CN105505349A - 一种油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方 - Google Patents

一种油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方 Download PDF

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Abstract

本发明属于钻井液处理剂技术领域，具体涉及一种油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方，包括A组分和B组分，所述A组分由直径0.01mm～1.00mm，长度0.50cm～10.00cm的纤维材料组成，所述B组分由不同的亲油型刚性颗粒材料组成。本发明提供的油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方可显著提高油基钻井液堵漏成功率，增强地层承压能力；对1～5mm裂缝，堵漏剂加量小于7％，抗压强度可达到7MPa。与国内类似产品相比具有封堵裂缝型漏失抗压强度更高的技术特点。

Description

一种油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方
技术领域
本发明属于钻井液处理剂技术领域，具体涉及一种油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方。
背景技术
油基钻井液具有抑制防塌性能强、润滑性能好、流变性能好、抗温、抗污染性能强等诸多优点，因此油基钻井液已经大量应用于国内致密油、致密气以及页岩油、气水平井等非常规油气资源开发的钻井施工中。然而油基钻井液因油的压缩性能造成井筒内压力波动大，易形成诱导型裂缝漏失，同时油基钻井液特有的润滑性能和流变性能使堵漏材料架桥困难，堵漏封堵层易被反向冲开，因此常用的封堵堵漏材料在油基钻井液防漏堵漏中无法发挥良好的效果。油基钻井液钻井过程中发生井漏时，严重危害钻井作业安全，尤其是油基钻井液成本高，会造成极大的经济损失。目前国内在油基钻井液专用堵漏剂研发和应用方面滞后，井漏问题已经成为制约油基钻井液大规模应用的瓶颈之一。
目前国内在油基钻井液专用堵漏剂研发和应用方面取得的成果较少，并且多为控制渗漏的封堵堵漏剂。专利申请201310540328.8公开了“一种油基钻井液用随钻封堵剂及其制备方法”该油基钻井液用随钻封堵剂具有抗温性较强、随钻封堵效果突出、对油基钻井液性能影响小，无生物毒性降解的特点。专利申请201410602335.0公开了“一种油基钻井液用随钻堵漏剂的制备方法”该产品具有变形功能，与油基钻井液配伍性好，不改变油基钻井液流变性能和电稳定性，抗温可达150℃，粒径1um～100um，对于油基泥浆钻进中的纳-微米级裂缝和孔隙的渗透性漏失能够快速有效的封堵，降低钻井作业成本。专利申请201410602335.0公开了“一种油基钻井液用复合防漏剂”以球状凝胶、5um～18um的刚性材料、45～380um的柔性纤维和柔性颗粒四种组分复合成的，该复合防漏剂对于不同渗透性漏失地层具有良好的适应性。上述发明产品都不适用于油基钻井液裂缝性漏失的堵漏作业。
专利申请201410428352.7公开了“一种油基钻井液裂缝堵漏剂”由油溶胀材料、变形颗粒、纤维材料、堵漏材料、超细碳酸钙和表面活性剂组成，该油基钻井液堵漏剂适用于高渗及裂缝性漏失地层的防漏堵漏需求，对于裂缝≤4mm，抗压强度可达到7MPa以上，但是该复合防漏剂中的刚性材料超细碳酸钙为亲水材料，在油基钻井液中易团聚分散效果差，对于大于4mm的裂缝堵漏承压效果不佳。
从国内文献调研结果看出油基钻井液裂缝型井漏仍未得到很好解决，油基钻井液裂缝型堵漏产品开发仍然是国内石油工程领域十分关注和亟需解决的难题。
发明内容
本发明的目的是通过提高油基钻井液裂缝型漏失的承压能力，以提高现场油基钻井液裂缝型漏失堵漏成功率。
为此，本发明提供了一种基钻井液裂缝型漏失堵漏配方，包括A组分和B组分，所述A组分由直径0.01mm～1.00mm，长度0.50cm～10.00cm的纤维材料组成，所述B组分由不同的亲油型刚性颗粒材料组成。
所述A组分所用纤维材料为改性木质纤维、聚丙烯纤维、多嵌段聚氨酯弹性纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维中的一种或一种以上。
所述B组分亲油型刚性颗粒材料为滑石粉、7-40纳米疏水改性纳米二氧化硅、有机土中的一种或一种以上。
所述A组分和B组分的具体组分及重量份数配比如下：
1)A组分
2)B组分
本发明的有益效果是：
(1)本发明的油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方A组分为全纤维材料构成，该堵漏材料易进入裂缝型漏失通道内部失水形成堵漏层，不会造成堵漏作业时易出现的“封门效应”，堵漏成功后堵漏层不返吐；
(2)本发明的油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方B组分封堵材料全部为亲油性材料，在油基钻井液中分散性能好；与以往堵漏剂中多采用亲水性的超细碳酸钙等材料作为封堵剂相比，本发明使用的超细颗粒滑石粉和改性纳米二氧化硅都为亲油性材料，可在油基钻井液中很好的分散避免团聚，发挥封堵治漏效果；
(3)油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方适用于裂缝型漏失，配方中堵漏剂封堵剂加量小，承压能力高。
本发明提供的油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方可显著提高油基钻井液堵漏成功率，增强地层承压能力。对1～5mm裂缝，堵漏剂加量小于7％，抗压强度可达到7MPa。与国内类似产品相比具有封堵裂缝型漏失抗压强度更高的技术特点。该油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方已在川渝地区“长宁-威远国家级页岩气示范区”的页岩气水平井项目中的应用取得了良好效果。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供了一种钻井液裂缝型漏失堵漏配方，包括A组分和B组分，所述A组分由直径0.01mm～1.00mm，长度0.50cm～10.00cm的纤维材料组成，所述B组分由不同的亲油型刚性颗粒材料组成。
本发明油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方堵漏原理是利用油基钻井液堵漏用系列纤维材料(A组分)在油基钻井液漏失裂缝通道中形成快速失水封堵层，而后亲油型刚性颗粒材料(B组分)进入封堵层封堵、限制渗透。A、B两组分协同作用达到封堵治漏的效果，该油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方可显著提高油基钻井液裂缝型漏失堵漏成功率。
实施例2：
在实施例1的基础上，将直径0.01mm纤维20份、直径0.05mm纤维30份、直径0.50mm纤维50份，放在混合设备中进行均匀混合即得该油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方A组分。
本实施例中所用纤维材料为改性木质纤维、聚丙烯纤维、多嵌段聚氨酯弹性纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维中的一种或一种以上。
将有机土30份、1250目滑石粉20份、2500目滑石粉30份、7-40纳米疏水改性二氧化硅20份，放在混合设备中进行均匀混合即得该油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方B组分。
实施例3：
将直径0.01mm纤维15份、直径0.05mm纤维20份、直径0.50mm纤维35份、直径0.70mm纤维30份，放在混合设备中进行均匀混合即得该油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方A组分。其中所用纤维为改性木质纤维、聚丙烯纤维、多嵌段聚氨酯弹性纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维中的一种或一种以上。
将有机土30份、1250目滑石粉20份、2500目滑石粉30份、7-40纳米疏水改性二氧化硅20份，放在混合设备中进行均匀混合即得该油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方B组分。
实施例4：
将直径0.01mm纤维15份、直径0.05mm纤维15份、直径0.50mm纤维30份、直径0.70mm纤维30份，直径1.00mm纤维10份，放在混合设备中进行均匀混合即得该油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方A组分。其中所用纤维为改性木质纤维、聚丙烯纤维、多嵌段聚氨酯弹性纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维中的一种或一种以上。
将有机土20份、1250目滑石粉40份、2500目滑石粉30份、7-40纳米疏水改性二氧化硅10份，放在混合设备中进行均匀混合即得该油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方B组分。
实施例5：
将直径0.01mm纤维10份、直径0.05mm纤维10份、直径0.50mm纤维20份、直径0.70mm纤维25份，直径1.00mm纤维35份，放在混合设备中进行均匀混合即得该油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方A组分。其中所用纤维为改性木质纤维、聚丙烯纤维、多嵌段聚氨酯弹性纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维中的一种或一种以上。
将有机土20份、1250目滑石粉40份、2500目滑石粉30份、7-40纳米疏水改性二氧化硅10份，放在混合设备中进行均匀混合即得该油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方B组分。
实施例6：
将直径0.01mm纤维10份、直径0.05mm纤维10份、直径0.50mm纤维15份、直径0.70mm纤维25份，直径1.00mm纤维40份，放在混合设备中进行均匀混合即得该油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方A组分。其中所用纤维为改性木质纤维、聚丙烯纤维、多嵌段聚氨酯弹性纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维中的一种或一种以上。
将有机土30份、1250目滑石粉40份、2500目滑石粉25份、7-40纳米疏水改性二氧化硅5份，放在混合设备中进行均匀混合即得该油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方B组分。
在上述各实施例中，改性木质纤维为雪佛龙公司的DYNA-SEALTMOBM纤维；疏水改性二氧化硅型号为广州吉必盛科技实业有限公司的疏水型气相二氧化硅HB-215或HB-630，比表面积150m3/g～380m3/g。
对上述实施例产品进行性能测试。
测试1：实施例2～6的油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方与油基钻井液的配伍性能评价。油基钻井液基浆配方如下：白油与25％CaCl2盐水的质量百分比比例80：20，白油和盐水的总重量计的3.0％乳化剂+2.0％氢氧化钙+2.0％降滤失剂+3.0％有机土+2.0％润湿剂+加重材料，钻井液密度1.30g/cm3。钻井液150℃×16h热滚后，评价了本发明实施例2～6的油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方7％加量条件下(A组分加量2％，B组分加量5％)钻井液性能。测定基浆及试验浆(65±1)℃通过16目筛网的钻井液性能，结果见表1。
表1复合型堵漏剂与油基钻井液的配伍性能
配方 PV/mPa.s YP/Pa FLHTHP/ml ES/v
基浆 24 7.5 12.2 1135
基浆+实施例2 34 10.5 4.4 1226
基浆+实施例3 32 10.0 4.4 1355
基浆+实施例4 29 9.5 4.6 1218
基浆+实施例5 31 9.5 4.8 1373
基浆+实施例6 33 9.5 5.0 1394
由表1可知，油基钻井液中加入该产品，油基钻井液的流变性能和电稳定性没有发生大的变化，但高温高压滤失量明显降低，表明该油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方与油基钻井液具有良好的配伍性能。
测试2：实施例2～6的油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方通过QD型堵漏仪评价其封堵性能。试验条件：油基钻井液基浆(配方同测试1)密度1.30g/cm3；试验压力：0～7.0MPa；测试时间：30min。测试方法：取2升基浆加入2％实施例配方中A组分产品，搅拌30min，即为堵漏实验浆。取2升基浆加入5％实施例配方中B组分产品，搅拌30min，即为封堵实验浆。测试时将选定的缝板置入堵漏装置内腔中，先将堵漏试验浆注入试验装置然后缓慢注入封堵试验浆，旋紧罐盖，连接加压管线，静置5min，打开排放口，打开气源加压，先加0.5MPa压力，收集实验浆漏失量，稳定后每间隔2min增加0.5MPa压力，直到将压力增加至7.0MPa，稳压30min，读取总的试样浆漏失量。评价结果见下表2。
表2油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方封堵性能评价试验
由表2数据可看出，油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方室内1～5mm模拟裂缝承压能力好，均能达到7.0MPa。1～3mm模拟裂缝承压试验封堵实验浆漏失量控制在230ml以内，4mm～5mm模拟裂缝承压试验封堵实验浆漏失量控制在650ml以内。
现场应用：
本发明产品室内研究成功后，在长宁H6-3井等井的油基钻井液钻进过程中进行了现场应用。长宁H6-3井是位于四川宜宾市上罗镇的页岩气水平井，水平段层位为龙马溪组，微裂缝和层理发育。现场油基钻井液密度1.90g/cm3，钻进至井深：2135.90m～2137.62m发生裂缝型漏失，平均漏速3.3m3/h。配15m3堵漏浆和封堵浆，堵漏剂总加量7％，进行堵漏作业1次，堵漏一次成功，表现出良好的封堵治漏效果。
综上所述，本发明为解决油基钻井液的封堵治漏技术难题提供了一种新方法，解决了堵漏剂在油基钻井液中配伍性差、超细颗粒组分亲水疏油不易分散、封堵抗压能力差、漏失易反复等问题。该堵漏剂配制的油基钻井液堵漏浆的流变性、电稳定性可控，封堵抗压能力显著高于国内同类产品，且堵漏剂原料来源广，价格低廉，制备方法和所需设备条件简单，易于实施，能够满足油基钻井液钻进施工过程中防漏堵漏技术要求，可显著降低油基钻井液使用成本，获得良好的经济效益和社会效益，值得推广应用。
本实施例没有详细叙述的测试方法和英文缩写属本行业的公知常识，这里不一一叙述。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方，其特征在于：包括A组分和B组分，所述A组分由直径0.01mm～1.00mm，长度0.50cm～10.00cm的纤维材料组成，所述B组分由不同的亲油型刚性颗粒材料组成。
2.根据权利要求1所述的一种油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方，其特征在于：所述A组分所用纤维材料为改性木质纤维、聚丙烯纤维、多嵌段聚氨酯弹性纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述的一种油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方，其特征在于：所述B组分亲油型刚性颗粒材料为滑石粉、7-40纳米疏水改性纳米二氧化硅、有机土中的一种或一种以上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种油基钻井液裂缝型漏失堵漏配方，其特征在于：所述A组分和B组分的具体组分及重量份数配比如下：
1)A组分
2)B组分
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