CN104710968A - 封堵材料和钻井液添加剂及其使用方法 - Google Patents

封堵材料和钻井液添加剂及其使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104710968A
CN104710968A CN201310693508.XA CN201310693508A CN104710968A CN 104710968 A CN104710968 A CN 104710968A CN 201310693508 A CN201310693508 A CN 201310693508A CN 104710968 A CN104710968 A CN 104710968A
Authority
CN
China
Prior art keywords
drilling fluid
oil base
base drilling
plugging material
calcium chloride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310693508.XA
Other languages
English (en)
Inventor
李作会
刘振东
李公让
周守菊
侯业贵
武学芹
高杨
张妍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petrochemical Corp
Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
Original Assignee
China Petrochemical Corp
Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petrochemical Corp, Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp filed Critical China Petrochemical Corp
Priority to CN201310693508.XA priority Critical patent/CN104710968A/zh
Priority to NL2013996A priority patent/NL2013996B1/en
Publication of CN104710968A publication Critical patent/CN104710968A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/02—Well-drilling compositions
    • C09K8/32—Non-aqueous well-drilling compositions, e.g. oil-based
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2208/00—Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
    • C09K2208/10—Nanoparticle-containing well treatment fluids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

本发明提供了一种封堵材料，所述封堵材料包括纳米二氧化硅和海泡石；其中纳米二氧化硅和海泡石的重量比为4-5:1-2。本发明还提供了一种含有所述封堵材料的油基钻井液添加剂，包括：所述封堵材料1-3质量份、乳化剂0.5-2质量份、润湿剂0.5-2质量份以及氯化钙水溶液0.1-1质量份。本发明还提供了一种使用所述的油基钻井液添加剂提高钻井液封堵性能的方法，包括：在油基钻井液中按组分加入所述封堵材料、乳化剂、润湿剂以及氯化钙水溶液，然后搅拌乳化，如此提高了所述钻井液的封堵性能。

Description

封堵材料和钻井液添加剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及石油钻井液技术领域，特别是一种提高油基钻井液封堵性能的封堵材料和钻井液添加剂及其使用方法。
背景技术
油基钻井液又称油基泥浆，基本组成是油、水、有机粘土和油溶性化学处理剂。油基钻井液抑制性强，抗高温、抗盐钙侵蚀，有利于井壁稳定、润滑性好、对油气层损害小，多用于水敏性地层。页岩油藏由于地层中泥页岩遇水易发生水化分散，而造成井壁坍塌，因此国内外多采用油基钻井液进行勘探开发。而油基钻井液封堵性能的高低直接关系到钻井液对泥页岩孔隙和裂缝的封堵效果，从而关系到受水侵入的程度和井壁的稳定与否。因此，有必要加强油基钻井液封堵性，减少钻井液滤失，降低水对泥页岩侵入的量，从而保证井壁的稳定性。
目前，国内外在油基钻井液封堵剂和降滤失剂研究上，已经做出了很多的努力，许多处理剂已经相对成熟，也有比较好的效果。如张凡等在《一种油基膨胀封堵剂的合成及其性能评价》中合成了一种用于油基钻井液的膨胀封堵剂（见《长江大学学报(自然科学版)》，2010，7（3）），基本原料为苯乙烯、吸油性单体、交联剂、引发剂、聚乙烯醇和碳酸钙。胡文军等在《强封堵油基钻井液体系在W11-4D油田的应用》中提出了一种具有强封堵能力的油基钻井液，利用乳化沥青、树脂、超细碳酸钙作用封堵剂（见《钻井液与完井液》，2007，24（3））。中国专利CN102863947A的公开了一种强抑制强封堵钻井液，强封堵剂为阳离子改性沥青、磺化沥青、天然沥青粉、阳离子乳化沥青、胶体沥青、胶乳、乳化石蜡中的一种或一种以上组合物。中国专利CN103013469A公开了一种使用纳米二氧化硅改善不同温度下水基钻井液性能的方法，该发明提供一种使用纳米二氧化硅改善不同温度下水基钻井液性能的方法，在基浆中加入纳米二氧化硅分散液，使基浆形成更加薄而致密的泥饼，提高降滤失效果。但这些技术的缺点或不足是：对岩石的微孔隙及微裂缝封堵能力不够，导致在较长泥页岩井段钻进时，水对泥页岩仍有一定程度上的侵入，从而增加了泥页岩井壁坍塌的风险。
发明内容
本发明的目的是克服上述技术的不足，提供一种封堵材料及其使用方法，该方法能够改善滤饼质量，减少油基钻井液的滤失量；同时，油基钻井液中的封堵颗粒能够深入地层孔隙和裂缝深处，从而增加油基钻井液的封堵能力，保证井壁稳定的提高钻井液封堵性能的方法。
为了达到本发明的目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明首先提供了一种封堵材料，所述封堵材料包括纳米二氧化硅和海泡石；其中纳米二氧化硅和海泡石的重量比为4-5:1-2。
在本发明的一个优选实施方式中，所述纳米二氧化硅的粒径为20-500nm。
在本发明的一个优选实施方式中，所述海泡石的粒径为200-500目。
本发明还提供了一种含有所述封堵材料的油基钻井液添加剂，包括：
在本发明的一个优选实施方式中，所述乳化剂选自司盘80、烷基苯磺酸钙和油酸中的至少一种。
在本发明的一个优选实施方式中，所述润湿剂选自十二烷基苯磺酸盐、十二烷基三甲基溴化铵和环烷酸钙中的至少一种。
在本发明的一个优选实施方式中，所述氯化钙水溶液浓度为20～30重量%。
本发明还一种使用所述油基钻井液添加剂提高钻井液封堵性能的方法，包括：
在油基钻井液中按组分加入所述封堵材料、乳化剂、润湿剂以及氯化钙水溶液，然后搅拌乳化，如此提高了所述钻井液的封堵性能。
在本发明的一个优选实施方式中，所述油基钻井液中加入油基钻井液添加剂的量按每100ml油基钻井液加入封堵材料1-3g、乳化剂0.5-2g、润湿剂0.5-2g以及氯化钙水溶液0.1-g。
在本发明的一个优选实施方式中，使用超声波固体颗粒分散乳化搅拌机对加有油基钻井液添加剂的油基钻井液进行搅拌乳化。
在本发明的方法的一个优选实施方式中，在将所述氯化钙水溶液加入油基钻井液中时，将氯化钙水溶液雾化后喷入到油基钻井液中。
本发明具有如下优点：
①本发明利用纳米二氧化硅和海泡石制备成封堵材料。纳米二氧化硅可以进入地层的微小孔隙和裂缝之中，从而提高钻井液的封堵效果，减缓钻井液向地层的渗透及地层吸水后膨胀、掉块的趋势，提高井壁稳定性；海泡石具有纤维结构，能对地层岩石孔隙和裂缝形成架桥，提高形成封堵层的能力，并可提高封堵层的致密性。
②本发明的油基钻井液添加剂不仅含有封堵材料，还加入乳化剂和润湿剂，如此保证了在加入有机钻井液中后，油基钻井液的性能不会因为固体颗粒的加入而发生波动，影响钻井施工效果。
③本发明通过将氯化钙水溶液雾化成细小液滴后加入到油基钻井液中，就是利用这些油相中微小液滴对地层岩石的微孔隙和微裂缝进行进一步的封堵，提高封堵效果。
④本发明使用超声波固体颗粒分散乳化搅拌机对加入不同材料的油基钻井液进行搅拌，有助于水相在油基钻井液中的乳化和分散，提高油基钻井液的乳化稳定性。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明，但本发明的范围并不限于以下实施例。
本发明中使用的材料均市售可得，其中司盘80的主要成分为山梨糖醇酐单油酸酯，所述油基钻井液按中国石油化工集团公司企业标准Q_SH0279-2009配制而成。
实施例1
本实施例使用的封堵材料包括粒径为20纳米的二氧化硅和粒径为200目的海泡石，其中所述二氧化硅和海泡石的重量比为4:1。本实施例的油基钻井液添加剂包括1质量份封堵材料、0.5质量份乳化剂司盘80、0.5质量份润湿剂十二烷基苯磺酸盐以及0.1质量份氯化钙水溶液。
本实施例的使用所述的油基钻井液添加剂提高钻井液封堵性能的方法包括：
在每100ml油基钻井液中加入本实施例的1g由粒径为20纳米的二氧化硅和粒径为200目的海泡石按重量比4:1的比例均匀混合而成的所述封堵材料，然后依次加入0.5g斯盘80、0.5g十二烷基苯磺酸盐和0.1g浓度为20重量%的氯化钙水溶液，使用超声波固体颗粒分散乳化搅拌机将油基钻井液搅拌均匀。按照行业标准SY/T5621-93的方法测定本实施例的油基钻井液的高温高压滤失量为4.6ml。
实施例2
本实施例使用的封堵材料包括粒径为500纳米的二氧化硅和粒径为500目的海泡石，其中所述二氧化硅和海泡石的重量比为4:1。本实施例的油基钻井液添加剂包括3质量份封堵材料、2质量份乳化剂司盘80、0.5质量份润湿剂十二烷基苯磺酸盐以及1质量份氯化钙水溶液。
在每100ml油基钻井液中加入3g本实施例的封堵材料，然后依次加入2g斯盘80、2g十二烷基苯磺酸盐和1g浓度为20重量%的氯化钙水溶液，在氯化钙水溶液加入油基钻井液中时，使用微细雾化喷嘴将氯化钙水溶液雾化成细小液滴后喷入到油基钻井液中，并利用超声波固体颗粒分散乳化搅拌机将油基钻井液搅拌均匀。按照行业标准SY/T5621-93的方法测定本实施例的油基钻井液的高温高压滤失量为4.0ml。
实施例3
本实施例使用的封堵材料包括粒径为40纳米的二氧化硅和粒径为300目的海泡石，其中所述二氧化硅和海泡石的重量比为5:2。本实施例的油基钻井液添加剂包括2质量份封堵材料、1质量份乳化剂司盘80、1质量份润湿剂十二烷基苯磺酸盐以及0.5质量份氯化钙水溶液。
在每100ml油基钻井液中加入2g本实施例的封堵材料，然后依次加入1g斯盘80、1g十二烷基苯磺酸盐和0.5g浓度为20%的氯化钙水溶液，并利用超声波固体颗粒分散乳化搅拌机将油基钻井液搅拌均匀。按照行业标准SY/T5621-93的方法测定本实施例油基钻井液的高温高压滤失量为4.2ml。
实施例4
本实施例使用的封堵材料包括粒径为40纳米的二氧化硅和粒径为200目的海泡石，其中所述二氧化硅和海泡石的重量比为3:1。本实施例的油基钻井液添加剂包括2质量份封堵材料、1质量份乳化剂司盘80、0.5质量份润湿剂环烷酸钙以及0.3质量份氯化钙水溶液（浓度为25重量%）。
在每100ml油基钻井液中加入2g由粒径为40纳米的二氧化硅和粒径为200目的海泡石按重量比3:1的比例均匀混合而成的本实施例的封堵材料，然后依次加入1g斯盘80、0.5g环烷酸钙和0.3g浓度为25%的氯化钙水溶液，在氯化钙水溶液加入油基钻井液中时，使用微细雾化喷嘴将氯化钙水溶液雾化成细小液滴后喷入到油基钻井液中，并利用超声波固体颗粒分散乳化搅拌机将油基钻井液搅拌均匀。按照行业标准SY/T5621-93的方法测定油基钻井液的高温高压滤失量由初始的7.8ml降至加入各种材料后的为4.0ml。
对比例1
按照行业标准SY/T5621-93的相同的方法测定不加本发明的封堵材料或油基钻井液添加剂的有机钻井液，测定本对比例的油基钻井液的高温高压滤失量为7.8ml。
由实施例1-4和对比例的结果可以看出，加了含有本发明的堵漏材料的油基钻井液添加剂的有机钻井液的堵漏性能明显提高，降滤失量明显降低。

Claims (10)

1.一种封堵材料，所述封堵材料包括纳米二氧化硅和海泡石，其中纳米二氧化硅和海泡石的重量比为4-5:1-2。
2.根据权利要求1所述的封堵材料，其特征在于，所述纳米二氧化硅的粒径为20-500nm。
3.根据权利要求1或2所述的封堵材料，其特征在于，所述海泡石的粒径为200-500目。
4.一种含有封堵材料的油基钻井液添加剂，包括：
5.根据权利要求4所述的钻井液添加剂，其特征在于，所述乳化剂选自司盘80、烷基苯磺酸钙和油酸中的至少一种。
6.根据权利要求4或5所述的钻井液添加剂，其特征在于，所述润湿剂选自十二烷基苯磺酸盐、十二烷基三甲基溴化铵和环烷酸钙中的至少一种。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的钻井液添加剂，其特征在于，所述氯化钙水溶液浓度为20～30重量%。
8.一种使用权利要求4-7中任一项所述的油基钻井液添加剂提高钻井液封堵性能的方法，包括：
在油基钻井液中按所述配比加入所述封堵材料、乳化剂、润湿剂以及氯化钙水溶液，然后搅拌乳化，如此提高了所述钻井液的封堵性能。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述油基钻井液中加入油基钻井液添加剂的量按每100ml油基钻井液加入封堵材料1-3g、乳化剂0.5-2g、润湿剂0.5-2g以及氯化钙水溶液0.1-1g。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在将所述氯化钙水溶液加入油基钻井液中时，将氯化钙水溶液雾化后喷入到油基钻井液中。
CN201310693508.XA 2013-12-17 2013-12-17 封堵材料和钻井液添加剂及其使用方法 Pending CN104710968A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310693508.XA CN104710968A (zh) 2013-12-17 2013-12-17 封堵材料和钻井液添加剂及其使用方法
NL2013996A NL2013996B1 (en) 2013-12-17 2014-12-17 Plugging material and drilling fluid additive and method of application thereof.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310693508.XA CN104710968A (zh) 2013-12-17 2013-12-17 封堵材料和钻井液添加剂及其使用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104710968A true CN104710968A (zh) 2015-06-17

Family

ID=53410699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310693508.XA Pending CN104710968A (zh) 2013-12-17 2013-12-17 封堵材料和钻井液添加剂及其使用方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN104710968A (zh)
NL (1) NL2013996B1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111406144A (zh) * 2017-10-05 2020-07-10 Gr石油有限责任公司 油气井压井方法
CN115991979A (zh) * 2021-10-20 2023-04-21 中国石油化工股份有限公司 一种用于裂缝页岩的油基泡沫凝胶堵漏剂及其制备方法和应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4508628A (en) * 1983-05-19 1985-04-02 O'brien-Goins-Simpson & Associates Fast drilling invert emulsion drilling fluids
US20070265172A1 (en) * 2006-05-11 2007-11-15 Chevron Phillips Chemical Company Lp Wellbore servicing fluids comprising grafted homopolymers and methods of using same
CN101421371A (zh) * 2006-04-19 2009-04-29 钻井工程解决方案公司 制备烃、水和亲有机物粘土乳液的方法以及其组合物
CN102083936A (zh) * 2008-05-09 2011-06-01 M-I有限公司 含有定尺寸粘土材料的井筒流体及其使用方法
CN103045184A (zh) * 2012-12-31 2013-04-17 中国地质大学（北京） 一种钻井液用超低渗透封堵防塌油层保护剂及其制备方法
CN103270130A (zh) * 2010-12-23 2013-08-28 哈利伯顿能源服务公司 具有降低的垂沉潜性的钻井液和相关方法
CN104559977A (zh) * 2013-10-27 2015-04-29 中国石油化工集团公司 一种改善钻井液滤饼质量的材料及制备、应用方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4508628A (en) * 1983-05-19 1985-04-02 O'brien-Goins-Simpson & Associates Fast drilling invert emulsion drilling fluids
CN101421371A (zh) * 2006-04-19 2009-04-29 钻井工程解决方案公司 制备烃、水和亲有机物粘土乳液的方法以及其组合物
US20070265172A1 (en) * 2006-05-11 2007-11-15 Chevron Phillips Chemical Company Lp Wellbore servicing fluids comprising grafted homopolymers and methods of using same
CN102083936A (zh) * 2008-05-09 2011-06-01 M-I有限公司 含有定尺寸粘土材料的井筒流体及其使用方法
CN103270130A (zh) * 2010-12-23 2013-08-28 哈利伯顿能源服务公司 具有降低的垂沉潜性的钻井液和相关方法
CN103045184A (zh) * 2012-12-31 2013-04-17 中国地质大学（北京） 一种钻井液用超低渗透封堵防塌油层保护剂及其制备方法
CN104559977A (zh) * 2013-10-27 2015-04-29 中国石油化工集团公司 一种改善钻井液滤饼质量的材料及制备、应用方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘明华等: "非常规油气藏水平井油基钻井液技术", 《钻井液与完井液》 *
周金葵: "《钻井液工艺技术》", 28 February 2009 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111406144A (zh) * 2017-10-05 2020-07-10 Gr石油有限责任公司 油气井压井方法
CN111406144B (zh) * 2017-10-05 2022-02-25 Gr石油有限责任公司 油气井压井方法
CN115991979A (zh) * 2021-10-20 2023-04-21 中国石油化工股份有限公司 一种用于裂缝页岩的油基泡沫凝胶堵漏剂及其制备方法和应用
CN115991979B (zh) * 2021-10-20 2023-12-22 中国石油化工股份有限公司 一种用于裂缝页岩的油基泡沫凝胶堵漏剂及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
NL2013996A (en) 2015-06-18
NL2013996B1 (en) 2016-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102304353B (zh) 环保型全油基钻井液及其配制方法
AU2008216500B2 (en) Silicate-based wellbore fluid and methods for stabilizing unconsolidated formations
CN103045210B (zh) 一种高效封堵油基钻井液及其制备方法
AU2007294625B2 (en) Dispersant coated weighting agents
CA2469719C (en) Composition for use in sealing a porous subterranean formation, and methods of making and using
CN103525387B (zh) 泡沫水泥浆体系及组成
CN101765696A (zh) 用砂筛完井的方法
CN106634876A (zh) 一种含有纳米粒子的封堵剂及其制备方法
Dai et al. Oilfield chemistry
CN105189694B (zh) 油基钻液的添加剂
CN111394073A (zh) 一种抗高温试油油基完井液及制备方法和应用
CN114605974B (zh) 一种油基钻井液及其制备方法
CN106634875A (zh) 一种钻井液用降滤失剂及其制备方法
US9528043B2 (en) Compositions and methods for treatment of well bore tar
CN113004879A (zh) 一种井壁承压封堵剂及其制备方法
CN104559977B (zh) 一种改善钻井液滤饼质量的材料及制备、应用方法
CN104710968A (zh) 封堵材料和钻井液添加剂及其使用方法
CN107163921A (zh) 一种油基钻井液及其制备方法
CN109266319B (zh) 一种全油基钻井液及其制备方法和应用
CN108005610A (zh) 深孔钻探护壁堵漏工艺
CN114426815B (zh) 一种适用于强水敏易垮塌地层的油基钻井液及其制备方法和应用
AU2017405325B2 (en) Viscosity modifiers and methods of use thereof
CN106281259A (zh) 一种钻井液悬浮剂及制备方法和应用
CN104962255A (zh) 低成本甲酸盐钻孔冲洗液的制备工艺
US20240010902A1 (en) Environmentally acceptable wellbore stability additive

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150617

RJ01 Rejection of invention patent application after publication