CN105238368A - 一种随钻堵漏剂及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种随钻堵漏剂，包括石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂、甲基葡萄糖甙和矿物纤维，所述矿物纤维的直径≤60μm，长度在0.5-1mm之间，耐温170℃以上；其制备工艺包括混合、研磨、搅拌。本发明的随钻堵漏剂，应用于钻井中孔隙及微裂缝(吼道直径或裂缝宽度≤1mm)的地层渗漏，能快速形成泥饼，封堵不同宽度微裂缝，从而达到随钻防漏、堵漏的目的，其具有良好的配伍性，可适用于不同体系、不同密度的钻井液，能对微裂缝渗漏达到有效封堵，而且制备工艺简短，操作便利。

Description

一种随钻堵漏剂及其制备工艺
技术领域
本发明涉及石油钻井堵漏技术领域，具体涉及一种随钻堵漏剂及其制备工艺。
背景技术
石油钻井作业过程中，由于地层存在裂缝或孔隙、地层压力系数低等原因，井漏现象时有发生。由井漏诱发的井壁失稳、坍塌、井喷等问题是长期以来油气勘探开发过程中的世界性难题，是制约勘探开发速度的主要技术瓶颈；同时井漏造成的时间和经济损失巨大，而在储层发生的漏失对储层的损害更是难以估量。
井漏是主客观因素共同作用的结果。地层中孔隙、裂缝的存在是井漏产生的客观条件，而施工过程中的操作不当或一些深井、复杂井段过高的钻井液密度会诱发和加剧井漏的发生。
随钻堵漏技术是以防漏为主的技术措施。当使用的随钻堵漏材料与地层吼喉直径匹配合理时才能形成高质量的随钻封堵。同时随着钻井深度增加，地层温度增大。为此，需要研制一种具有粒度分布合理，具有自适应功能的抗高温随钻堵漏剂。
中国专利CN101724383B发明了一种钻井液随钻堵漏剂，按重量份由植物纤维60-100份；沥青5-20份、石墨5-15份、弱吸水凝胶5-20份组成。但其所用植物纤维和沥青抗高温能力有限。
中国专利CN101348711B发明了一种随钻堵漏剂，其组分包括：果壳粉为50-70份；石灰石粉为20-60份；油溶性树脂为2-20份。但是，所使用的果壳粉和油溶性树脂在高温下易糊化或软化失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种随钻堵漏剂及其制备工艺，应用于钻井中孔隙及微裂缝(吼道直径或裂缝宽度≤1mm)的地层渗漏，能快速形成泥饼，封堵不同宽度微裂缝，从而达到随钻防漏、堵漏的目的，其具有良好的配伍性，可适用于不同体系、不同密度的钻井液，能对微裂缝渗漏达到有效封堵，而且制备工艺简短，操作便利。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种随钻堵漏剂，包括石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂、甲基葡萄糖甙和矿物纤维，所述矿物纤维的直径≤60μm，长度在0.5-1mm之间，耐温170℃以上。
根据以上方案，所述石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂和甲基葡萄糖甙的质量和与所述矿物纤维质量之比为85∶15。
根据以上方案，所述石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂和甲基葡萄糖甙的质量占比分别为：34～36％、19～21％、19～21％、14～16％、4～6％、4～6％。
根据以上方案，所述随钻堵漏剂的制备工艺，包括如下步骤：
(1)混合：先将石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂、甲基葡萄糖甙按质量百分比混合均匀；
(2)研磨：将步骤(1)制备的混合物研磨至颗粒粒径在1-1000μm；
(3)搅拌：将步骤(2)制备的混合物与矿物纤维按质量百分比搅拌均匀，即得到成品。
根据以上方案，所述研磨是在磨粉机中研磨。
根据以上方案，所述步骤(2)中研磨的粒径按以下方式配比：粒径在1～160.1μm之间的颗粒占样品总体积的52～56％，粒径在1～240.3μm之间的颗粒占样品总体积的69～73％，粒径在1～362.0μm之间的颗粒占样品总体积的80～84％，粒径在1～840.2μm的颗粒占样品总体积的92～98％。
根据以上方案，所述搅拌是在搅拌机中进行搅拌。
自适应随钻堵漏材料组成要求有一定比例的刚性材料，以便形成″架桥″和能承受作用于桥塞上的压差；要有一定数量的填充材料，能在″桥架″形成后的微小孔道和地层中的原有小裂缝进行嵌入和堵塞；要有一定比例的柔性材料，通过“拉筋”作用增强滤饼质量，保证封堵效果。本发明正是基于以上基本原理设计的，具有的有益效果是：
1)可应用于中孔隙及微裂缝(吼道直径或裂缝宽度≤1mm)地层渗漏的堵漏；
2)材料惰性，与钻井液配伍性好，可适用于不同体系、不同密度的钻井液；
3)具有较好的充填、桥堵或封堵效果，阻止油气与井浆间相互置换，降低漏失量，减小井控风险，从而有效保护油气层；
4)制备工艺简短、操作便利，成本低廉。
附图说明
图1是本发明实施例1至实施例3混合样品的的粒度分布图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行说明。
实施例1：
本发明提供一种随钻堵漏剂，包括石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂、甲基葡萄糖甙和矿物纤维，所述矿物纤维的直径为50～60μm，长度在0.5-1mm之间，耐温180℃。
优选地，所述石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂和甲基葡萄糖甙的质量和与所述矿物纤维质量之比为85∶15。
优选地，所述石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂和甲基葡萄糖甙的质量占比分别为：35％、20％、20％、15％、5％、5％。
优选地，所述随钻堵漏剂的制备工艺，包括如下步骤：
(1)混合：先将35kg石灰石粉、20kg氧化铝、20kg生石灰粉、15kg钠膨润土、5kg膨胀剂、5kg甲基葡萄糖甙混合均匀；
(2)研磨：将步骤(1)制备的混合物在HGM80磨粉机中研磨至颗粒粒径在1-1000μm；
(3)搅拌：将步骤(2)制备的混合物中的85kg与15kg矿物纤维在搅拌机中搅拌均匀，即得到成品。
所述步骤(2)中研磨的粒径按以下方式配比：粒径在1～160.1μm之间的颗粒占样品总体积的54％，粒径在1～240.3μm之间的颗粒占样品总体积的71％，粒径在1～362.0μm之间的颗粒占样品总体积的82％，粒径在1～840.2μm的颗粒占样品总体积的95％。
实施例2：
本发明提供一种随钻堵漏剂，包括石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂、甲基葡萄糖甙和矿物纤维，所述矿物纤维的直径为40～50μm，长度在0.5-1mm之间，耐温190℃。
优选地，所述石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂和甲基葡萄糖甙的质量和与所述矿物纤维质量之比为85∶15。
优选地，所述石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂和甲基葡萄糖甙的质量占比分别为：34％、19％、21％、14％、6％、6％。
优选地，所述随钻堵漏剂的制备工艺，包括如下步骤：
(1)混合：先将34kg石灰石粉、19kg氧化铝、21kg生石灰粉、14kg钠膨润土、6kg膨胀剂、6kg甲基葡萄糖甙混合均匀；
(2)研磨：将步骤(1)制备的混合物在HGM80磨粉机中研磨至颗粒粒径在1-1000μm；
(3)搅拌：将步骤(2)制备的混合物中的85kg与15kg矿物纤维在搅拌机中搅拌均匀，即得到成品。
所述步骤(2)中研磨的粒径按以下方式配比：粒径在1～160.1μm之间的颗粒占样品总体积的56％，粒径在1～240.3μm之间的颗粒占样品总体积的73％，粒径在1～362.0μm之间的颗粒占样品总体积的84％，粒径在1～840.2μm的颗粒占样品总体积的98％。
实施例3：
本发明提供一种随钻堵漏剂，包括石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂、甲基葡萄糖甙和矿物纤维，所述矿物纤维的直径为30～40μm，长度在0.5-1mm之间，耐温180℃。
优选地，所述石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂和甲基葡萄糖甙的质量和与所述矿物纤维质量之比为85∶15。
优选地，所述石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂和甲基葡萄糖甙的质量占比分别为：36％、21％、19％、16％、4％、4％。
优选地，所述随钻堵漏剂的制备工艺，包括如下步骤：
(1)混合：先将36kg石灰石粉、21kg氧化铝、19kg生石灰粉、16kg钠膨润土、4kg膨胀剂、4kg甲基葡萄糖甙混合均匀；
(2)研磨：将步骤(1)制备的混合物在HGM80磨粉机中研磨至颗粒粒径在1-1000μm；
(3)搅拌：将步骤(2)制备的混合物中的85kg与15kg矿物纤维在搅拌机中搅拌均匀，即得到成品。
所述步骤(2)中研磨的粒径按以下方式配比：粒径在1～160.1μm之间的颗粒占样品总体积的52％，粒径在1～240.3μm之间的颗粒占样品总体积的69％，粒径在1～362.0μm之间的颗粒占样品总体积的80％，粒径在1～840.2μm的颗粒占样品总体积的92％。
使用时，水基钻井液中，一般加量为2％～5％(体积质量百分比，即随钻堵漏剂浓度为20-50kg/m3)。随钻堵漏剂通过加重漏斗处混入泥浆罐，搅拌均匀后制作堵漏浆，通过泵送入井中进行循环。堵漏浆在漏失地层处进入微裂缝形成封堵墙进行封堵。对于已发生轻微漏失的井段，加量应适当增加。对于大的漏失，和其它粒径较大的堵漏材料混合使用效果会更好。
分别取等量实施例1至实施例3中的样品，混合均匀后进行如下测试：
1、粒度分布测试：结果见表1和图1。
表1本发明样品的粒度分布
测试结果表明，本发明的粒度分布具有较好的级配性，裂缝开度＜1mm时，都能有效进入裂缝实现封堵。
2、对钻井液性能影响试验：
在密度为1.29g/cm3的钻井液(基浆)中分别加入1％、2％、3％(体积质量百分比)的上述样品，室温高搅10分钟后，测定加入前后本发明样品对钻井液性能，试验数据见表2。
表2本发明样品对钻井液流变性的影响实验数据
试验结果表明：三种不同浓度的本发明样品加入钻井液中粘切略有上升，但无明显增粘现象，对钻井液的流变性影响不大。
3、封堵效果试验：
在加入1％、2％、3％(体积质量百分比)的上述样品下测试对1mm缝板的封堵效果，试验结果见表3至表5。
表3加量1％时的封堵效果
表4加量2％时的封堵效果
时间(min) 15 30 45 60 75 90
压差(MPa) 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
滤失量(ml) 150 105 20 15 10 5
总滤失量(ml) 150 255 275 290 300 305
表5加量3％时的封堵效果
时间(min) 15 30 45 60 75 90
压差(MPa) 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
滤失量(ml) 30 40 20 10 0 0
总滤失量(ml) 30 70 90 100 100 100
试验结果表明：本发明样品加量为1.0％、2.0％、3.0％时，能够较好的封堵1mm封板；随着添加量的增加，降滤效果越明显。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解：可以对本发明进行修改或者同等替换，但不脱离本发明精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种随钻堵漏剂，其特征在于，包括石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂、甲基葡萄糖甙和矿物纤维，所述矿物纤维的直径≤60μm，长度在0.5-1mm之间，耐温170℃以上。
2.根据权利要求1所述的随钻堵漏剂，其特征在于，所述石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂和甲基葡萄糖甙的质量和与所述矿物纤维质量之比为85∶15。
3.根据权利要求1所述的随钻堵漏剂，其特征在于，所述石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂和甲基葡萄糖甙的质量占比分别为：34～36％、19～21％、19～21％、14～16％、4～6％、4～6％。
4.根据权利要求1所述的随钻堵漏剂的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)混合：先将石灰石粉、氧化铝、生石灰粉、钠膨润土、膨胀剂、甲基葡萄糖甙按质量百分比混合均匀；
(2)研磨：将步骤(1)制备的混合物研磨至颗粒粒径在1-1000μm；
(3)搅拌：将步骤(2)制备的混合物与矿物纤维按质量百分比搅拌均匀，即得到成品。
5.根据权利要求4所述的随钻堵漏剂的制备工艺，其特征在于，所述研磨是在磨粉机中研磨。
6.根据权利要求4所述的随钻堵漏剂的制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中研磨的粒径按以下方式配比：粒径在1～160.1μm之间的颗粒占样品总体积的52～56％，粒径在1～240.3μm之间的颗粒占样品总体积的69～73％，粒径在1～362.0μm之间的颗粒占样品总体积的80～84％，粒径在1～840.2μm的颗粒占样品总体积的92～98％。
7.根据权利要求4所述的随钻堵漏剂的制备工艺，其特征在于，所述搅拌是在搅拌机中进行搅拌。
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