CN105349117A - 钻井液用堵漏剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

<b>本发明涉及钻井液用堵漏剂技术领域，是一种钻井液用堵漏剂及其制备方法；包括</b><b>橡胶颗粒</b><b>50</b><b>份至80份，沥青10份至35份，溶剂0.5份至10份，粘合剂0.1份至1.2份，催化剂0.1份至2.5份，分散剂0.1份至1份。该发明钻井液用堵漏剂以橡胶为主剂，沥青为辅剂，通过工艺将两者有机结合，使其达到防塌、弹性强、形变量大的效果，对易水化的漏失通道具有抑制作用，本发明钻井液用</b><b>堵漏剂具有良好的变形性、韧性和防水化作用，有助于形成稳定井壁，与其他堵漏材料复配，起到较好的防塌堵漏效果，尤其适用于页岩、泥页岩等蒙脱石含量高，易水化坍塌的地层。</b>

Description

钻井液用堵漏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及堵漏剂技术领域，是一种钻井液用堵漏剂及其制备方法。
背景技术
钻井漏失是自有钻井以来就有的难题，一百多年来为解决这个难题一直不懈的努力，创立了多种方法、研发了多种材料、制造了多种工具、建立了多种技术，取得了丰富的经验。但对于复杂地层的恶性漏失不计时间，不计次数，不计泥浆漏失量，不计方法最终才能堵住的情况常有发生。各大油田由于恶性漏失而导致弃井的情况并未杜绝。目前在各大油田所用堵漏剂中起骨架作用的主要有颗粒状材料：核桃壳、橡胶粒、硅藻土等；纤维状材料：锯末、棉籽壳、亚麻纤维、造废纸纸浆、蔗糖厂下脚料、小麦秸秆、芦苇纤维等；片状材料：云母片、蛭石、贝壳等。现有材料所制的堵漏剂，不具备防塌性能，在易水化漏失层对泥页岩的水化膨胀效果不佳，易出现二次甚至多次漏失，现有的堵漏剂当有好的形变量时，其膨胀效果较差，当有好的膨胀效果时，形变量较差不具备防塌性能，尤其进行油气层堵漏作业时，会造成油气层污染，其损失更是不可估量，此时该类产品很难发挥其应有的效果。
发明内容
本发明提供了一种钻井液用堵漏剂及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决在易水化漏失层对泥页岩的水化膨胀效果不佳，易出现二次甚至多次漏失的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种钻井液用堵漏剂，按重量份数包括橡胶颗粒50份至80份，沥青10份至35份，溶剂0.5份至10份，粘合剂0.1份至1.2份，催化剂0.1份至2.5份，分散剂0.1份至1份。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述钻井液用堵漏剂按下述步骤得到第一步，溶解沥青，将沥青破碎至低于5Kg/块与溶剂混合后或将沥青加热至流体与溶剂混合后，升温至30℃至65℃，混合至沥青完全溶解得到溶解好的沥青；第二步，粘合包裹，将粒径为0.01mm至5mm的橡胶颗粒投入混料机中，在混合均匀状态下将溶解好的沥青平均分三次加入，每次间隔5分钟至10分钟混匀后加入粘合剂进行粘合包裹；第三步，固化分散，待有两颗及以上颗粒胶粘时，加入催化剂，反应5分钟至10分钟，加入分散剂，混合至没有颗粒胶粘得到反应完全的物料；第四步，溶剂回收，将反应完全的物料通过有机溶剂回收装置对溶剂进行回收，直至溶剂残留量小于10ppm，即得到钻井液用堵漏剂。
上述橡胶颗粒通过废旧橡胶制粒后得到；废旧橡胶为废橡胶、边角料、电缆皮、橡胶边角料、汽车垫带和废旧轮胎中的一种以上，或/和，沥青为天然沥青、110 # A级道路沥青、90 # A级道路沥青和110 # B级道路沥青中的一种以上。
上述溶剂为汽油、溶剂油、二甲苯、糠醛、正己烷、二硫化碳、四氯化碳和三氯乙烯中的一种以上，或/和，粘合剂为酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂和醋酸乙烯树脂中的一种以上。
上述催化剂为T-31A或CN-7或氨乙基哌嗪或四乙烯五胺TEPA或间苯二甲胺或间氨基甲胺，或/和，分散剂为二丙酮醇、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、硬脂酸钙和硬脂酸铝中的一种以上。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种钻井液用堵漏剂及其制备方法，按下述步骤进行：第一步，溶解沥青，将沥青破碎至低于5Kg/块与溶剂混合后或将沥青加热至流体与溶剂混合后，升温至30℃至65℃，混合至沥青完全溶解得到溶解好的沥青；第二步，粘合包裹，将粒径为0.01mm至5mm的橡胶颗粒投入混料机中，在混合均匀状态下将溶解好的沥青分至少三次加入，每次间隔5分钟至10分钟混匀后加入粘合剂进行粘合包裹；第三步，固化分散，待有两颗及以上颗粒胶粘时，加入催化剂，反应5分钟至10分钟，加入分散剂，混合至没有颗粒胶粘得到反应完全的物料；第四步，溶剂回收，将反应完全的物料通过有机溶剂回收装置对溶剂进行回收，直至溶剂残留量小于10ppm，即得到钻井液用堵漏剂。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
上述橡胶颗粒通过废旧橡胶制粒后得到；废旧橡胶为废橡胶、边角料、电缆皮、橡胶边角料、汽车垫带和废旧轮胎中的一种以上，或/和，沥青为天然沥青、110 # A级道路沥青、90 # A级道路沥青和110 # B级道路沥青中的一种以上。
上述溶剂为汽油、溶剂油、二甲苯、糠醛、正己烷、二硫化碳、四氯化碳和三氯乙烯中的一种以上，或/和，粘合剂为酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂和醋酸乙烯树脂中的一种以上。
上述催化剂为T-31A或CN-7或氨乙基哌嗪或四乙烯五胺TEPA或间苯二甲胺或间氨基甲胺，或/和，分散剂为二丙酮醇、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、硬脂酸钙和硬脂酸铝中的一种以上。
该发明钻井液用堵漏剂以橡胶为主剂，沥青为辅剂，通过工艺将两者有机结合，使其达到防塌、弹性强、形变量大的效果，对易水化的漏失通道具有抑制作用，本发明钻井液用堵漏剂具有良好的变形性、韧性和防水化作用，有助于形成稳定井壁，与其他堵漏材料复配，起到较好的防塌堵漏效果，尤其适用于页岩、泥页岩等蒙脱石含量高，易水化坍塌的地层。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
实施例1，该钻井液用堵漏剂，按重量份数包括橡胶颗粒50份至80份，沥青10份至35份，溶剂0.5份至10份，粘合剂0.1份至1.2份，催化剂0.1份至2.5份，分散剂0.1份至1份。
实施例2，该钻井液用堵漏剂，按重量份数包括橡胶颗粒50份或80份，沥青10份或35份，溶剂0.5份或10份，粘合剂0.1份或1.2份，催化剂0.1份或2.5份，分散剂0.1份或1份。
实施例3，该钻井液用堵漏剂，按重量份数包括橡胶颗粒65份，110 # A级道路沥青28份，溶剂油4份，丙烯酸树脂0.5份，四乙烯五胺TEPA1.5份，硬脂酸钙1份。
实施例4，该钻井液用堵漏剂，按重量份数包括橡胶颗粒70份，110 # B级道路沥青20份，溶剂油7份，环氧树脂0.5份，间苯二甲胺1.5份，聚醚聚酯改性有机硅氧烷1份。
实施例5，该钻井液用堵漏剂，按重量份数包括橡胶颗粒70份，110 # A级道路沥青20份，溶剂油7份，环氧树脂0.5份，T-31A1.5份，硬脂酸钙1份。
实施例6，该钻井液用堵漏剂，按重量份数包括橡胶颗粒60份，110 # A级道路沥青10份，110 # B级道路沥青20份，正己烷8份，环氧树脂0.5份，氨乙基哌嗪0.5份，有机硅氧烷1份。
实施例7，该钻井液用堵漏剂，按重量份数包括橡胶颗粒65份，110 # B级道路沥青25份，二硫化碳7份，丙烯酸树脂1份，四乙烯五胺TEPA1份，有机硅氧烷1份。
实施例8，该钻井液用堵漏剂，按重量份数包括橡胶颗粒70份，90 # A级道路沥青16.5份，溶剂油10份，醋酸乙烯树脂1份，间氨基甲胺2份，有机硅氧烷0.5份。
实施例9，该钻井液用堵漏剂按下述步骤得到：第一步，溶解沥青，将沥青破碎至低于5Kg/块与溶剂混合后或将沥青加热至流体与溶剂混合后，升温至30℃至65℃，混合至沥青完全溶解得到溶解好的沥青；第二步，粘合包裹，将粒径为0.01mm至5mm的橡胶颗粒投入混料机中，在混合均匀状态下将溶解好的沥青分至少三次加入，每次间隔5分钟至10分钟混匀后加入粘合剂进行粘合包裹；第三步，固化分散，待有两颗及以上颗粒胶粘时，加入催化剂，反应5分钟至10分钟，加入分散剂，混合至没有颗粒胶粘得到反应完全的物料；第四步，溶剂回收，将反应完全的物料通过有机溶剂回收装置对溶剂进行回收，直至溶剂残留量小于10ppm，即得到钻井液用堵漏剂。
实施例10，对上述实施例的优化，实施例10中橡胶颗粒通过废旧橡胶制粒后得到；废旧橡胶为废橡胶、边角料、电缆皮、橡胶边角料、汽车垫带和废旧轮胎中的一种以上。
实施例11，对上述实施例的优化，实施例11中沥青为天然沥青、110 # A级道路沥青、90 # A级道路沥青和110 # B级道路沥青中的一种以上。
实施例12，对上述实施例的优化，实施例12中溶剂为汽油、溶剂油、二甲苯、糠醛、正己烷、二硫化碳、四氯化碳和三氯乙烯中的一种以上。
实施例13，对上述实施例的优化，实施例13中粘合剂为酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂和醋酸乙烯树脂中的一种以上。
实施例14，对上述实施例的优化，实施例14中催化剂为T-31A或CN-7或氨乙基哌嗪或四乙烯五胺TEPA或间苯二甲胺或间氨基甲胺。
实施例15，对上述实施例的优化，实施例15中分散剂为二丙酮醇、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、硬脂酸钙和硬脂酸铝中的一种以上。在得到本发明钻井液用堵漏剂之前，对配方中的各组分进行检测，通过检测橡胶颗粒形变量、粒径，沥青按照JTGF40-2004检测，粘合剂按照胶粘剂对接接头拉伸强度的测定及胶粘剂剥离强度的测定浮辊法检测，对溶剂溶解度、挥发性、沸点进行检测，对催化剂检测其反应时间缩短量，检测分散剂的分散效果。
本发明钻井液用堵漏剂的使用方法，将本发明堵漏剂按照堵漏设计要求将重量百分比为0.5%至12%加入堵漏浆中，泵送至目标地层进行堵漏。
通过上述实施例得到的本发明钻井液用堵漏剂对其形变量进行测定，方法是取100克的本发明钻井液用堵漏剂装入直径为2厘米的圆柱形模具中，将压力增加至1MPa时用直尺检测其形变量。
通过上述实施例得到的本发明钻井液用堵漏剂对其防膨率进行测定，方法为称取15克本发明钻井液用堵漏剂，加入100mL蒸馏水中，搅拌5min。称取5g膨润土加入上述液体中，手动混匀，静置2h。过200目筛，将本发明钻井液用堵漏剂过滤。将得到的滤液转入10mL离心管中，装入离心机内，以转速为1500r/min下离心分离15分钟，读出膨润土膨胀后的体积V 1 。用10mL水取代滤液，转入已加入0.5g膨润土的离心管，测定膨润土在水中的膨胀体积V 2 。用10mL煤油取代滤液，转入已加入0.5g膨润土的离心管，测定膨润土在煤油中的膨胀体积V 0 。
防膨率计算：
本发明上述实施例3得到的钻井液用堵漏剂的性能测定见表1所示；本发明上述实施例4得到的钻井液用堵漏剂的性能测定见表2所示；本发明上述实施例5得到的钻井液用堵漏剂的性能测定见表3所示；本发明上述实施例6得到的钻井液用堵漏剂的性能测定见表4所示；本发明上述实施例7得到的钻井液用堵漏剂的性能测定见表5所示；本发明上述实施例8得到的钻井液用堵漏剂的性能测定见表6所示。上述实施例3至实施例8得到的钻井液用堵漏剂的性能测定是经过具体实际操作测定中所得到的数据。
从表1至表6可以看出，本发明得到的钻井液用堵漏剂，外观为黑色颗粒，堵漏剂以橡胶为主剂，沥青为辅剂，通过工艺将两者有机结合，形变量好，堵漏剂对孔隙及微裂漏失，堵漏速度快，效果好，具备防塌性能，膨胀率较大，膨胀效果好，能迅速形成具有一定强度的非渗透性屏蔽带阻止工作液中的液、固相侵入储层，使储层免遭损害，屏蔽带通过射孔反排可以解除。
综上所述，本发明得到的钻井液用堵漏剂，形变量大，弹性好，与现有堵漏剂具有良好的互补效果，对易水化的漏失通道具有抑制作用，能显著降低钻井液泥浆的滤失量，又不影响钻井液泥浆的流变性能，耐温性能优良，耐温范围广，本发明钻井液用堵漏剂主要使用橡胶沥青成本低，过程控制简单，收率可达到98%至100%，耐温范围在-10℃至180℃，耐温范围广的优点，同时本发明钻井液用堵漏剂具有良好的变形性、韧性和防水化作用，有助于形成稳定井壁，与其他堵漏材料复配，起到较好的防塌堵漏效果，尤其适用于页岩、泥页岩等蒙脱石含量高，易水化坍塌的地层。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (9)

1.一种钻井液用堵漏剂，其特征在于按重量份数包括橡胶颗粒50份至80份，沥青10份至35份，溶剂0.5份至10份，粘合剂0.1份至1.2份，催化剂0.1份至2.5份，分散剂0.1份至1份。
2.根据权利要求1所述的钻井液用堵漏剂，其特征在于钻井液用堵漏剂按下述步骤得到：第一步，溶解沥青，将沥青破碎至低于5Kg/块与溶剂混合后或将沥青加热至流体与溶剂混合后，升温至30℃至65℃，混合至沥青完全溶解得到溶解好的沥青；第二步，粘合包裹，将粒径为0.01mm至5mm的橡胶颗粒投入混料机中，在混合均匀状态下将溶解好的沥青分至少三次加入，每次间隔5分钟至10分钟混匀后加入粘合剂进行粘合包裹；第三步，固化分散，待有两颗及以上颗粒胶粘时，加入催化剂，反应5分钟至10分钟，加入分散剂，混合至没有颗粒胶粘得到反应完全的物料；第四步，溶剂回收，将反应完全的物料通过有机溶剂回收装置对溶剂进行回收，直至溶剂残留量小于10ppm，即得到钻井液用堵漏剂。
3.根据权利要求1或2所述的钻井液用堵漏剂，其特征在于橡胶颗粒通过废旧橡胶制粒后得到；废旧橡胶为废橡胶、边角料、电缆皮、橡胶边角料、汽车垫带和废旧轮胎中的一种以上；或/和，沥青为天然沥青、110#A级道路沥青、90#A级道路沥青和110#B级道路沥青中的一种以上。
4.根据权利要求1或2或3所述的钻井液用堵漏剂，其特征在于溶剂为汽油、溶剂油、二甲苯、糠醛、正己烷、二硫化碳、四氯化碳和三氯乙烯中的一种以上；或/和，粘合剂为酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂和醋酸乙烯树脂中的一种以上。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的钻井液用堵漏剂，其特征在于催化剂为T-31A或CN-7或氨乙基哌嗪或四乙烯五胺TEPA或间苯二甲胺或间氨基甲胺；或/和，分散剂为二丙酮醇、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、硬脂酸钙和硬脂酸铝中的一种以上。
6.一种根据权利要求1所述的钻井液用堵漏剂的制备方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，溶解沥青，将沥青破碎至低于5Kg/块与溶剂混合后或将沥青加热至流体与溶剂混合后，升温至30℃至65℃，混合至沥青完全溶解得到溶解好的沥青；第二步，粘合包裹，将粒径为0.01mm至5mm的橡胶颗粒投入混料机中，在混合均匀状态下将溶解好的沥青分至少三次加入，每次间隔5分钟至10分钟混匀后加入粘合剂进行粘合包裹；第三步，固化分散，待有两颗及以上颗粒胶粘时，加入催化剂，反应5分钟至10分钟，加入分散剂，混合至没有颗粒胶粘得到反应完全的物料；第四步，溶剂回收，将反应完全的物料通过有机溶剂回收装置对溶剂进行回收，直至溶剂残留量小于10ppm，即得到钻井液用堵漏剂。
7.根据权利要求6所述的钻井液用堵漏剂的制备方法，其特征在于橡胶颗粒通过废旧橡胶制粒后得到；废旧橡胶为废橡胶、边角料、电缆皮、橡胶边角料、汽车垫带和废旧轮胎中的一种以上，或/和，沥青为天然沥青、110#A级道路沥青、90#A级道路沥青和110#B级道路沥青中的一种以上。
8.根据权利要求6或7所述的钻井液用堵漏剂及其制备方法，其特征在于溶剂为汽油、溶剂油、二甲苯、糠醛、正己烷、二硫化碳、四氯化碳和三氯乙烯中的一种以上；或/和，粘合剂为酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂和醋酸乙烯树脂中的一种以上。
9.根据权利要求6或7或8所述的钻井液用堵漏剂的制备方法，其特征在于催化剂为T-31A或CN-7或氨乙基哌嗪或四乙烯五胺TEPA或间苯二甲胺或间氨基甲胺；或/和，分散剂为二丙酮醇、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、硬脂酸钙和硬脂酸铝中的一种以上。
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