CN107011875A - 一种钻井液用裂缝封堵剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是一种钻井液用裂缝封堵剂及其制备方法,在钻井液中添加本封堵剂能够在发生井漏时对地层裂缝进行有效封堵,提高裂缝性地层的井壁稳定性和油层保护效果。一种钻井液用裂缝封堵剂,本封堵剂以100重量份计,由以下组分组成:海泡石31~35重量份;酸溶纤维20~25重量份;碳酸钙29~36重量份;无机盐5~8重量份;表面活性剂1~4重量份。其制备方法是:首先将表面活性剂混入碳酸钙中,混合过程中控制表面活性剂的混入速度,混合均匀,然后依次混入海泡石、酸溶纤维和无机盐,搅拌至混合均匀,即得到所述钻井液用裂缝封堵剂。本发明具有选材容易、成本低廉,制备工艺简单,有效降低了制造成本。可快速堵漏,堵漏效果显著等优点。
Description
技术领域
本发明涉及石油工业钻井液中的添加剂,特别是一种钻井液用裂缝封堵剂及其制备方法。在钻井液中添加本封堵剂能够在发生井漏时对地层裂缝进行有效封堵,提高裂缝性地层的井壁稳定性和油层保护效果。
背景技术
在钻井作业中遇到的各种复杂情况中,井漏是影响钻井作业安全最严重的问题之一,若处理不当将会严重制约勘探开发效益。据资料统计,目前全世界一半以上的石油天然气产量来自天然裂缝性油气藏,裂缝性油气藏将是未来油气增储上产的主攻方向之一。在裂缝性地层钻井施工过程中,极易发生漏失,钻井过程中必须提高钻井液对裂缝性地层的防漏和堵漏能力。通常采用的封堵剂主要有两种:1、不同颗粒大小的刚性颗粒,该刚性颗粒不包括海泡石;2、酸溶纤维等软性封堵材料。常规的封堵材料都能够在裂缝中形成封堵层,但是存在封堵强度不高、封堵时间不长、容易损害产层、影响投产后的产量等负面影响。
目前,国内一些石油工作者已经开展了一些既能够提高封堵效果又有利于油层保护的堵漏技术研究。如申请号为CN201510170095.6的发明专利,公开了一种用作堵漏剂的可自固化组合物,包含:羟基化合物、有机酸和异氰酸酯基化合物。当该聚合物被注入到需堵漏的部位,如近井壁大孔隙或稠油通道中时,其在地层压力和温度下自行固化变硬,封堵大孔隙漏失层或封堵稠油污染通道或隔离近井壁稠油层,实现封堵目的,切断钻井液漏失通道或稠油污染源,彻底解决钻井液漏失或稠油侵害钻井液的问题,可保证钻井工作顺利进行。该堵漏剂主要用于大孔隙漏失等恶性漏失,对于漏失速度较小的裂缝性漏失难以发挥作用,且该聚合物堵漏剂在使用过程中要求必须精确测定地层温度和压力。申请号为CN201610826124.4的发明专利,公开了一种高承压无交联超分子复合凝胶堵漏剂及其制备方法,以重量份数计,所述凝胶堵漏剂包括以下组分:非离子单体83~90份、阴离子单体2~4份、阳离子单体7~10份、生物多糖1~3份、引发剂0.001~0.005份。制备方法为:将阴离子单体放入盛有水的三口圆底烧瓶中调节pH值,然后加入非离子单体,搅拌均匀后加入引发剂,密闭条件下加热反应,再加入阳离子单体,继续反应;然后剪碎、烘干、粉碎,得到白色固体粉末。将生物多糖与白色固体粉末混合均匀,即为目标产物。本发明所述的高承压无交联超分子复合凝胶堵漏剂,溶于水后配成的堵漏剂形成连续的空间网架结构,提高了堵漏剂的承压能力和强度,不易重复漏失。该堵漏剂通过化学合成制备而成,对处理剂原材料和反应过程要求较高。申请号为CN201510553147.8的发明专利,公开了一种高分子凝胶堵漏剂及其制备方法,该高分子凝胶堵漏剂由如下物质反应后制得:40~85wt.%的聚丙烯酸钠、9~50wt.%的壳聚糖、3~20wt.%的引发剂、1~10wt.%的交联剂。其制备方法包括如下步骤:1)将聚丙烯酸钠、交联剂混合研磨至粉末;2)将壳聚糖溶于乙酸溶液,加入引发剂反应,再加入上述粉末;3)在40~80℃条件下恒温加热,在pH值为11~13的条件下反应,取出凝胶物质,干燥,粉碎,得到高分子凝胶堵漏剂。该高分子凝胶堵漏剂,具有吸水膨胀率高、滞留能力强和保水率高的特点,能有效满足大孔道、天然裂缝和溶洞漏失的堵漏需求且制备方法简单,易于实现。该堵漏剂通过化学合成制备而成,主要用于大孔道、天然裂缝和溶洞漏失的堵漏,对于漏失速度较小的恶性漏失难以发挥堵漏作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种钻井液用裂缝封堵剂及其制备方法,在发生井漏时能够对地层裂缝进行有效封堵,提高裂缝性地层的井壁稳定性以及对油层的保护效果。
为了达到本发明的目的,本发明提供了以下技术方案:
一种钻井液用裂缝封堵剂,本封堵剂以100重量份计,由以下组分组成:
海泡石 31~35重量份;
酸溶纤维 20~25重量份;
碳酸钙 29~36重量份;
无机盐 5~8重量份;
表面活性剂 1~4重量份。
一种钻井液用裂缝封堵剂的制备方法是:首先将表面活性剂混入碳酸钙中,混合过程中控制表面活性剂的混入速度,混合均匀,然后依次混入海泡石、酸溶纤维和无机盐,搅拌至混合均匀,即得到所述钻井液用裂缝封堵剂。
与现有技术相比本发明具有如下优点:
海泡石是一种具有层链状结构的含水富镁硅酸盐黏土矿物,斜方晶系或单斜晶系,一般呈块状、土状或纤维状集合体。硬度2~3级,密度2~2.5g/cm3,干燥状态下性脆,收缩率低,可塑性好,比表面积大,吸附性强, 是公认的吸附能力最强的粘土矿物。并且有极高的热稳定性,耐高温性可达1500~1700℃,抗盐性也非常强,非常适合作为封堵剂的主要成分用于防漏、堵漏施工。碳酸钙是一种无机化合物,呈中性,基本上不溶于水,溶于盐酸,因而其适合作为酸溶封堵剂进行油层堵漏施工。本发明以海泡石、酸溶纤维、碳酸钙和无机盐为主要成份,其选材容易、原材料来源广泛,成本低廉,制备工艺简单,有效降低了制造成本。可快速堵漏,堵漏效果显著,可避免重复漏失的优点,且可以在钻井过程中直接加入到钻井液中,用于油气层的堵漏施工。
本发明的封堵剂是在室内利用DL-A型高温高压堵漏模拟实验装置测试,本封堵剂在钻井液中加量5%,温度120°时,其承压能力达到12MPa,体现了在高温下优良的封堵能力。同时为了验证其室内实验结果,本封堵剂在重庆市涪陵区永兴1井进行现场试验,该井从2256m至3335m累积发生9次漏失,均为裂缝性漏失,使用本发明封堵剂进行堵漏,堵漏成功率达到100%,且未再发生重复漏失。其堵漏效果显著,具有很好的使用效果并能产生显著的经济效益。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明,但本发明的保护范围并不限于以下实施例。
一种钻井液用裂缝封堵剂,本封堵剂以100重量份计,由以下组分组成:
海泡石 31~35重量份;
酸溶纤维 20~25重量份;
碳酸钙 29~36重量份;
无机盐 5~8重量份;
表面活性剂 1~4重量份。
所述无机盐为氯化钠、氯化钾中的一种或者其组合。
所述表面活性剂为SP-80、Tween20、聚乙二醇中的一种或者是前述表面活性剂的任意组合。如:SP-80和Tween20、聚乙二醇和SP-80、Tween20和聚乙二醇,等等。
所述海泡石的优选含量为35重量份。
所述酸溶纤维的优选含量为20重量份。
所述碳酸钙的优选含量为36重量份。
所述无机盐的优选含量为5重量份。
所述表面活性剂的优选含量为4重量份。
一种钻井液用裂缝封堵剂的制备方法,是:首先将表面活性剂混入碳酸钙中,混合过程中控制表面活性剂的混入速度,混合均匀;然后依次混入海泡石、酸溶纤维和无机盐,搅拌至混合均匀。
所述将表面活性剂混入碳酸钙中时,当选用二种以上表面活性剂时,要分别将所选用的表面活性剂混入碳酸钙中并在各个表面活性剂的混合过程中分别控制其混入的速度,混合均匀。
本发明的实施例如下:
实施例1
本实施例中钻井液用封堵剂包括以下组分:
海泡石 35重量份;
酸溶纤维 20重量份;
碳酸钙 36重量份;
氯化钠 3重量份;
氯化钾 2重量份;
SP-80 2重量份;
聚乙二醇 2重量份。
其制备方法和步骤如下:
将SP-80混入碳酸钙中,混合过程中控制SP-80的混入速度,混合均匀。
将聚乙二醇混入上述混合物中,混合过程中控制聚乙二醇的混入速度,混合均匀。
依次混入海泡石、酸溶纤维、氯化钠和氯化钾,搅拌至混合均匀,即得到所述钻井液用裂缝封堵剂。
本实施例是优选实施例,本实施例中的封堵剂是在室内利用DL-A型高温高压堵漏模拟实验装置测试,DL-A型高温高压堵漏模拟实验装置的专利号是ZL201020100879.4。本封堵剂在钻井液中加量5%,温度120°时承压能力达到12MPa,体现了在高温下优良的封堵能力。
实施例2
本实施例中钻井液用封堵剂包括以下组分:
海泡石 31重量份;
酸溶纤维 25重量份;
碳酸钙 35重量份;
氯化钠 8重量份;
Tween20 1重量份。
其制备方法和步骤如下:
将Tween20混入碳酸钙中,混合过程中控制Tween20的混入速度,混合均匀。
依次混入海泡石、酸溶纤维和氯化钠,搅拌至混合均匀,即得到所述钻井液用裂缝封堵剂。
本实施例中的封堵剂是在室内利用DL-A型高温高压堵漏模拟实验装置测试,本封堵剂在钻井液中加量5%,温度120°时承压能力达到11.4MPa,体现了在高温下优良的封堵能力。
实施例3
本实施例中钻井液用封堵剂包括以下组分:
海泡石 35重量份;
酸溶纤维 24重量份;
碳酸钙 29重量份;
氯化钠 5重量份;
氯化钾 3重量份;
Tween20 2重量份;
聚乙二醇 2重量份。
其制备方法和步骤如下:
将Tween20混入碳酸钙中,混合过程中控制Tween20的混入速度,混合均匀。
将聚乙二醇混入上述混合物中,混合过程中控制聚乙二醇的混入速度,混合均匀。
依次混入海泡石、酸溶纤维、氯化钠和氯化钾,搅拌至混合均匀,即得到所述钻井液用裂缝封堵剂。
本实施例中的封堵剂是在室内利用DL-A型高温高压堵漏模拟实验装置测试,本封堵剂在钻井液中加量5%,温度120°时承压能力达到11.2MPa,体现了在高温下良好的封堵能力。
实施例4
本实施例中钻井液用封堵剂包括以下组分:
海泡石 32重量份;
酸溶纤维 24重量份;
碳酸钙 34重量份;
氯化钾 6重量份;
聚乙二醇 4重量份。
其制备方法和步骤如下:
将聚乙二醇混入碳酸钙中,混合过程中控制聚乙二醇的混入速度,混合均匀。
依次混入海泡石、酸溶纤维和氯化钾,搅拌至混合均匀,即得到所述钻井液用裂缝封堵剂。
本实施例中的封堵剂是在室内利用DL-A型高温高压堵漏模拟实验装置测试,本封堵剂在钻井液中加量5%,温度120°时承压能力达到11.4MPa,体现了在高温下优良的封堵能力。
实施例5
本实施例中钻井液用封堵剂包括以下组分:
海泡石 35重量份;
酸溶纤维 25重量份;
碳酸钙 30重量份;
氯化钠 7重量份;
氯化钾 1重量份;
SP-80 2重量份。
其制备方法和步骤如下:
将SP-80混入碳酸钙中,混合过程中控制SP-80的混入速度,混合均匀。
依次混入海泡石、酸溶纤维、氯化钠和氯化钾,搅拌至混合均匀,即得到所述钻井液用裂缝封堵剂。
本实施例中的封堵剂是在室内利用DL-A型高温高压堵漏模拟实验装置测试,本封堵剂在钻井液中加量5%,温度120°时承压能力达到10.2MPa,体现了在高温下较好的封堵能力。
本发明绝不仅限于上述实施例,凡使用本发明的设计思路得出的其它实施例及其改进均属于本发明的保护范畴。
Claims (10)
1.一种钻井液用裂缝封堵剂,本封堵剂以100重量份计,由以下组分组成:
海泡石 31~35重量份;
酸溶纤维 20~25重量份;
碳酸钙 29~36重量份;
无机盐 5~8重量份;
表面活性剂 1~4重量份。
2.如权利要求1所述的一种钻井液用裂缝封堵剂,其特征是,所述无机盐为氯化钠、氯化钾中的一种或者其组合。
3.如权利要求1所述的一种钻井液用裂缝封堵剂,其特征是,所述表面活性剂为SP-80、Tween20、聚乙二醇中的一种或者是前述表面活性剂的任意组合。
4.如权利要求1所述的一种钻井液用裂缝封堵剂,其特征是,所述海泡石的含量为35重量份。
5.如权利要求1所述的一种钻井液用裂缝封堵剂,其特征是,所述酸溶纤维的含量为20重量份。
6.如权利要求1所述的一种钻井液用裂缝封堵剂,其特征是,所述碳酸钙的含量为36重量份。
7.如权利要求1所述的一种钻井液用裂缝封堵剂,其特征是,所述无机盐 的含量为5重量份。
8.如权利要求1所述的一种钻井液用裂缝封堵剂,其特征是,所述表面活性剂的含量为4重量份。
9.如权利要求1所述一种钻井液用裂缝封堵剂的制备方法是:
首先将表面活性剂混入碳酸钙中,混合过程中控制表面活性剂的混入速度,混合均匀;然后依次混入海泡石、酸溶纤维和无机盐,搅拌至混合均匀。
10.如权利要求9所述一种钻井液用裂缝封堵剂的制备方法,其特征是,所述将表面活性剂混入碳酸钙中时,当选用二种以上表面活性剂时,要分别将所选用的表面活性剂混入碳酸钙中并在各个表面活性剂的混合过程中分别控制其混入的速度,混合均匀。
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