CN104498001A - 高失水固化堵漏剂及其制备方法 - Google Patents

高失水固化堵漏剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高失水固化堵漏剂，其特征在于包括以下重量份数的各组分：粉煤灰或焦炭灰或石灰灰或煤渣25-70份、石膏40-75份、钠土或陶土或钙土10-25份、纸纤维或皮革纤维10份、硅酸钠或硅酸镁或硅酸铝或二氧化硅3-6份、氯化钙或石灰或碳酸钙5-15份、氢氧化钠1.6-6份。该堵漏剂作为一种新型堵漏材料，加水经搅拌机搅拌，由水泵压入漏失地层后，能迅速失水，形成固化物，进而对漏失地层进行封堵，解决了一般堵漏剂堵漏后抗压强度不高的难题。

Description

高失水固化堵漏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及地质勘探技术领域，尤其涉及一种高失水固化堵漏剂，以及该堵漏剂的制备方法。
背景技术
地层漏失是钻井中很复杂的情况，轻微的漏失会导致钻井工作的中断，严重时会浪费大量的生产时间、人力、物力和财力，如果得不到及时处理，还会引起井塌、井喷和卡钻等事故，甚至导致部分井段或全井段的报废，该问题一直是困扰国内外地质勘探的重大技术难题，至今未能完全解决。
为了堵住漏层，必须利用各种堵漏物质，在距井筒很近范围的漏失通道里建立一道堵塞隔墙，用以隔断漏液的流道。目前常用的堵漏剂主要包括桥接类堵漏剂、高失水堵漏剂、保护产层堵漏剂、化学堵漏剂、无机胶凝堵漏剂、软(硬)塞类堵漏剂，其中高失水堵漏剂配成的浆液进入漏失段后，在钻井液液柱压力和地层压力所产生的压差作用下，迅速失水，浆液中的固相组分聚集、变稠，形成滤饼，继而压实，堵塞漏失通道，同时由于所形成的堵塞具有高渗透性的微孔结构和整体充填特性，能透水透气，但不能透过钻井液，因此钻井液在塞面上迅速失水，形成光滑平整的泥饼，起到进一步严密封堵漏失通道的作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服以上现有技术问题的不足，提供一种高失水固化堵漏剂，该堵漏剂作为一种新型堵漏材料，加水经搅拌机搅拌，由水泵压入漏失地层后，能迅速失水，形成固化物，进而对漏失地层进行封堵，解决了一般堵漏剂堵漏后抗压强度不高的难题。
本发明所采用的技术方案为提供一种高失水固化堵漏剂，该堵漏剂包括以下重量份数的各组分：粉煤灰或焦炭灰或石灰灰或煤渣25-70份、石膏40-75份、钠土或陶土或钙土10-25份、纸纤维或皮革纤维10份、硅酸钠或硅酸镁或硅酸铝或二氧化硅3-6份、氯化钙或石灰或碳酸钙5-15份、氢氧化钠1.6-6份。
作为用量上的优选，上述高失水固化堵漏剂包括以下重量份数的各组分：粉煤灰或焦炭灰或石灰灰或煤渣40份、石膏60份、钠土或陶土或钙土20份、纸纤维或皮革纤维10份、硅酸钠或硅酸镁或硅酸铝或二氧化硅3份、氯化钙或石灰或碳酸钙6份、氢氧化钠1.6份。
作为用量结合用料的优选，上述高失水固化堵漏剂包括以下重量份数的各组分：粉煤灰40份、石膏60份、钠土20份、纸纤维10份、硅酸钠3份、氯化钙6份、氢氧化钠1.6份。
本发明还进一步提供上述高失水固化堵漏剂的制备方法，包括以下步骤：按配方含量称取各组分后，机械搅拌半小时，成原料；将原料与水进行混合，每100千克水中加入25-75千克原料，机械搅拌半小时，形成糊状浆料；将糊状浆料通过水泵压入孔内裂隙地层，压实成滤饼的同时完成漏失通道的堵塞。
与现有技术相比，本发明的键合金丝具有以下显著优点和有益效果：
(1)本发明配方中粉煤灰或焦炭灰或石灰灰或煤渣、钠土或陶土或钙土、纸纤维或皮革纤维三者是作为堵漏介质，石膏、硅酸钠或硅酸镁或硅酸铝或二氧化硅、氯化钙或石灰或碳酸钙三者作为化学反应物，氢氧化钠是PH调节剂，将配方的PH调整到10左右，以利于化学反应的进行。本发明配方各组分量的控制非常重要，包括介质和化学反应物之间、作为介质的三种组分之间、作为化学反应物的三种组分之间，均需调整到一个合适的比例范围之内，这样三种化学反应物组分之间能进行充分的化学反应，且反应产物与堵漏介质之间交联良好，粘接牢固，得到的堵漏材料经压差失水成固态后不吸水、遇水不膨胀，抗压效果好，经检测可抗4-6个大气压。
(2)本发明高失水固化堵漏剂没有使用水泥，封堵材料韧性好，且组分简单，成本低，是水泥封堵漏失地层的最佳替代品。
(3)作为本发明的优选配方，纸纤维高失水性，透气性好，分散性好，在水中完全分散，良好的界面粘接性能，钠土质硬，遇水不吸收、不化开，充当一定的骨架作用，粉煤灰为高失水材料，其中的SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等成分易与石膏、硅酸钠、氯化钙的化学生成物交联结合，粉煤灰、钠土、纸纤维以一定的比例混合，这其中，纸纤维的量非常关键，太多或者太少都会影响最终堵漏材料的固化效果，再加上化学生成物的交联结合作用，经压差失水后形成的堵漏剂堵漏效果好，抗压性能强。
(4)本发明高失水固化堵漏剂的制备方法简单，泵压的使用大大减少了固化时间，1-1.5小时即可实现从原料配制到固化完成，泵压后静止1小时左右即可立即恢复钻进，大大提高了补漏效率，可承受高压力，防止再漏，其效果是水泥堵漏剂静止数个小时都未必能达到的牢固度，只要不是溶洞，一般都可进行漏失地层的封堵。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述。应该指出，以下具体说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有说明，本发明使用的所有科学和技术术语具有与本发明所属技术领域人员通常理解的相同含义。
实施例1：
本实施例高失水固化堵漏剂，包括以下重量份数的各组分：粉煤灰40份、石膏60份、钠土20份、纸纤维10份、硅酸钠3份、氯化钙6份、氢氧化钠1.6份。
该堵漏剂通过以下方法制备的同时完成漏失通道的堵塞：按配方含量称取各组分后，机械搅拌半小时，成原料；将原料与水进行混合，每100千克水中加入45千克原料，机械搅拌半小时，形成糊状浆料；将糊状浆料通过水泵压入孔内裂隙地层，经过约30min后，失水成滤饼，完成漏失通道的堵塞，静止约1小时候可立即恢复钻进，从原料配制到固化完成，总共耗时约1.5小时。
实施例2：
本实施例高失水固化堵漏剂，包括以下重量份数的各组分：粉煤灰25份、石膏70份、钠土15份、纸纤维10份、硅酸钠5份、氯化钙10份、氢氧化钠3份。
该堵漏剂通过以下方法制备的同时完成漏失通道的堵塞：按配方含量称取各组分后，机械搅拌半小时，成原料；将原料与水进行混合，每100千克水中加入55千克原料，机械搅拌半小时，形成糊状浆料；将糊状浆料通过水泵压入孔内裂隙地层，经过约30min时间后，失水成滤饼，完成漏失通道的堵塞，静止约1小时候可立即恢复钻进，从原料配制到固化完成，总共耗时约2小时。
实施例3：
本实施例高失水固化堵漏剂，包括以下重量份数的各组分：粉煤灰20份、石膏70份、钠土5份、纸纤维10份、硅酸钠5份、氯化钙5份、氢氧化钠4份。
该堵漏剂通过以下方法制备的同时完成漏失通道的堵塞：按配方含量称取各组分后，机械搅拌半小时，成原料；将原料与水进行混合，每100千克水中加入50千克原料，机械搅拌半小时，形成糊状浆料；将糊状浆料通过水泵压入孔内裂隙地层，经过约1小时后，失水成滤饼，完成漏失通道的堵塞，静止约1小时候可立即恢复钻进，从原料配制到固化完成，总共耗时约2.5小时。
对以上实施例所得堵漏剂进行抗压强度测试。得到的各堵漏剂抗压强度见表1。
表1不同实施例所得堵漏剂的抗压强度
抗压强度(MPa)
实施例1 6.5
实施例2 6
实施例3 7
本发明实施例涉及到的材料和设备，如无特别说明，均为符合漏失地层堵漏领域的普通市售产品。
以上所述，仅为本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的核心技术的前提下，还可以做出改进和润饰，这些改进和润饰也应属于本发明的专利保护范围。与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (4)

1.一种高失水固化堵漏剂，其特征在于包括以下重量份数的各组分：粉煤灰或焦炭灰或石灰灰或煤渣25-70份、石膏40-75份、钠土或陶土或钙土10-25份、纸纤维或皮革纤维10份、硅酸钠或硅酸镁或硅酸铝或二氧化硅3-6份、氯化钙或石灰或碳酸钙5-15份、氢氧化钠1.6-6份。
2.根据权利要求1所述的高失水固化堵漏剂，其特征在于包括以下重量份数的各组分：粉煤灰或焦炭灰或石灰灰或煤渣40份、石膏60份、钠土或陶土或钙土20份、纸纤维或皮革纤维10份、硅酸钠或硅酸镁或硅酸铝或二氧化硅3份、氯化钙或石灰或碳酸钙6份、氢氧化钠1.6份。
3.根据权利要求2所述的高失水固化堵漏剂，其特征在于包括以下重量份数的各组分：粉煤灰40份、石膏60份、钠土20份、纸纤维10份、硅酸钠3份、氯化钙6份、氢氧化钠1.6份。
4.权利要求1所述的高失水固化堵漏剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：按配方含量称取各组分后，机械搅拌半小时，成原料；将原料与水进行混合，每100千克水中加入25-75千克原料，机械搅拌半小时，形成糊状浆料；将糊状浆料通过水泵压入孔内裂隙地层，压实成滤饼的同时完成漏失通道的堵塞。
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