CN104388067B - 一种油基钻井液用复合防漏剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油基钻井液用复合防漏剂及其制备方法，属油田化学钻井液处理剂技术领域。该油基钻井液用复合防漏剂包含：a)反相乳液聚合而成的球状凝胶，40～50重量份；b)5um～18um的刚性材料，20～30重量份；c)75～380um以上的柔性纤维，0～20重量份；d)45～75um柔性颗粒的膨胀石墨，5～10份。该油基钻井液用复合防漏剂通过包含以上四种物质在内的组分，通过混合通用设备上进行混合均匀得到。本发明的油基钻井液用复合防漏剂由颗粒状、纤维类状、膨胀类材料组成，组分具有变形封堵功能；与油基钻井液具有良好的配伍性和改善泥饼性能，可有效解决钻进过程中的渗透性漏失问题。

Description

一种油基钻井液用复合防漏剂
技术领域
本发明涉及一种油基钻井液用复合防漏剂，属于油田化学钻井液处理剂技术领域。
背景技术
由于油基钻井液成本、环境保护等问题，使得井漏引发的钻井液损耗和对生态环境的影响等问题日益突出。现有随钻堵漏材料本身的亲水特性，在油基钻井液中存在配伍性差，不利于油基钻井液性能的稳定；大量使用的超细碳酸钙粒径级配与漏失孔缝的适应能力不足，常用随钻堵漏材料的弹性和膨胀能力也无法在油基体系中达到最佳状态；抗温能力不足，在高温地层中封堵能力下降，无法满足深井超深井油基钻井液体系的防漏要求。
《钻井液与完井液》，2006，23(3)：42-44“一种新型钻井防漏堵漏剂的研究与应用”中公开了以废橡胶制品为主要原料，经过特殊加工工艺和复杂的物理化学反应研制出了一种新型桥接型防漏剂，该防漏剂长时间放置之后容易腐烂变质，并且在不同井温下粒径不匹配；专利申请200810115975.3公开了“一种随钻堵漏剂及其制备方法和应用”以果壳粉、石灰石粉和油溶性树脂三种组分复合成的，其主要组分颗粒的平均粒径为100目，该随钻堵漏剂中的油溶性树脂在低温的地层中无法软化变形，不能使纤维和石灰石形成的屏蔽层致密，不能完全阻止钻井液渗入地层中。
目前，水基钻井液防漏材料的研究及应用较多，形成了大量的防漏剂种类及产品，由于油基钻井液连续相为油，现有防漏剂应用于油基钻井液中存在配伍性差，形成封堵层不致密的问题；同时由于油基钻井液漏失主要发生在层理裂缝发育的微孔微裂缝地层，常规防漏剂粒径大且不具有变形封堵性能，封堵效果差。
发明内容
本发明的目的是为了解决油基钻井液防漏剂配伍性问题和微孔微裂缝变形封堵难题，提供一种油基钻井液用复合防漏剂，该堵剂可以随钻封堵，不影响钻井液性能，并能改善泥饼质量和防止漏失。
本发明的另一个目的是提供该油基钻井液用复合防漏剂的制备方法。
本发明一种油基钻井液用复合防漏剂是将球状凝胶、刚性颗粒、柔性纤维粉末和柔性颗粒材料用混合设备将各组分混合均匀，其中，各组分重量比为：
Figure BDA0000599043500000021
所述的球状凝胶采用反相乳液聚合而成，结构通式为：
Figure BDA0000599043500000022
其中，m：n：o：p＝(0.001-0.01)：(0-0.2)：(0-0.1)：(0-0.1)。
R1代表-CONHC(2CH3)CH2SO3Na、-COONa、-CONH2中的一种或几种混合物，R2代表-CONHCH2NHCO-、-CON(CH3)2，-CON(CH2CH3)2中的一种。
所述刚性颗粒是粒径为5um、6.5um、10um、13um、18um的超细碳酸钙一种或几种组合。
所述的柔性纤维为经过粉碎处理的植物纤维、石棉绒、海泡石绒、合成纤维的一种或几种的组合，纤维长度75～380um。
所述的膨胀型颗粒是粒径为45～75um的膨胀石墨。
本发明的有益效果：本发明是由反相乳液聚合成的球状凝胶、刚性颗粒、柔性颗粒、柔性纤维材料复合而成；产品组分功能齐全，含有刚性架桥、柔性填充、变形填充及拉筋架桥等作用；对于不同渗透性漏失地层具有良好的适应性；与油基钻井液配伍性好，可有效减低泥饼厚度、泥饼渗透率，有效的解决地层的渗透性漏失问题。
具体实施方式
实施例1：将球状凝胶产品40份、10um粒径的超细碳酸钙30份、长度380um石棉绒粉20份、粒径75um的膨胀石墨10份，放在混合设备中进行均匀混合即得该油基钻井液用复合防漏剂，其中所用的球状凝胶结构式为：
Figure BDA0000599043500000031
实施例2：将球状凝胶产品45份、18um粒径的超细碳酸钙21份、10um粒径超细碳酸钙9份、75～380um长度的海泡石绒15份、45um的膨胀石墨15份，放在混合设备中进行均匀混合即得该油基钻井液用复合防漏剂，其中所用的球状凝胶结构式为：
Figure BDA0000599043500000032
实施例3：将球状凝胶产品50份、粒径为18um超细碳酸钙12份、粒径为10um的超细碳酸钙5份、粒径为5um超细碳酸钙3份、长度为180um的石棉绒粉20份、粒径为75um的膨胀石墨5份、粒径为45um的膨胀石墨5份，放在混合设备中进行均匀混合即得该油基钻井液用复合防漏剂，其中所用的球状凝胶结构式为：
Figure BDA0000599043500000041
对本发明产品进行相关性能评价，结果如下：
(1)配伍性及改善泥饼能力
实验步骤：配制油基钻井液基浆：240mL白油+4％有机土+4％主乳化剂+0.4％辅助乳化剂+3％降滤失剂+60mL25％CaCl2水溶液+重晶石，密度1.4g/cm3；将经过150℃/16h滚动老化后待测钻井液，50℃测流变性能和3.5MPa、80℃的高温高压滤失量；保留泥饼除去浆体，用白油测试滤饼的渗透率；在油基钻井液中加入1～4％油基钻井液用复合防漏剂，重复上述实验，记录漏失压力和漏失量。由表1可知，油基钻井液中加入该产品，油基钻井液的流变性能没有发生大的变化，但滤失量明显降低，泥饼变薄，滤饼渗透率大幅度降低，表明该油基钻井液用复合防漏剂与油基钻井液具有良好的配伍性和改善泥饼性能。
表1实施例1产品配伍性及泥饼质量
注：FLHTHP，为高温高压滤失量，mL；C，为高温高压泥饼厚度，cm；K，为高温高压泥饼油相渗透率，10-3cm2。
(2)封堵能力：
实验步骤：在可视沙床中平铺厚度为15cm的0.38～0.83mm、0.25～0.38mm石英砂；用白油200ml缓慢冲洗沙床，并用氮气排出干净；倒入待测油基钻井液，缓慢加压至漏失，漏失时的压力定义为漏失压力；计时3min记录漏失量；在油基钻井液中加入1％～4％油基钻井液用复合防漏剂，重复上述实验，记录漏失压力和漏失量。由表2可知，油基钻井液中加入该产品后漏失压力显著提高，漏失量显著下降，表明本发明防漏剂在0.38～0.83mm石英沙床和0.25～0.38mm石英沙床中均具有良好的封堵能力。
表2实施例2产品封堵能力
Figure BDA0000599043500000051
注：最高实验压力为0.7MPa；实验浆量为350mL；实验沙床厚度为15cm。
从表1、2可知随着该产品加入有效改善油基钻井液高温高压滤饼质量，降低泥饼厚度和滤失量，提高泥饼致密程度，降低泥饼渗透率；具有优良的充填、架桥封堵效果，由于球状凝胶变形微粒的存在，对于不同渗透性漏失地层具有良好的适应性；有效的提高渗透性或裂缝性低压地层的承压能力。
(3)现场应用
本发明产品室内研究成功后，在焦页27-1HF井等井的油基钻井液钻进过程中进行了现场应用。焦页27-1HF井是位于重庆焦石坝的页岩气水平井，所钻层位为龙马溪组。上部以深灰色泥岩沉积为主，约40m厚的灰黑(深灰)色粉砂岩、泥质粉砂岩；下部灰黑色泥页岩、碳质页岩。储层微裂缝和层理发育，易剥蚀掉块、易塌。钻进至龙马溪组3600m，发生渗透性漏失，漏速1.5m3/h，配制本发明产品堵漏浆25m3，堵漏剂浓度为8.4％，进行低压循环1h，井下恢复正常。后期钻至3898m、4120m、4268m及4360m均发生类似漏失，均采本发明产品随钻封堵成功。

Claims (4)

1.一种油基钻井液用复合防漏剂，将球状凝胶、刚性颗粒、柔性纤维粉末和柔性颗粒材料用混合设备将各组分混合均匀，其中，各组分重量比为：
Figure FDA0002248458840000011
所述球状凝胶为采用反相悬浮或反相乳液聚合而成的合成树脂的乳液体系；结构通式为：
Figure FDA0002248458840000012
其中，m：n：o：p＝(0.001-0.01)：(0-0.2)：(0-0.1)：(0-0.1)；
R1代表-CONHC(CH3)2CH2SO3Na、-COONa、-CONH2中的一种或几种混合物，R2代表-CONHCH2NHCO-；
所述刚性颗粒是超细碳酸钙；
所述柔性纤维为经过粉碎处理的植物纤维、石棉绒、海泡石绒、合成纤维的一种或几种的组合；
所述柔性颗粒为膨胀石墨。
2.如权利要求1所述的油基钻井液用复合防漏剂，其特征在于：所述刚性颗粒是粒径为5um、6.5um、10um、13um、18um的超细碳酸钙一种或几种组合。
3.如权利要求1所述的油基钻井液用复合防漏剂，其特征在于：所述柔性纤维长度75～380um。
4.如权利要求1所述的油基钻井液用复合防漏剂，其特征在于：所述柔性颗粒是粒径45～75um的膨胀石墨。
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