CN106566499A - 一种提高漏失地层承压能力的堵漏浆及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提高漏失地层承压能力的堵漏浆，由以下质量百分数的物质组成：纤维塑凝固化剂55‑60%，钻井用沥青粉1‑2%，油井水泥消泡剂0.05‑0.1%，水38‑45%。本发明还提供了堵漏方法，可以提高石油钻井过程中漏层的承压能力，对中大型漏失具有良好的堵漏效果，满足钻井施工和环保要求，该堵漏工艺所需化工材料种类少，配制堵漏浆方法简单，承压挤封方法可操作性强，对漏层的裂缝和孔隙具有较好的封堵效果，能明显降低漏层的漏失速度，大幅降低堵漏作业的时间和成本。
Description
技术领域
本发明属于石油钻井技术领域，具体涉及一种提高漏失地层承压能力的堵漏浆及制备方法。
背景技术
钻井生产过程中，当钻遇漏层时，由于漏层承压能力较低，频繁发生漏失，严重制约了钻井时效，增加了井下施工风险，同时大幅增加了油气开发成本，影响了漏失区块的油气勘探开发进度。目前堵漏的主要技术难题突出表现为：1.易漏易塌层同属于一个裸眼段，堵漏承压要求高；2.不同漏层同属于同一裸眼段，漏层位置难以准确判断；3.一次堵漏成功率低，且容易复发；4.现有堵漏技术，堵漏成本高，堵漏时效长，大幅增加了钻井费用，降低了生产时效。
近几年，国内外在钻井防漏堵漏技术的研究与发展方面发展较快，提出了多种解决方法，同时研制和开发了一些新型堵漏材料和防漏堵漏体系。常见的堵漏工艺有：1.高分子凝胶堵漏、2.凝胶桥塞浆挤封堵漏、3.注速凝水泥堵漏、4.填充石子侧钻避漏层、5.高固相桥塞浆挤封堵漏等。近些年又开发了多种新型堵漏技术，例如：1.绒囊工作液防漏堵漏技术、2.物理防漏堵漏技术、3.钻井液预处理防漏堵漏技术、4.MPD技术等。于此同时，多种新型堵漏剂产品应运而生，例如：抗高压堵漏剂、复合堵漏剂XFD、自适应防漏堵漏剂、微复合有机/无机凝胶、特种凝胶ZND等。这些堵漏技术和堵漏剂产品存在如下问题：一次堵漏成功率低、堵漏剂价格高、堵漏工艺复杂、漏层承压能力提高幅度小、环保指标差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的上述问题，提供一种提高漏失地层承压能力的堵漏浆及制备方法。
一种提高漏失地层承压能力的堵漏浆，由以下质量百分数的物质组成：纤维塑凝固化剂55-60%，钻井用沥青粉1-2%，油井水泥消泡剂0.05-0.1%，水38-45%。
所述纤维塑凝固化剂由以下质量百分数的物质组成：矿物纤维2-4%，木质纤维1-3%，云母粉3-7%，石膏2-4%，油井G级水泥85-91%。
所述钻井用沥青粉为石油沥青的衍生物，是磺化沥青、阳离子乳化沥青、氧化沥青、改性沥青中的一种或几种。
所述油井水泥消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚酯消泡剂、有机硅改性消泡剂、多元醇类消泡剂中的一种或几种。
所述水矿化度＜2000ppm，密度＜1.01g/cm3。
本发明还提供了一种提高漏失地层承压能力的堵漏浆的制备方法，在容器中加入配方量的水，依次加入配方量的钻井用沥青粉、纤维塑凝固化剂、油井水泥消泡剂，搅拌均匀后即得。
本发明还提供了一种使用所述的提高漏失地层承压能力的堵漏浆的堵漏方法，包括以下步骤：
步骤1）将光钻杆下至漏层井深以上50m，先泵入25-40m3的堵漏浆，再泵入钻井液进行替量，直到堵漏浆在钻具内外的液面达到平衡，停止替入，之后起钻至堵漏浆液面以上100m；
步骤2)关闭封井器的半封闸板，利用泥浆泵4单凡尔进行堵漏浆挤封作业，挤入量为10-35m3，挤封作业结束后，打开封井器的半封闸板，将所有钻具起出井筒完成；其中，堵漏浆挤入量小于堵漏浆泵入量。
步骤2）中挤封作业期间最高挤封套压＜6MPa，最长挤封时间＜3h。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的纤维塑凝固化剂承压挤封堵漏工艺能很好的将水泥与桥塞堵漏材料配制成堵漏浆，并配合堵漏挤封工艺，对漏层进行堵漏。解决了水泥材料无法用钻井队设备配制堵漏浆的难题。
2、本发明对于中型、大型漏失具有良好的堵漏效果，能明显地提高一次堵漏成功率，大幅提高漏层承压能力，降低后期井漏复发几率。因其单次配浆量大，能很好的解决漏层具体位置难以判断的情况下，漏层的堵漏难题。
3、本发明的堵漏浆进入漏层后，不仅具有桥塞堵漏剂的封堵功能，同时具有水泥凝胶的固化胶结功能，可以再漏层裂缝中形成高强度的封堵带，大幅提高堵漏成功率。
4、本发明提供的堵漏工艺配浆方法简单便捷、所需设备均为钻井队原有设备、挤封工艺简单、堵漏时效高、堵漏成本低。
下面将做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明堵漏浆现场配制设备示意图。
图中：1、射流漏斗；2、蝶阀；3、管线；4、泥浆泵；5、循环罐；6、搅拌器。
具体实施方式
本发明提供了一种提高漏失地层承压能力的堵漏浆，由以下质量百分数的物质组成：纤维塑凝固化剂55-60%；钻井用沥青粉1-2%，油井水泥消泡剂0.05-0.1%，水38-45%。
实施例1：
本实施例提供了一种提高漏失地层承压能力的堵漏浆，由以下质量百分数的物质组成：纤维塑凝固化剂55%；钻井用沥青粉2%，油井水泥消泡剂0.1%，水42.9%。
制备过程为：在容器中加入配方量的水，依次加入配方量的钻井用沥青粉、纤维塑凝固化剂、油井水泥消泡剂，搅拌均匀后即得。
本实施例中纤维塑凝固化剂由以下质量百分数的物质组成：矿物纤维4%，木质纤维3%，云母粉5%，石膏3%，油井G级水泥85%。其中，矿物纤维为水镁石纤维，纤维类型为纵纤维，绒长为3-5mm；木质纤维为松木纤维、杨木纤维和榕木纤维的复配物（质量比为1:1:1），纤维长度为2-6mm；云母粉为片岩型云母和粘土岩型云母（质量比为3：1，均为40-80目）；石膏为二水石膏，油井G级水泥为油井G级高抗水泥。制备过程为：步骤1）在干燥环境下，先按照配方量将矿物纤维、木质纤维、云母粉三种材料均匀混拌，并加热至50℃，干燥2h；步骤2）将步骤1）得到的三种材料混合物与配方量的石膏、油井G级水泥均匀混拌，并加热至60℃，干燥1h后，装入具有防潮功能的包装袋内密封，即得纤维塑凝固化剂。
钻井用沥青粉为磺化沥青，磺化沥青型号为FT-1，购自辽宁天意实业股份有限公司；油井水泥消泡剂为有机硅消泡剂，有机硅消泡剂型号为 G603，购自天津中油渤星工程科技有限公司。
实施例2：
本实施例提供了一种提高漏失地层承压能力的堵漏浆，由以下质量百分数的物质组成：纤维塑凝固化剂60%；钻井用沥青粉1%，油井水泥消泡剂0.05%，水38.95%。
制备过程为：在容器中加入配方量的水，依次加入配方量的钻井用沥青粉、纤维塑凝固化剂、油井水泥消泡剂，搅拌均匀后即得。
本实施例中纤维塑凝固化剂由以下质量百分数的物质组成：矿物纤维3%，木质纤维2%，云母粉4%，石膏3%，油井G级水泥88%。其中，矿物纤维为水镁石纤维和石棉纤维（质量比为2:1），纤维类型为纵纤维，绒长为3-5mm；木质纤维为松木纤维，纤维长度为2-6mm；云母粉为片岩型云母、粘土岩型云母和斑岩蚀变型云母的复配物（质量比为2：1：1，均为40-80目）；石膏为二水石膏，油井G级水泥为油井G级低抗水泥。纤维塑凝固化剂制备方法参见实施例1。
钻井用沥青粉由阳离子乳化沥青和氧化沥青按质量比1:1复配而成，阳离子乳化沥青型号为HY-216，购自河北华运鸿业化工有限公司，氧化沥青型号为HF-S，购自四川泓华油气田工程科技有限公司；油井水泥消泡剂为聚醚酯消泡剂和有机硅改性消泡剂按质量比1:2复配而成的复配物，聚醚酯消泡剂相对分子量为3000-3600，产品型号为DF-DFO，购自辽宁天意实业股份有限公司；有机硅改性消泡剂产品型号为HX-4，购自重庆华海石油钻采工程有限公司。
实施例3：
本实施例提供了一种提高漏失地层承压能力的堵漏浆，由以下质量百分数的物质组成：纤维塑凝固化剂58%；钻井用沥青粉1.5%，油井水泥消泡剂0.1%，水40.4%。
制备过程为：在容器中加入配方量的水，依次加入配方量的钻井用沥青粉、纤维塑凝固化剂、油井水泥消泡剂，搅拌均匀后即得。
本实施例中纤维塑凝固化剂由以下质量百分数的物质组成：矿物纤维2%，木质纤维1%，云母粉4%，石膏2%，油井G级水泥92%。其中，矿物纤维为石棉纤维、水镁石纤维、海泡石纤维的复配物（质量比为2：1：1），纤维类型为纵纤维，绒长为3-5mm；木质纤维为松木纤维和杨木纤维（质量比为1：1），纤维长度为2-6mm；云母粉为片岩型云母（40-80目）；石膏为二水石膏，油井G级水泥为油井G级高抗水泥。纤维塑凝固化剂制备方法参见实施例1。
钻井用沥青粉为改性沥青， 产品型号为FT342，购自大庆奥翔钻井泥浆有限公司；油井水泥消泡剂为有机硅消泡剂、有机硅改性消泡剂、多元醇类消泡剂按照质量比2:2:1复配而成的复配物，其中，有机硅消泡剂的产品型号是HY-X，购自四川恒溢石油技术服务有限公司，有机硅改性消泡剂产品型号为JX-208，购自天津市聚贤科贸有限公司，多元醇类消泡剂产品型号是Landy-19L，购自兰德（廊坊）石化环保设备有限公司。
实施例4：
本实施例提供了一种堵漏浆现场制备方法，采用射流漏斗1和循环罐5进行配浆操作，如图1所示，循环罐5中加入定量的水，堵漏浆的各组分按照钻井用沥青粉→纤维塑凝固化剂→油井水泥消泡剂的加料顺序由射流漏斗1加入，打开蝶阀2，在泥浆泵4的作用下，各组分进入循环泵，经搅拌器6搅拌后，沿管线3循环至循环罐5搅拌均匀，之后，关闭蝶阀2，由管线3出口排出使用。
其中，射流漏斗1为石油钻井队常规配浆设备，具有水力射流的能力，可以将固体化工材料与清水进行混合，并分散到水中。
循环罐5为石油钻井队常规配浆设备，长方体铁质罐体，具有储存液体和搅拌液体的能力，可以用于存储配制好的堵漏浆。
实施例5：
本实施例提供了一种堵漏方法，包括以下步骤：
步骤1）将光钻杆下至漏层井深以上50m，先泵入25-40m3的堵漏浆，再泵入钻井液进行替量，直到堵漏浆在钻具内外的液面达到平衡，停止替入，之后起钻至堵漏浆液面以上100m；
步骤2)关闭封井器的半封闸板，利用泥浆泵4单凡尔进行堵漏浆挤封作业，挤入量为10-35m3，挤封作业结束后，打开封井器的半封闸板，将所有钻具起出井筒完成；其中，堵漏浆挤入量小于堵漏浆泵入量。
步骤2）中挤封作业期间最高挤封套压＜6MPa，最长挤封时间＜3h。
实施例6：
现场应用实施例：
本实验的实验地点选在川庆钻探工程有限公司负责的苏里格气田，对鄂54井、鄂60井进行漏层堵漏施工作业。
鄂54井，漏层井深2664m，地层层位：和尚沟，钻井液密度：1.02g/cm3，钻井液粘度：33S，漏层漏速：30-40m3/h，采用凝胶堵漏剂1堵漏3次，纯水泥堵漏3次，均无果，漏速没有降低。采用纤维塑凝固化剂承压挤封堵漏工艺，按照0.7的水灰比配制44m3堵漏浆，泵入漏层30m3，堵漏浆密度1.65g/cm3，挤入漏层18m3，候凝20h，漏层漏速降低为0.5m3/h，判断漏层堵漏成功。对比数据见表1。其中，本实施例堵漏浆为实施例1配制的堵漏浆。
鄂60井，漏层井深2090m，地层层位：延长组，钻井液密度：1.09g/cm3，钻井液粘度：50S，漏层漏速：10-15m3/h，采用桥塞堵漏剂2堵漏2次，纯水泥堵漏3次，均无果，漏速没有降低。采用纤维塑凝固化剂承压挤封堵漏工艺，按照0.7的水灰比配制42m3堵漏浆，泵入漏层25m3，堵漏浆密度1.64g/cm3，挤入漏层16m3，候凝21h，漏层漏速降低为0.3m3/h，判断漏层堵漏成功。对比数据见表1。其中，本实施例堵漏浆为实施例2配制的堵漏浆。
注1：凝胶堵漏剂，该堵漏采用的材料为预交联凝胶，施工过程与纤维塑凝固化剂的堵漏施工过程一致，但是该堵漏方法在漏层无法形成高强度的封堵墙，堵漏效果差。
注2：桥塞堵漏剂，该堵漏采用的材料为单向压力封堵剂、锯末、核桃壳、棉绒和膨润土，施工过程与纤维塑凝固化剂的堵漏施工过程一致，但是该堵漏方法在漏层无法形成高强度的封堵墙，堵漏效果差。
本实施例获得的实验结果如表1所示，利用纤纤维塑凝固化剂承压挤封堵漏工艺配制的堵漏浆能较好的封固漏层孔隙，大幅降低漏层漏速，且一次堵漏成功，而其它堵漏方法多次堵漏均未成功封堵漏层。
表1 纤维塑凝固化剂承压挤封堵漏工艺实验数据
本发明中的纤维塑凝固化剂，矿物纤维、木质纤维和云母粉三者搭配，不同的纤维长度、不同的形状结构，进入漏层裂缝或空隙后，能够形成桥塞结构，在近井壁地带形成堵塞，降低漏失速度。油井G级水泥具有刚性颗粒的特性，可以填充到桥塞结构的微孔隙中，进一步降低堵塞墙的渗透率。同时水泥具有胶结固化的效果，可以将堵塞墙内的矿物纤维、木质纤维和云母固化为一体，提高堵塞墙抗压强度和承压能力。
以上各实施例没有详细叙述的方法和结构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 (8)
1.一种提高漏失地层承压能力的堵漏浆，其特征在于：由以下质量百分数的物质组成：纤维塑凝固化剂55-60%，钻井用沥青粉1-2%，油井水泥消泡剂0.05-0.1%，水38-45%。
2.根据权利要求1所述的一种提高漏失地层承压能力的堵漏浆，其特征在于：所述纤维塑凝固化剂由以下质量百分数的物质组成：矿物纤维2-4%，木质纤维1-3%，云母粉3-7%，石膏2-4%，油井G级水泥85-91%。
3.根据权利要求1所述的一种提高漏失地层承压能力的堵漏浆，其特征在于：所述钻井用沥青粉为石油沥青的衍生物，是磺化沥青、阳离子乳化沥青、氧化沥青、改性沥青中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种提高漏失地层承压能力的堵漏浆，其特征在于：所述油井水泥消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚酯消泡剂、有机硅改性消泡剂、多元醇类消泡剂中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种提高漏失地层承压能力的堵漏浆，其特征在于：所述水矿化度＜2000ppm，密度＜1.01g/cm3。
6.根据权利要求1所述的一种提高漏失地层承压能力的堵漏浆的制备方法，其特征在于：在容器中加入配方量的水，依次加入配方量的钻井用沥青粉、纤维塑凝固化剂、油井水泥消泡剂，搅拌均匀后即得。
7.一种使用权利要求1所述的提高漏失地层承压能力的堵漏浆的堵漏方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）将光钻杆下至漏层井深以上50m，先泵入25-40m3的堵漏浆，再泵入钻井液进行替量，直到堵漏浆在钻具内外的液面达到平衡，停止替入，之后起钻至堵漏浆液面以上100m；
步骤2)关闭封井器的半封闸板，利用泥浆泵4单凡尔进行堵漏浆挤封作业，挤入量为10-35m3，挤封作业结束后，打开封井器的半封闸板，将所有钻具起出井筒完成；其中，堵漏浆挤入量小于堵漏浆泵入量。
8.根据权利要求6所述的一种堵漏方法，其特征在于：步骤2）中挤封作业期间最高挤封套压＜6MPa，最长挤封时间＜3h。
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