CN105419753A - 一种新型油基钻井液用随钻防漏剂及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型油基钻井液用随钻防漏剂及应用。该油基钻井液随钻防漏剂包含：刚性架桥颗粒、微细纤维材料、弹性变形颗粒和软化充填颗粒，将上述四种组分按照一定的重量配比混合均匀即得新型油基钻井液用随钻防漏剂。本发明的新型油基钻井液用随钻防漏剂是由刚性架桥颗粒、弹性变形颗粒、微细纤维材料、软化充填颗粒等按照合理的粒度级配与浓度复配而成，不同类型钻井液防漏堵漏材料具有协同作用效果，能够迅速形成具有“强力链网络”的致密微裂缝或孔隙封堵层，提高油基钻井液的随钻封堵性能，且不会显著地影响油基钻井液体系的流变性能，可有效地解决钻进过程中的渗透性、微裂缝漏失问题。

Description

一种新型油基钻井液用随钻防漏剂及应用
技术领域
本发明涉及一种新型油基钻井液用随钻防漏剂及应用，属于石油钻井工程中钻井液处理剂技术领域。
背景技术
随着油气资源勘探开发程度的不断提高，常规油气资源越来越少，钻探开发范围已逐步走向深层超深层、海洋深水、压力衰竭等复杂地质条件地层，其对钻井液技术也提出了更高的要求，其中油基钻井液逐渐成为首选钻井液体系，但油基钻井液的漏失问题日益突出，常常出现重复性漏失、漏溢同层、井壁坍塌等钻井复杂情况，大大限制了其规模化推广应用。
针对油基钻井液漏失问题，研究表明使用水基、油基钻井液的地层初始破裂压力基本相同，但使用油基钻井液的裂缝延伸压力与裂缝重开启压力远远小于水基钻井液，这是由于油基钻井液泥饼无法实现裂缝尖端压力隔离而引起的，裂缝延伸压力较低则是导致油基钻井液严重漏失问题的根本原因。另外，若油基钻井液封堵性能不足，油基钻井液便会沿着微裂缝或连通孔隙侵入地层内部，乳化剂、润湿剂等表面活性剂组分与地层岩石表面接触，将改变地层岩石的表面性质，导致岩石抗拉抗剪强度降低，极易产生诱导裂缝，引起大规模钻井液漏失。为此，国内外先后研发了热固性橡胶、吸油膨胀树脂、油基凝胶、复合堵漏剂等油基钻井液堵漏材料，并开展了相关现场试验，但尚未形成油基钻井液高效防漏堵漏配套技术措施。
目前，油基钻井液井眼漏失问题已成为限制我国深层超深层、海洋深水、页岩气等非常油气资源钻探开发进程的关键技术难题之一，而且现场仍然主要采用被动堵漏技术措施，一旦发生井漏，现场堵漏作业难度较大，往往会造成重大经济损失。因此，亟需研制新型油基钻井液随钻防漏剂，提高油基钻井液的随钻封堵性能，构建综合性能优良的强封堵性油基钻井液钻井液体系，以改善油基钻井液井眼漏失问题。
发明内容
针对现有技术的不足，尤其是油基钻井液所面临井眼漏失问题，本发明提供一种新型油基钻井液用随钻防漏剂及应用，该防漏剂能够迅速形成具有“强力链网络”的致密微裂缝或孔隙封堵层，显著地提高油基钻井液的随钻封堵性能，且不会显著地影响油基钻井液体系的流变性能，可有效地解决钻进过程中的渗透性、微裂缝漏失问题。
本发明的解决方案如下：
一种新型油基钻井液用随钻防漏剂，各组分重量百分含量如下：
根据本发明，优选的，所述新型油基钻井液用随钻防漏剂，各组分重量百分含量如下：
根据本发明，优选的，所述新型油基钻井液用随钻防漏剂，各组分重量百分含量如下：
根据本发明，优选的，所述刚性架桥颗粒为碳酸钙颗粒；进一步优选粒径6.5μm、12μm、16μm、18μm、23μm的超细碳酸钙一种或两种以上混合。上述刚性架桥颗粒能够在孔喉或裂缝狭窄处稳定架桥，基本不会发生受压变形，有助于形成封堵层的骨架。
根据本发明，优选的，所述微细纤维材料为无机纤维，进一步优选有碳酸钙纤维、硫酸钙纤维、硫酸镁纤维。
优选的，所述的无机纤维的长径比为20～30：1、30～40：1或40～50：1。所述无机纤维呈“针状或棒状”，具有强度高、耐高温等特点。上述微细纤维材料与刚性颗粒具有协同作用，有助于形成致密网架结构的封堵承压层，提高封堵承压层的整体结构稳定性。
根据本发明，优选的，所述弹性变形颗粒为高弹性石墨颗粒；进一步优选粒径≤100μm的高弹性石墨颗粒。与“鳞片状”常规石墨相比，高弹性合成石墨呈“颗粒”状，具有优异的弹性变形性能，更适合于作为钻井液防漏堵漏材料。上述弹性变形颗粒在挤压变形及弹性膨胀双重作用下，自适应地充填刚性架桥颗粒与微细纤维材料之间的孔隙空间，进一步提高封堵承压层的致密程度。
根据本发明，优选的，所述软化充填颗粒为沥青；进一步优选磺化沥青、天然沥青、改性沥青、乳化沥青中的一种或两种以上混合。上述软化充填颗粒该类颗粒在地层中受温度影响后，能够根据裂缝或孔隙形态进行软化变形，起到变形充填封堵作用。
根据本发明，所述新型油基钻井液用随钻防漏剂用于防止油基钻井液随钻井眼漏失。优选的，应用方法为：向油基钻井液中加入5～10％wt新型油基钻井液用随钻防漏剂，常温常压下搅拌均匀即可；进一步优选在10000r/min搅拌30min。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明所提供的新型油基钻井液用随钻防漏剂是由刚性架桥颗粒、弹性变形颗粒、微细纤维材料、软化填充颗粒等按照合理的粒度级配与浓度复配而成；不同类型组分具有协同作用，颗粒间紧密结合、相互挤压，能够充分发挥刚性架桥、悬浮拉筋、变形填充等作用，迅速形成具有空间网架结构的致密封堵承压层；该新型随钻防漏剂具有使用范围广、承压能力高、现场应用工艺简单等优点，且不会显著影响油基钻井液的流变性能。与现有技术相比，采用本发明所提供的新型油基钻井液用随钻防漏剂，能够显著增强油基钻井液的随钻防漏能力，可有效解决钻进过程中渗透性、微裂缝漏失问题，节约了钻井作业时间，最终提高了油气资源钻探开发综合经济效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例中所用原料均为常规市购产品。
实施例1
一种新型油基钻井液随钻防漏剂，各组分重量百分含量如下：粒径23μm超细碳酸钙颗粒5％，粒径16μm超细碳酸钙颗粒10％，粒径6.5μm超细碳酸钙颗粒5％，长径比20～30碳酸钙纤维50％，粒径75μm的高弹性合成石墨10％，磺化沥青20％。
实施例2
一种新型油基钻井液随钻防漏剂，各组分重量百分含量如下：粒径23μm超细碳酸钙颗粒10％，粒径16μm超细碳酸钙颗粒10％，长径比20～30碳酸钙纤维30％，长径比30～40碳酸钙纤维20％，粒径55μm的高弹性合成石墨10％，改性沥青20％。
实施例3
一种新型油基钻井液随钻防漏剂，各组分重量百分含量如下：粒径18μm超细碳酸钙颗粒7.5％，粒径12μm超细碳酸钙颗粒7.5％，粒径6.5μm超细碳酸钙颗粒5％，长径比20～30碳酸钙纤维30％，长径比30～40碳酸钙纤维20％，粒径55μm的高弹性合成石墨10％，磺化沥青10％，天然沥青10％。
实施例4
一种新型油基钻井液随钻防漏剂，各组分重量百分含量如下：粒径18μm超细碳酸钙颗粒7.5％，粒径12μm超细碳酸钙颗粒7.5％，长径比20～30硫酸钙纤维30％，长径比40～50硫酸钙纤维25％，粒径55μm的高弹性合成石墨10％，磺化沥青10％，天然沥青10％。
实施例5
一种新型油基钻井液随钻防漏剂，各组分重量百分含量如下：粒径23μm超细碳酸钙颗粒5％，粒径16μm超细碳酸钙颗粒10％，长径比20～30硫酸钙纤维45％，粒径75μm的高弹性合成石墨15％，磺化沥青25％。
实施例6
一种新型油基钻井液随钻防漏剂，各组分重量百分含量如下：粒径23μm超细碳酸钙颗粒5％，粒径16μm超细碳酸钙颗粒10％，粒径6.5μm超细碳酸钙颗粒5％，长径比20～30硫酸镁纤维45％，长径比30～40硫酸镁纤维5％，粒径75μm的高弹性合成石墨10％，磺化沥青20％。
实验例
本实验例对实施例1-3的产品性能及应用效果进行说明。
1.油基钻井液配伍性能评价
测试方法：采用GB_T29170-2012：石油天然气工业钻井液性能测试。
基浆配制：油基钻井液配方为270mL白油+3％主乳化剂+4％辅乳化剂+1％提切剂+4％有机土+3％降滤失剂+30mL26％氯化钙盐水，重晶石加重至1.2g/cm3。
实验浆配制及测试：分别向实验基浆中加入6％wt的评价样品(实施例1样品，实施例2样品，实施例3样品)，高速搅拌均匀，利用六速粘度计在65℃下测试实验浆的流变性。将实验浆装入高温老化罐中，在120℃下热滚老化16h，用同样方法测试其流变性。
表1油基钻井液流变性能测试结果
注：AV为钻井液表观粘度；PV为钻井液塑性粘度；YP为钻井液动切力。
由表1可知，本发明的新型油基钻井液用随钻防漏剂并未显著地影响油基钻井液的流变性能，具有良好的配伍性。
2.油基钻井液封堵性能评价
测试方法：采用GB_T29170-2012：石油天然气工业钻井液性能测试。
基浆配制：油基钻井液配方为270mL白油+3％主乳化剂+4％辅乳化剂+1％提切剂+4％有机土+3％降滤失剂+30mL26％氯化钙盐水，重晶石加重至1.2g/cm3。
实验浆配制及测试：分别向实验基浆中加入6％wt的评价样品(实施例1样品，实施例2样品，实施例3样品)，高速搅拌均匀，在120℃下热滚老化16h后，利用渗透性封堵实验(PermeabilityPluggingTest，PPT)测试实验浆的封堵性能。
表2渗透性封堵实验评价结果
由表2可知，加入上述的实施例1、实施例2、实施例3的新型油基钻井液用随钻防漏剂大幅降低了油基钻井液PPT滤失量、瞬时滤失量、静态滤失速率，显著提高了油基钻井液随钻防漏能力，且不会显著地影响油基钻井液体系的流变性能，可有效地解决钻进过程中的渗透性、微裂缝漏失问题。

Claims (10)

1.一种新型油基钻井液用随钻防漏剂，其特征在于，各组分重量百分含量如下：
2.根据权利要求1所述新型油基钻井液用随钻防漏剂，其特征在于，各组分重量百分含量如下：
3.根据权利要求1所述新型油基钻井液用随钻防漏剂，其特征在于，各组分重量百分含量如下：
4.根据权利要求1所述新型油基钻井液用随钻防漏剂，其特征在于，所述刚性架桥颗粒为碳酸钙颗粒。
5.根据权利要求4所述新型油基钻井液用随钻防漏剂，其特征在于，所述刚性架桥颗粒为粒径6.5μm、12μm、16μm、18μm、23μm的超细碳酸钙中的一种或两种以上混合。
6.根据权利要求1所述新型油基钻井液用随钻防漏剂，其特征在于，所述微细纤维材料为无机纤维，优选碳酸钙纤维、硫酸钙纤维或硫酸镁纤维。
7.根据权利要求6所述新型油基钻井液用随钻防漏剂，其特征在于，所述的无机纤维的长径比为20～30：1、30～40：1或40～50：1。
8.根据权利要求1所述新型油基钻井液用随钻防漏剂，其特征在于，所述弹性变形颗粒为高弹性石墨颗粒；优选粒径≤100μm的高弹性石墨颗粒。
9.根据权利要求1所述新型油基钻井液用随钻防漏剂，其特征在于，所述软化充填颗粒为沥青；优选磺化沥青、天然沥青、改性沥青、乳化沥青中的一种或两种以上混合。
10.权利要求1-9任一项所述新型油基钻井液用随钻防漏剂用于防止油基钻井液随钻井眼漏失；优选的，应用方法为：向油基钻井液中加入5～10％wt新型油基钻井液用随钻防漏剂，常温常压下搅拌均匀即可。
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