CN107011878A - 一种复合堵漏剂及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合堵漏剂及其制备工艺，该堵漏剂包括方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒、非渗透处理剂及矿物纤维，所述方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒、非渗透处理剂及矿物纤维的质量占比分别为19～21％、11～12％、19～21％、19～21％、4～5％、20～23％；该堵漏剂制备工艺包括步骤为：混合：先将方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒及非渗透处理剂按所述质量占比混合均匀；搅拌：将制备的混合物与矿物纤维，按所述质量之比搅拌均匀，即得成品。本发明复合堵漏剂具有粒度级配合理，能封堵3mm以内漏失通道承压能力高，该复合堵漏剂为一袋式堵漏产品，现场操作简便。

Description

一种复合堵漏剂及其制备工艺
技术领域
本发明涉及石油钻井堵漏技术领域，尤指一种复合堵漏剂及其制备工艺。
背景技术
井漏是钻井工程中常见的井内复杂情况，多数钻井过程都有不同程度的漏失。严重的井漏会导致井内压力下降，影响正常钻井、引起井壁失稳、诱发地层流体涌入井筒并井喷，造成巨大的经济损失。
实践表明，常规的桥塞堵漏材料在处理裂缝型、孔洞型等复杂漏失时，存在以下局限性：一是堵漏材料颗粒粒径与地层裂缝或孔隙的匹配问题难以准确把握；二是堵漏材料在井筒周围的漏层驻留能力差，易与地层流体相混，堵漏浆很难在井筒周围形成足够强度的封堵体，降低堵漏效果，堵漏一次成功率较低。需要研发一种既能提高堵漏成功率，又能降低堵漏成本的高效复合堵漏剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合堵漏剂及其制备工艺，该堵漏剂具有抗高温、耐高压能力，粒度级配较好、制备工艺简单、现场操作简便。
为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种复合堵漏剂，其中包括方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒、非渗透处理剂及矿物纤维，所述方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒、非渗透处理剂及矿物纤维的质量占比分别为19～21％、11～12％、19～21％、19～21％、4～5％、20～23％。
本发明复合堵漏剂，其中所述的方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒及非渗透处理剂组成的混合物与矿物纤维的质量之比为77∶23。
本发明复合堵漏剂，其中所述矿物纤维的直径为40-50μm，长度为0.28-1mm。
一种根据所述的复合堵漏剂制备工艺，其中包括以下步骤：
(1)混合：先将方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒及非渗透处理剂按所述质量占比混合均匀；
(2)搅拌：将步骤(1)制备的混合物与矿物纤维，按所述质量之比搅拌均匀，即得成品。
本发明复合堵漏剂制备工艺，其中所述步骤(1)中配方的粒度按质量百分比的分布为：小于0.3mm的粒度占25～30％、0.3～0.6mm的粒度占12～15％、0.6～1mm的粒度占13～16％、1～2mm的粒度占28～32％，2～2.8mm的粒度占8～12％、大于2.8mm的粒度占3～5％。
本发明复合堵漏剂制备工艺，其中所述步骤(2)采用搅拌机进行搅拌。
采用上述方案后，本发明复合堵漏剂中通过使用高强度热固性薄片材料，高强度热固性薄片材料片状易嵌入，容易进入喉道而卡喉、且高温278℃稳定性好，承压能力高达14MPa；通过采用核桃壳与高强度热固性薄片材料的复配使用，在承压堵漏成功后，虽核桃壳在井下随水分会膨胀，承压能力会因此减弱，但高强度热固性薄片材料会弥补核桃壳的不足，避免了后期的堵漏失效；通过采用矿物纤维作为复合堵漏剂的复配组分，利用石棉绒在架桥颗粒间的填充作用，为堵漏剂的卡喉、填充、夯实提供了自然屏障；本发明复合堵漏剂的制备工艺简单；将本发明复合堵漏剂应用于钻井中出现的小漏、中型现象，能有效封堵开口尺寸≤5mm的裂缝及孔道，其具有良好的配伍性，适用于不同钻体系、不同密度的钻井液，且操作简便。
具体实施方式
实施例1：
本发明一种复合堵漏剂，包括方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒、非渗透处理剂以及矿物纤维，其中方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒及非渗透处理剂所占质量占比分别为20％、12％、20％、20％、5％，方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒及非渗透处理剂所组成的混合物与矿物纤维的质量之比77∶23，矿物纤维直径为40-50μm，长度在0.28-1mm之间。
所述复合堵漏剂制备工艺，包括如下步骤：
(1)混合：先将20g方解石颗粒、12g石灰石粉、20g高强度热固性薄片材料、20g核桃壳颗粒、5g非渗透处理剂混合均匀；
(2)筛分计算：将步骤(1)混合均匀的样品进行筛分，计算出粒度分布并与配方粒度分布计算表数据进行对比；
(3)搅拌：将步骤(1)制备的混合样77g与23g矿物纤维中搅拌均匀即可，即为成品；
(4)筛分计算：将步骤(3)成品进行筛分，计算出粒度分布并与配方粒度分布表1数据进行对比分析。
实施例2：
本发明一种复合堵漏剂，包括方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒、非渗透处理剂以及矿物纤维，其中方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒及非渗透处理剂所占质量占比分别为19％、11％、21％、21％、5％，方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒及非渗透处理剂所组成的混合物与矿物纤维的质量之比77∶23，矿物纤维直径为40-50μm，长度在0.28-1mm之间。
所述复合堵漏剂制备工艺，包括如下步骤：
(1)混合：先将19g方解石颗粒、11g石灰石粉、21g高强度热固性薄片材料、21g核桃壳颗粒、5g非渗透处理剂混合均匀；
(2)筛分计算：将步骤(1)混合均匀的样品进行筛分，计算出粒度分布并与配方粒度分布计算表数据进行对比；
(3)搅拌：将步骤(1)制备的混合样77g与23g矿物纤维中搅拌均匀即可，即为成品；
(4)筛分计算：将步骤(3)成品进行筛分，计算出粒度分布并与配方粒度分布表1数据进行对比分析，粒度分布表1见实施例1。
实施例3：
本发明一种复合堵漏剂，包括方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒、非渗透处理剂以及矿物纤维，其中方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒及非渗透处理剂所占质量占比分别为21％、11％、21％、19％、5％，方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒及非渗透处理剂所组成的混合物与矿物纤维的质量之比77∶23，矿物纤维直径为40-50μm，长度在0.28-1mm之间。
所述复合堵漏剂制备工艺，包括如下步骤：
(1)混合：先将21g方解石颗粒、11g石灰石粉、21g高强度热固性薄片材料、19g核桃壳颗粒、5g非渗透处理剂混合均匀；
(2)筛分计算：将步骤(1)混合均匀的样品进行筛分，计算出粒度分布并与配方粒度分布计算表数据进行对比；
(3)搅拌：将步骤(1)制备的混合样77g与23g矿物纤维中搅拌均匀即可，即为成品；
(4)筛分计算：将步骤(3)成品进行筛分，计算出粒度分布并与配方粒度分布表1数据进行对比分析，粒度分布表1见实施例1。
上述实施例1、2、3中，使用时，根据现场具体漏失情况决定使用加量，一般加量在3-24％(体积质量百分比，即复合堵漏剂质量浓度为30-240kg/m3)，复合堵漏剂通过加重漏斗处混入泥浆罐，待搅拌均匀后即为所配复合堵漏浆，通过泵送至漏失段进行承压封堵，即为矿物纤维架桥、大颗粒卡喉、小颗粒填充、压差夯实而进行有效的封堵。小型漏失加量在3-6％、中等型漏失加量在9-12％、大型漏失及恶性漏失加量在15-24％。
分别取等量实施例1样品至实施例3样品，混合均匀后进行如下测试：
1、粒度分布测试(见粒度分步表1)：
粒度，mm ＜0.3 0.3～0.6 0.6～1 1～2 2～2.8 2.8～3.35 3.35～4.75
质量百分比，％ 27.84 13.75 15.06 29.82 10.13 1.74 1.64
测试结果表明，本发明的粒度分布具有较好的级配性，能有效的加入裂缝或孔道实现封堵。
2、承压能力测试：
向坂土浆中(6％坂土+0.25％Na2CO3+0.2％黄原胶)分别加入3％、6％、15％、24％复合堵漏剂进行1mm、2mm、3mm缝板承压能力测试，测试结果见表2：
实验结果表明：本发明具有良好的封堵承压能力。
3、抗压强度测试：
称取一定质量经筛分(10-20目)后的堵漏剂于承压装置内，用液压泵加一定的压力、稳压10min，卸压后，筛分加压后的堵漏剂并称重，计算破碎率。堵漏剂在清水中150℃滚动老化16h，烘干后过滤，按相同方法进行测试，并计算老化后的破碎率，测试结果见表3：
实验结果表明：本发明具有较好的抗压强度。
另外由于本发明堵漏剂独特的片状设计更有利于锲入裂缝，具有很好的化学稳定性和抗高温高压性能，在钻井液中使用安全、有效，与水泥浆的兼容性好，并能以较小的加入量达到最佳的封堵效果，有效提高地层承压能力。
以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种复合堵漏剂，其特征在于，包括方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒、非渗透处理剂及矿物纤维，所述方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒、非渗透处理剂及矿物纤维的质量占比分别为19～21％、11～12％、19～21％、19～21％、4～5％、20～23％。
2.根据权利要求1所述的复合堵漏剂，其特征在于，所述的方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒及非渗透处理剂所组成的混合物与矿物纤维的质量之比为77∶23。
3.根据权利要求1或2所述的复合堵漏剂，其特征在于，所述矿物纤维的直径为40-50μm，长度为0.28-1mm。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述的复合堵漏剂制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)混合：先将方解石颗粒、石灰石粉、高强度热固性薄片材料、核桃壳颗粒及非渗透处理剂按所述质量占比混合均匀；
(2)搅拌：将步骤(1)制备的混合物与矿物纤维，按所述质量之比搅拌均匀，即得成品。
5.根据权利要求4所述的复合堵漏剂制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中配方的粒度按质量百分比的分布为：小于0.3mm的粒度占25～30％、0.3～0.6mm的粒度占12～15％、0.6～1mm的粒度占13～16％、1～2mm的粒度占28～32％，2～2.8mm的粒度占8～12％、大于2.8mm的粒度占3～5％。
6.根据权利要求4所述的复合堵漏剂制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)采用搅拌机进行搅拌。
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