CN106634898A - 一种油基钻井液用随钻堵漏剂、制备方法及应用 - Google Patents

一种油基钻井液用随钻堵漏剂、制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种油基钻井液用随钻堵漏剂、制备方法及应用。堵漏剂包括：片状材料，细度小于200目；颗粒材料，细度小于200目；纤维材料，细度小于100目；弹性材料，细度小于100目；片状材料、颗粒材料、纤维材料和弹性材料的重量比为(2-5):(4-8):(2-5):(0.5-3)。本发明的油基钻井液用随钻堵漏剂，可以提高砂床和小裂缝的封堵效果。随钻堵漏剂加入油基钻井液中，在20-40目砂床中，滤液浸入深度小于3cm；封堵0.5mm裂缝，承压能力大于7MPa。

Description

一种油基钻井液用随钻堵漏剂、制备方法及应用
技术领域
本发明涉及钻井堵漏剂领域，进一步地说，是涉及一种油基钻井液用随钻堵漏剂、制备方法及应用。
背景技术
国内页岩气井钻井施工过程中，储层段所用的钻井液为油基钻钻井液，油基钻井液成本较高，达到1万元/方左右。油基钻井液钻进过程中，日常消耗量高的话，会大大增加钻井成本，因此，需要在钻进过程中，随钻加入一定量的随钻堵漏材料，封堵小裂隙，防止油基钻井液渗漏，降低渗透性日常消耗。
目前，国内外专门用于油基钻井液的随钻堵漏材料较少，油基钻井液所用的随钻堵漏材料大多是水基钻井液中的随钻堵漏材料，这些材料加入油基钻井液中，会引起油基钻井液粘度升高、随钻封堵效果不好等后果。因此，需要针对油基钻井液，开发相适应的随钻堵漏材料，加强与油基钻井液的兼容性，降低渗透性漏失，降低日常消耗量，节约钻井成本。
发明内容
为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种油基钻井液用随钻堵漏剂、制备方法及应用。本发明的堵漏剂可以加强与油基钻井液的兼容性，降低渗透性漏失，降低日常消耗量，节约钻井成本。
本发明的目的之一是提供一种油基钻井液用随钻堵漏剂，所述堵漏剂包括：
所述片状材料、颗粒材料、纤维材料和弹性材料的重量比为(1-8):(2-10):(1-8):(0.2-4)，优选为(2-5):(4-8):(2-5):(0.5-3)，进一步优选为(3-5):(4-7):(2-4):(1-3)；
其中，所述片状材料为云母和/或蛭石；所述颗粒材料为碳酸钙和/或硫酸钡；所述纤维材料为水镁石纤维、海泡石纤维和石棉纤维中的至少一种；所述弹性材料为丁苯橡胶、乙丙橡胶和丁腈橡胶中的至少一种。
根据油基钻井液滤失量小、润滑性好的特点，优选与油基钻井液兼容的片状材料、颗粒材料、纤维材料和弹性材料，进行合理的搭配，利用颗粒材料、片状材料和纤维材料形成封堵层，利用弹性材料提高封堵层的致密性和滞留能力，保证封堵效果。
本发明的目的之二是提供一种油基钻井液用随钻堵漏剂的制备方法。包括：
将上述组分按上述用量搅拌混合后制得所述油基钻井液用随钻堵漏剂。所述组分和用量如上所述。
本发明的目的之三是提供一种油基钻井液用随钻堵漏剂在油基钻井液中的应用。
以油基钻井液100重量份计，所述堵漏剂的用量优选为1-10重量份，进一步优选为3-5重量份。
本发明的油基钻井液用随钻堵漏剂，可以提高砂床和小裂缝的封堵效果。随钻堵漏剂加入油基钻井液中，在20-40目砂床中，滤液浸入深度小于3cm；封堵0.5mm裂缝，承压能力大于7MPa。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
以下组分均为重量份，各组分明细及来源如下：
云母、蛭石：细度小于200目，市售可得；
碳酸钙、硫酸钡：粉末，细度小于200目，市售可得；
水镁石纤维、海泡石纤维、石棉纤维：细度小于100目，市售可得；
丁苯橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶：粉末，细度小于100目，市售可得；
除以上组分外，以下实施例对比例涉及的其他组分均为市售。
基浆配方为：柴油为100份，有机土为3份，乳化剂为2.5份，降滤失剂为4份，CaCl2水溶液为25份，CaO为2份。配制时，取一定量的柴油，加入一定量的乳化剂，在12000rpm转速下高搅20min，然后加入一定浓度的氯化钙水溶液，高速搅拌40min充分乳化，再依次加入有机土、CaO和降滤失剂，每种处理剂加入后在12000rpm转速下高搅20min，所有处理剂添加完毕后再充分搅拌20min，使各处理剂充分分散、体系乳化均匀。
以下实施例对比例所用实验仪器为FA无渗透滤失仪(测浸入深度)、ZNN-D6型六速旋转粘度计(测粘度)和DLM-01型堵漏模拟装置(测0.5mm裂缝承压能力)
实施例1
堵漏剂组成：云母2g；碳酸钙4g；水镁石纤维2g；丁苯橡胶0.5g。
将2g云母、4g碳酸钙、2g水镁石纤维和0.5g丁苯橡胶混拌均匀后，制成堵漏剂，按体积质量比(油基钻井液的体积：堵漏剂质量)100：3称取堵漏剂，加入基浆中，在搅拌机上搅拌20min，制成堵漏浆备用。用六速旋转粘度计测堵漏浆六速后，取500mL倒入FA无渗透滤失仪20-40目砂床中，缓慢加压至0.7MPa，稳压30min后，滤液浸入深度为3cm；取2000mL加入堵漏模拟装置中(堵漏模块用0.5mm裂缝模板)，用氮气缓慢加压，加压至7MPa，稳压30min，压降0.3MPa。
实施例2
堵漏剂组成：蛭石3g；硫酸钡5g；水镁石纤维3g；乙丙橡胶1g。
将3g蛭石、5g硫酸钡、3g水镁石纤维和1g乙丙橡胶混拌均匀后，制成堵漏剂，按体积质量比(油基钻井液的体积：堵漏剂质量)100：3称取堵漏剂，加入基浆中，在搅拌机上搅拌20min，制成堵漏浆备用。用六速旋转粘度计测堵漏浆六速后，取500mL倒入FA无渗透滤失仪20-40目砂床中，缓慢加压至0.7MPa，稳压30min后，滤液浸入深度为2.8cm；取2000mL加入堵漏模拟装置中(堵漏模块用0.5mm裂缝模板)，用氮气缓慢加压，加压至7MPa，稳压30min，压降0.2MPa。
实施例3
堵漏剂组成：云母5g；硫酸钡6g；海泡石纤维4g；丁腈橡胶1.5g。
将5g云母、6g硫酸钡、4g海泡石矿物纤维和1.5g丁腈橡胶混拌均匀后，制成堵漏剂，按体积质量比(油基钻井液的体积：堵漏剂质量)100：3称取堵漏剂，加入基浆中，在搅拌机上搅拌20min，制成堵漏浆备用。用六速旋转粘度计测堵漏浆六速后，取500mL倒入FA无渗透滤失仪20-40目砂床中，缓慢加压至0.7MPa，稳压30min后，滤液浸入深度为2.6cm；取2000mL加入堵漏模拟装置中(堵漏模块用0.5mm裂缝模板)，用氮气缓慢加压，加压至7MPa，稳压30min，压降0.2MPa。
实施例4
堵漏剂组成：云母5g；碳酸钙7g；石棉纤维4g；丁腈橡胶2g。
将5g云母、7g碳酸钙、4g石棉纤维和2g丁腈橡胶混拌均匀后，制成堵漏剂，按体积质量比(油基钻井液的体积：堵漏剂质量)100：3称取堵漏剂，加入基浆中，在搅拌机上搅拌20min，制成堵漏浆备用。用六速旋转粘度计测堵漏浆六速后，取500mL倒入FA无渗透滤失仪20-40目砂床中，缓慢加压至0.7MPa，稳压30min后，滤液浸入深度为2.4cm；取2000mL加入堵漏模拟装置中(堵漏模块用0.5mm裂缝模板)，用氮气缓慢加压，加压至7MPa，稳压30min，压降0.3MPa。
实施例5
堵漏剂组成：云母5g；碳酸钙8g；海泡石纤维5g；乙丙橡胶3g。
将5g云母、8g碳酸钙、5g海泡石纤维和3g乙丙橡胶混拌均匀后，制成堵漏剂，按体积质量比(油基钻井液的体积：堵漏剂质量)100：4称取堵漏剂，加入基浆中，在搅拌机上搅拌20min，制成堵漏浆备用。用六速旋转粘度计测堵漏浆六速后，取500mL倒入FA无渗透滤失仪20-40目砂床中，缓慢加压至0.7MPa，稳压30min后，滤液浸入深度为2.0cm；取2000mL加入堵漏模拟装置中(堵漏模块用0.5mm裂缝模板)，用氮气缓慢加压，加压至7MPa，稳压30min，压降0.2MPa。
对比例1
堵漏剂组成：基浆。
用六速旋转粘度计测堵漏浆六速后，取500mL倒入FA无渗透滤失仪20-40目砂床中，缓慢加压至0.7MPa，完全滤失；取2000mL加入堵漏模拟装置中(堵漏模块用0.5mm裂缝模板)，用氮气缓慢加压，加压至1.5MPa，压力再上升，不能稳压，并缓慢降至0MPa。
对比例2：
堵漏剂组成：基浆+碳酸钙。
按体积质量比(油基钻井液的体积：碳酸钙质量)100：5称取碳酸钙，加入基浆中，在搅拌机上搅拌20min，倒入事先准备好的FA无渗透滤失仪20-40目砂床中，缓慢加压至0.7MPa，稳压30min后，滤液浸入深度为8.5cm；取2000mL加入堵漏模拟装置中(堵漏模块用0.5mm裂缝模板)，用氮气缓慢加压，加压至3.5MPa，压力再上升，不能稳压，并缓慢降至0MPa。
对各实施例和对比例的堵漏剂性能进行评估，总结于表1中。
表1
从表1中数据可以看出，油基钻井液中加入随钻堵漏剂后，对油基钻井液流变性影响不大，不会引起粘度增加而造成环空压耗增加，保证井下安全。相对于碳酸钙，油基随钻堵漏剂砂床滤失量更小，能够减小滤失量，降低钻井液成本。对于0.5mm裂缝，加入油基随钻堵漏剂后，承压能力可以达到7.0MPa以上，实钻中可以提高地层的承压能力，减小漏失机率，降低钻井液成本。

Claims (9)

1.一种油基钻井液用随钻堵漏剂，其特征在于所述堵漏剂包括：
所述片状材料、颗粒材料、纤维材料和弹性材料的重量比为(1-8):(2-10):(1-8):(0.2-4)；
其中，所述片状材料为云母和/或蛭石；所述颗粒材料为碳酸钙和/或硫酸钡；所述纤维材料为水镁石纤维、海泡石纤维和石棉纤维中的至少一种；所述弹性材料为丁苯橡胶、乙丙橡胶和丁腈橡胶中的至少一种。
2.如权利要求1所述的油基钻井液用随钻堵漏剂，其特征在于：
所述片状材料、颗粒材料、纤维材料和弹性材料的重量比为(2-5):(4-8):(2-5):(0.5-3)。
3.如权利要求2所述的油基钻井液用随钻堵漏剂，其特征在于：
所述片状材料、颗粒材料、纤维材料和弹性材料的重量比为(3-5):(4-7):(2-4):(1-3)。
4.一种油基钻井液用随钻堵漏剂的制备方法，其特征在于：所述方法包括：
将以下组分按所述用量搅拌混合后制得所述油基钻井液用随钻堵漏剂，
所述片状材料、颗粒材料、纤维材料和弹性材料的重量比为(1-8):(2-10):(1-8):(0.2-4)；
其中，所述片状材料为云母和/或蛭石；所述颗粒材料为碳酸钙和/或硫酸钡；所述纤维材料为水镁石纤维、海泡石纤维和石棉纤维中的至少一种；所述弹性材料为丁苯橡胶、乙丙橡胶和丁腈橡胶中的至少一种。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：
所述片状材料、颗粒材料、纤维材料和弹性材料的重量比为(2-5):(4-8):(2-5):(0.5-3)。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：
所述片状材料、颗粒材料、纤维材料和弹性材料的重量比为(3-5):(4-7):(2-4):(1-3)。
7.权利要求1-3中任意一项所述的油基钻井液用随钻堵漏剂、或权利要求4-6中任意一项所述的方法制得的堵漏剂在油基钻井液中的应用。
8.如权利要求7所述的油基钻井液用随钻堵漏剂在油基钻井液中的应用，其特征在于：
以油基钻井液100重量份计，钻堵漏剂的用量为1-10重量份。
9.如权利要求8所述的油基钻井液用随钻堵漏剂在油基钻井液中的应用，其特征在于：
以油基钻井液100重量份计，钻堵漏剂的用量为3-5重量份。
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