
以重量份计，称取刚性碳(10目)3份，晶体碳（30目）3份，石棉纤维2份，高弹胶粒（10目）1份，高弹胶粒（40目）2份以及硅藻土4份，延迟膨胀吸水树脂（膨胀时间10min）1份。
实施例3
以重量份计，称取刚性碳(6目)4份，晶体碳（40目）5份，石棉纤维3份，高弹胶粒（10目）1份，高弹胶粒（40目）3份以及硅藻土5份，延迟膨胀吸水树脂（膨胀时间10min）2份。
实施例4
以重量份计，称取刚性碳(4目)5份，晶体碳（20目）6份，石棉纤维4份，高弹胶粒（10目）2份，高弹胶粒（40目）2份以及硅藻土6份，延迟膨胀吸水树脂（膨胀时间10min）3份。
配制方法：
在5份预水化的膨润土浆中，加入刚性碳和晶体碳，搅拌3Omin后，加入石棉纤维，搅拌10min后，加入高弹胶粒，继续搅拌10min，加入硅藻土，搅拌3Omin，最后加入延迟膨胀吸水树脂，低速搅拌3Omin，得到堵漏浆。
实验方法：封堵实验所用仪器为渤海钻探工程院产的DLM-I型堵漏模拟装置。对上述实施案例分别采用不同规格的楔板进行试验，以1～2MPa/30min的速度缓慢加压，压力达到7MPa（仪器允许的最大压力）后保持此压力4小时，未出现压力突降现象，表明此堵漏浆承压能力在可达到7MPa。具体数值见下表：
所用模块裂缝规格 4h承压能力
实施例1 宽1mm 7MPa
实施例2 宽2mm 7MPa
实施例3 宽3mm 6.8MPa
实施例4 宽5mm 6.9MPa
从实验数据可以看出，本发明的煤层气井用复合堵漏剂可有效封堵裂缝，承压可持续达到7MPa左右，能够满足煤层气钻井的要求。

Claims (8)

1.一种煤层气井用复合堵漏剂，由以下重量份的组分制备而成:
刚性颗粒材料2～5份，
弹性颗粒材料2～6份，
纤维材料1～4份，
变形充填材料1～4份，
快速失水材料3～7份，
延迟膨胀堵漏材料1～3份。
2.根据权利要求1所述的煤层气井用复合堵漏剂，其特征是：所述刚性颗粒材料为粒径4～40目的刚性碳。
3.根据权利要求1所述的煤层气井用复合堵漏剂，其特征是：所述弹性颗粒材料为粒径10～40目的晶体碳。
4.根据权利要求1所述的煤层气井用复合堵漏剂，其特征是：所述纤维材料为石棉纤维。
5.根据权利要求4所述的煤层气井用复合堵漏剂，其特征是所述石棉纤维长度为0.5～2mm，直径为0.001～0.5mm。
6.根据权利要求1所述的煤层气井用复合堵漏剂，其特征是：所述变形充填材料为粒径10～40目的高弹胶粒。
7.根据权利要求1所述的煤层气井用复合堵漏剂，其特征是：所述快速失水材料是渗透率为0.05～30平方微米的硅藻土。
8.根据权利要求1所述的煤层气井用复合堵漏剂，其特征是：所述延迟膨胀堵漏剂为延迟膨胀吸水树脂，该延迟膨胀吸水树脂在1小时内的膨胀倍数小于1倍，24小时的膨胀倍数大于10倍。
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