CN104592954A - 一种井眼强化封堵剂 - Google Patents

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杨胜
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Abstract

本发明公开了一种井眼强化封堵剂，其组分及质量百分比为：无机刚性颗粒55-75%，改性木质纤维25-45%，有机质粉末10-15%；本发明优选不同粒径无机刚性颗粒、改性木质纤维与有机质粉末的合理搭配，使其能较好的镶嵌并封堵井壁裂缝及孔喉，形成“桶箍效应”，有效强化井眼、提高地层承压能力；本发明采用的材料均为自然界天然物质直接加工处理而成，对环境影响小；并且本发明采用的材料都为惰性材料对钻井液性能影响小。

Description

一种井眼强化封堵剂
技术领域
本发明涉及钻井液用处理剂，具体涉及一种井眼强化封堵剂。
背景技术
油气田勘探开发，最主要的就是建立油气与地面的连通，钻井工程是油气勘探开发中的最主要工程；在钻头破碎地层岩石的过程中，会在井壁产生微小裂隙，这是井漏的潜在风险，在现场施工过程中，多数情况下，当井漏发生时，采用堵漏材料进行堵漏，没有先期加入防漏材料从本质上强化井眼、稳定井壁；即便是目前大量使用的随钻堵漏技术，也是当井漏发生后，随钻材料进入漏失通道进行封堵。
为了预防井漏、提高地层承压能力，减少井漏及井壁失稳复杂情况的发生，有待发展一种能从本质上强化井眼、稳定井壁、预防井漏的材料，或从新的理论开发一种更优良的防漏堵漏产品。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种井眼强化封堵剂。
    本发明所采用的技术方案是：一种井眼强化封堵剂其组分和质量百分比为：55-75%无机刚性颗粒、25-45%改性木质纤维、10-15%有机质粉末。
    作为优选，所述无机刚性颗粒为陶瓷或碳化硅的一种或两种，其级配及质量比为：无机刚性颗粒（2500目）：无机刚性颗粒（1500目）：无机刚性颗粒（800目）= （4～5）：（2～4）：（1～3）。
    作为优选，所述改性木质纤维为松树、橡树或杨树中的至少一种加工而成的木质短纤维，长径比为5～50:1，直径为0.5～15um，抗温最高可达170℃；
    作为优选，所述有机质粉末为单向压力封堵剂，级配及质量比为：单向压力封堵剂（100目）：单向压力封堵剂（200目）=1:1。
    按照上述组分配比及级配的物质混合均匀即可得到产品。
按照下述方法及步骤配置实验用样品：
（1）蒸馏水400 ml，在11000 rpm搅拌下加入烧碱0.4 g；
（2）待烧碱全溶解后加入井眼强化封堵剂16.0 g，高速搅拌10 min；
（3）加入黄原胶（XC）1.6g，高速搅拌30 min，其间用玻璃棒刮下粘附在杯壁上的粘附物，最后低速搅拌消泡。
    将制备好的样品进行下述测试：
1、浸入深度测试
用耐压透明管式试验装置装入20目～40目干燥洁净的河砂至规定刻度线，用小木棒将河砂插紧压实铺平，制成砂床，将试样浆，缓慢倒入仪器中，测定0.7 MPa下，30 min滤液通过砂床的浸入深度；在砂床圆周各点用钢板直尺测量浸入深度取算术平均值。
2、砂床承压能力测试
测试1完成后，在60s～90s内缓缓均匀加压至5.0MPa，稳压5 min，无滤失量，则判定为砂床承压能力达到指标要求；当有滤失量，则应在结束试验后倒掉泥浆，观察砂床表面之上的滤饼，若被击穿或滤饼之下的砂床出现明显凹痕，应重新测试。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、强化井眼、预防井漏、提高地层承压能力、提高井壁稳定性；优选并合理级配无机刚性颗粒，使其能有效镶嵌入井壁微小裂隙及孔喉，增强井眼圆周应力，形成“桶箍效应”，进而提高井壁裂缝扩张应力，配合钻井液中本有降滤失材料，能较好的在井壁近井地带形成低渗透率的暂堵带，从而强化井眼、预防井漏、提高井壁稳定性及地层承压能力。
2、与各种泥浆体系配伍性好、对流变性影响小；本发明主要成分为惰性材料，能保证高比重泥浆的流变性能，在水基、油基泥浆中都有较好的配伍性。
3、对环境影响小，是环保型材料；采用的无机刚性颗粒、改性木质纤维及有机木质粉均为自然界天然物质直接加工处理而成，对环境影响小。
具体实施方式
    下面结合具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1
组成强化封堵剂的组分及质量比：60%无机刚性颗粒、30%改性木质纤维、10%有机质粉末；其中无机刚性颗粒为陶瓷，级配比如下：无机刚性颗粒（2500目）：无机刚性颗粒（1500目）：无机刚性颗粒（800目）= 5:3:2；改性木质纤维为杨树木质纤维。
各组分混合均匀后即可得产品；
按照下述方法及步骤配置实验用样品：
（1）蒸馏水400 ml，在11000 rpm搅拌下加入烧碱0.4 g；
（2）待烧碱全溶解后加入井眼强化封堵剂16.0 g，高速搅拌10 min；
（3）加入黄原胶（XC）1.6g，高速搅拌30 min，其间用玻璃棒刮下粘附在杯壁上的粘附物，最后低速搅拌消泡。
    将制备好的样品进行下述测试：
1、浸入深度测试
用耐压透明管式试验装置装入20目～40目干燥洁净的河砂至规定刻度线，用小木棒将河砂插紧压实铺平，制成砂床，将试样浆，缓慢倒入仪器中，测定0.7 MPa下，30 min滤液通过砂床的浸入深度；在砂床圆周各点用钢板直尺测量浸入深度取算术平均值。
2、砂床承压能力测试
测试1完成后，在60s～90s内缓缓均匀加压至5.0MPa，稳压5 min，无滤失量，则判定为砂床承压能力达到指标要求；当有滤失量，则应在结束试验后倒掉泥浆，观察砂床表面之上的滤饼，若被击穿或滤饼之下的砂床出现明显凹痕，应重新测试。
测试结果如下：
浸入深度：4.6cm；
承压能力（5MPa）：合格。
实施例2：
组成封堵剂的组分及质量比：65%无机刚性颗粒、20%改性木质纤维、15%有机质粉末；其中无机刚性颗粒为碳化硅，级配比如下：无机刚性颗粒（2500目）：无机刚性颗粒（1500目）：无机刚性颗粒（800目）= 4:3:3；改性木质纤维为橡树木质纤维。
各组分混合均匀后即可得产品；
按照下述方法及步骤配置实验用样品：
（1）蒸馏水400 ml，在11000 rpm搅拌下加入烧碱0.4 g；
（2）待烧碱全溶解后加入井眼强化封堵剂16.0 g，高速搅拌10 min；
（3）加入黄原胶（XC）1.6g，高速搅拌30 min，其间用玻璃棒刮下粘附在杯壁上的粘附物，最后低速搅拌消泡。
    将制备好的样品进行下述测试：
1、浸入深度测试
用耐压透明管式试验装置装入20目～40目干燥洁净的河砂至规定刻度线，用小木棒将河砂插紧压实铺平，制成砂床，将试样浆，缓慢倒入仪器中，测定0.7 MPa下，30 min滤液通过砂床的浸入深度，在砂床圆周各点用钢板直尺测量浸入深度取算术平均值。
2、砂床承压能力测试
测试1完成后，在60s～90s内缓缓均匀加压至5.0MPa，稳压5 min，无滤失量，则判定为砂床承压能力达到指标要求；当有滤失量，则应在结束试验后倒掉泥浆，观察砂床表面之上的滤饼，若被击穿或滤饼之下的砂床出现明显凹痕，应重新测试。
测试结果如下：
浸入深度：3.8cm；
承压能力（5MPa）：合格。
实施例3：
组成封堵剂的组分及质量比：65%无机刚性颗粒、20%改性木质纤维、15%有机质粉末；其中无机刚性颗粒为陶瓷及碳化硅，质量比为：1:1，级配比如下：无机刚性颗粒（2500目）：无机刚性颗粒（1500目）：无机刚性颗粒（800目）= 4:3:3；改性木质纤维为橡树木质纤维。
各组分混合均匀后即可得产品；
按照下述方法及步骤配置实验用样品：
（1）蒸馏水400 ml，在11000 rpm搅拌下加入烧碱0.4 g；
（2）待烧碱全溶解后加入井眼强化封堵剂16.0 g，高速搅拌10 min；
（3）加入黄原胶（XC）1.6g，高速搅拌30 min，其间用玻璃棒刮下粘附在杯壁上的粘附物，最后低速搅拌消泡。
    将制备好的样品进行下述测试：
1、浸入深度测试
用耐压透明管式试验装置装入20目～40目干燥洁净的河砂至规定刻度线，用小木棒将河砂插紧压实铺平，制成砂床，将试样浆，缓慢倒入仪器中，测定0.7 MPa下，30 min滤液通过砂床的浸入深度，在砂床圆周各点用钢板直尺测量浸入深度取算术平均值。
2、砂床承压能力测试
测试1完成后，在60s～90s内缓缓均匀加压至5.0MPa，稳压5 min，无滤失量，则判定为砂床承压能力达到指标要求；当有滤失量，则应在结束试验后倒掉泥浆，观察砂床表面之上的滤饼，若被击穿或滤饼之下的砂床出现明显凹痕，应重新测试。
测试结果如下：
浸入深度：4.0cm；
承压能力（5MPa）：合格。
实施例4：
组成封堵剂的组分及质量比：55%无机刚性颗粒、35%改性木质纤维、10%有机质粉末；其中无机刚性颗粒为陶瓷和碳化硅，质量比为1:1，级配比如下：无机刚性颗粒（2500目）：无机刚性颗粒（1500目）：无机刚性颗粒（800目）= 4:3:3；改性木质纤维为松树木质纤维。
各组分混合均匀后即可得产品；
按照下述方法及步骤配置实验用样品：
（1）蒸馏水400 ml，在11000 rpm搅拌下加入烧碱0.4 g；
（2）待烧碱全溶解后加入井眼强化封堵剂16.0 g，高速搅拌10 min；
（3）加入黄原胶（XC）1.6g，高速搅拌30 min，其间用玻璃棒刮下粘附在杯壁上的粘附物，最后低速搅拌消泡。
    将制备好的样品进行下述测试：
1、浸入深度测试
用耐压透明管式试验装置装入20目～40目干燥洁净的河砂至规定刻度线，用小木棒将河砂插紧压实铺平，制成砂床，将试样浆，缓慢倒入仪器中，测定0.7 MPa下，30 min滤液通过砂床的浸入深度，在砂床圆周各点用钢板直尺测量浸入深度取算术平均值。
2、砂床承压能力测试
测试1完成后，在60s～90s内缓缓均匀加压至5.0MPa，稳压5 min，无滤失量，则判定为砂床承压能力达到指标要求；当有滤失量，则应在结束试验后倒掉泥浆，观察砂床表面之上的滤饼，若被击穿或滤饼之下的砂床出现明显凹痕，应重新测试。
测试结果如下：
浸入深度：3.0cm；
承压能力（5MPa）：合格。
上述实施例，仅是本发明的几个具有代表性的实例，并非用来限制本发明的实施与权利范围，凡与本发明权利要求所述内容相同或等同的技术方案，均应包括在本发明保护范围内。

Claims (8)

1.一种井眼强化封堵剂，其特征在于：其组分及质量百分比如下：无机刚性颗粒55-75%，改性木质纤维25-45%，有机质粉末10-15%。
2.根据权利要求1所述的一种井眼强化封堵剂，其特征在于：所述无机刚性颗粒为陶瓷、碳化硅增强体中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种井眼强化封堵剂，其特征在于：所述改性木质纤维为松树、橡树或杨树中的至少一种加工而成的木质短纤维。
4.根据权利要求1所述的一种井眼强化封堵剂，其特征在于：所述有机质粉末为特定目数的单向压力封堵剂。
5.根据权利要求1或2所述的一种井眼强化封堵剂，其特征在于：所述无机刚性颗粒，其级配及质量比为：无机刚性颗粒（2500目）：无机刚性颗粒（1500目）：无机刚性颗粒（800目）=（4-5）:（2-4）:（1-3）。
6.根据权利要求1或4所述的一种井眼强化封堵剂，其特征在于：所述有机质粉末，其级配及质量比为：单向压力封堵剂（100目）:单向压力封堵剂（200目）=1:1。
7.根据权利要求1或3所述的一种井眼强化封堵剂，其特征在于：所述改性木质纤维长径比为5～50:1，直径为0.5～15um。
8.根据权利要求1或3所述的一种井眼强化封堵剂，其特征在于：所述改性木质纤维，抗温最高可达170℃。
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