CN108977183A - 自适应堵漏剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种与裂缝匹配性高的自适应堵漏剂和制备方法。自适应堵漏剂主要由弹性海绵、分散纤维、活性黏土材料、超细碳酸钙、石墨填充物、蛭石及水组成；其制备方法是在清水中依次加入分散纤维、活性黏土材料、超细碳酸钙、石墨填充物、蛭石，并在加入过程中不断高速搅拌，最后加入弹性海绵，低速搅拌至均匀。该发明的自适应堵漏剂易于进行裂缝内部，并在内部形成架桥，它由抗高温材料组成，与清水配制成堵漏剂，可有效提高堵漏成功率，避免重复漏失的发生。同时，该堵漏剂简化了堵漏施工程序，而且堵漏材料具有良好的抗温性能，不会再高温下失效，对于缝洞型漏失具有较好的堵漏效果。

Description

自适应堵漏剂及制备方法

技术领域

本发明涉及石油钻井用化工材料，特别涉及一种钻井液漏失用堵漏剂以及该堵漏剂的制备方法。

背景技术

井漏是在钻井、固井完井、测试或修井等各种井下作业过程中，各种工作液在压差的作用下漏入地层的现象。一旦发生井漏，不仅延误钻井时间，损失钻井液，损害油气层，干扰地质录井工作，增加钻井成本，而且易引起卡钻、井喷、井塌等一系列复杂情况，甚至导致井眼报废，造成巨大的经济损失。目前，在堵漏施工中常用的堵漏材料多为常桥接堵漏材料和化学凝胶堵漏材料。化学堵漏主要是通过高聚物的化学反应起到封堵的作用，包括交联反应、固化反应等多种方式。化学堵漏针对恶性漏失具有较好的堵漏效果，但化学堵漏反应较为激烈，施工复杂，风险性较高。桥接堵漏材料施工工艺简单，成本低，在现场最为常用，但某些材料抗温性较差，在高温下易发生分解失效，造成漏层的重复漏失。同时，这些材料存在着封门、不能长时间浸泡等问题，堵漏效果有时并不理想。

部分研究者利用海绵作用与裂缝高匹配性的骨架材料进行应用。如过滤海绵、防火海绵等。如发明专利201410164250.9《一种油气井钻井承压堵漏剂及其制备与应用》，提出一种油气井钻井承压堵漏剂，由弹性海绵纤维、油井水泥、磨细矿渣、钙般土、云母粉和清水混合组成，可用于油气井钻井承压堵漏。

过滤海绵也称网状海绵、爆破海绵。聚氨酯过滤海绵由普通开孔软泡经网化处理加工而成，网化处理除掉了泡沫网络之间原有的面膜或壁膜，得到了主体骨架网状结构。过滤海绵的空隙率高达97%，具有优异的透气性、良好的柔软性和较高的机械强度。

防火海绵又称阻燃海绵、防火棉、阻燃棉，一般就是各种聚氨酯类添加阻燃剂合成的防火材料，主要应用于家具制造，按摩器材制造，婴儿车制造，装饰装修，汽车饰品，墙体吸音，保温管，防火门和防火卷帘等方面。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种与裂缝性匹配性高的自适应堵漏剂及制备方法。

本发明提供这样一种技术方案：自适应堵漏剂由弹性海绵、分散纤维、活性黏土材料、超细碳酸钙、石墨填充物、蛭石及水组成，其中各组分与水的重量百分比为：

弹性海绵0.1%~0.8%、

分散纤维0.1%~1%、

活性黏土材料3%~9%、

超细碳酸钙5%~12%、

石墨填充物4%~8%、

蛭石 2%~3%、

其余为水。

自适应堵漏剂制备方法，其实施步骤如下：

在清水中依次加入分散纤维、活性黏土材料、超细碳酸钙、石墨填充物、蛭石，并在加入过程中不断高速搅拌，最后加入弹性海绵，低速搅拌至均匀。

在本发明的一个优选实施方式中，所述弹性海绵为网状海绵和阻燃海绵的中一种或几种的组合物。海绵为长方形块状，其海绵孔径范围在8ppi~20ppi，海绵块大小在0.5mm~50mm。

在本发明的一个优选实施方式中，所述活性黏土材料为硅藻土、柱撑锂皂石、改性凹凸棒石中一种或几种的组合物。柱撑锂皂石是利用粘土层状结构中的层间离子可交换性的特性，使层间离子被一些特定的离子或基团替代并固定在其层间，形成支柱将层间区域稳定撑开，成为结构和性能更优异的一类新型材料。

在本发明的一个优选实施方式中，所述石墨填充物为天然石墨、弹性石墨和可膨胀石墨的混合物。粒径在100~300目。弹性石墨表面为略有凹凸的平滑体，有小孔穴，内部具有壁厚为0.2μm左右的壁隔开的小空间，因而使弹性石墨具有很大的压缩率和回复率，呈现高弹性。可膨胀石墨遇高温可瞬间体积膨胀，由片状变为蠕虫状，从而结构松散，多孔而弯曲，表面积扩大、表面能提高、吸附鳞片石墨力增强，蠕虫状石墨之间可自行嵌合，这样增加了它的柔软性、回弹性和可塑性。使用前可在高温下焙烧，增加使用效果。针对裂缝具有较好的填充作用。

在本发明的一个优选实施方式中，所述分散纤维为天然纤维素、纤维素纤维、涤纶纤维中的一种或几种的组合物。长度在1~20mm。

在本发明的一个优选实施方式中，所述超细碳酸钙粒径在800目以上。

本发明与现有技术相比具有以下优势：

（1）堵漏材料具有良好的抗温性能，不会再高温下失效，可避免重复漏失的发生；

（2）本发明堵漏剂中海绵材料具有较好的弹性，与裂缝具有较好的匹配性，有利于进行裂缝深部，同时，进行裂缝后可恢复形状，有利于实施架桥成网，针对多种类型的漏失都具有较好的堵漏作用。

具体实施方式

实施例一：

自适应堵漏剂由网状海绵（孔径范围在20ppi，海绵块大小在50mm）、天然纤维素（1mm）、柱撑锂皂石、超细碳酸钙、石墨填充物（300目）、蛭石及水组成，其中各组分与水的重量百分比为：

网状海绵0.8%、

天然纤维素0.1%、

柱撑锂皂石9%、

超细碳酸钙5%、

石墨填充物4%、

蛭石3%、

其余为水。

自适应堵漏剂制备方法，其实施步骤如下：

在清水中依次加入天然纤维素、柱撑锂皂石、超细碳酸钙、石墨填充物、蛭石，并在加入过程中不断高速搅拌，最后加入网状海绵，低速搅拌至均匀。

实施例二：

自适应堵漏剂由网状海绵（孔径范围在10ppi，海绵块大小在5mm）、纤维素纤维（10mm）、硅藻土、超细碳酸钙（800目）、石墨填充物（200目）、蛭石及水组成，其中各组分与水的重量百分比为：

网状海绵0.4%、

纤维素纤维0.5%、

硅藻土3%、

超细碳酸钙12%、

石墨填充物8%、

蛭石 2%、

其余为水。

自适应堵漏剂制备方法，其实施步骤如下：

在清水中依次加入纤维素纤维、硅藻土、超细碳酸钙、石墨填充物、蛭石，并在加入过程中不断高速搅拌，最后加入网状海绵，低速搅拌至均匀。

实施例三：

自适应堵漏剂由阻燃海绵（孔径范围在8ppi，海绵块大小在0.5mm）、涤纶纤维（20mm）、改性凹凸棒石、超细碳酸钙（1000目）、石墨填充物（100目）、蛭石及水组成，其中各组分与水的重量百分比为：

阻燃海绵0.1%、

涤纶纤维1%、

改性凹凸棒石5%、

超细碳酸钙9%、

石墨填充物6%、

蛭石 2%、

其余为水。

自适应堵漏剂制备方法，其实施步骤如下：

在清水中依次加入涤纶纤维、改性凹凸棒石、超细碳酸钙、石墨填充物、蛭石，并在加入过程中不断高速搅拌，最后加入阻燃海绵，低速搅拌至均匀。

通过上述实施例制得的自适应堵漏剂，其易于进行裂缝内部，并在内部形成架桥；它由抗高温材料组成，与清水配制成堵漏剂，可有效提高堵漏成功率，避免重复漏失的发生。同时，该堵漏剂简化了堵漏施工程序，而且堵漏材料具有良好的抗温性能，不会在高温下失效，对于缝洞型漏失具有较好的堵漏效果。

Claims (6)

1.自适应堵漏剂，其特征在于：主要由弹性海绵、分散纤维、活性黏土材料、超细碳酸钙、石墨填充物、蛭石及水组成，其中各组分与水的重量百分比为：

弹性海绵0.1%~0.8%、

分散纤维0.1%~1%、

活性黏土材料3%~9%、

超细碳酸钙5%~12%、

石墨填充物4%~8%、

蛭石 2%~3%、

其余为水。

2.根据权利要求1所述的自适应堵漏剂，其特征在于：所述弹性海绵为网状海绵和阻燃海绵的中一种或几种的组合物；海绵为长方形块状，其海绵孔径范围在8ppi~20ppi，海绵块大小在0.5mm~50mm。

3.根据权利要求1或2所述的自适应堵漏剂，其特征在于：所述活性黏土材料为硅藻土、柱撑锂皂石、改性凹凸棒石中一种或几种的组合物。

4.根据权利要求3所述的自适应堵漏剂，其特征在于：所述石墨填充物为天然石墨、弹性石墨和可膨胀石墨的混合物，粒径为100~300目；所述超细碳酸钙粒径在800目以上。

5.根据权利要求1或2所述的自适应堵漏剂，其特征在于：所述分散纤维为天然纤维素、纤维素纤维、涤纶纤维中的一种或几种的组合物，长度为1~20mm。

6.一种利用前述权利要求任一所述的自适应堵漏剂制备方法，其特征是：在清水中依次加入分散纤维、活性黏土材料、超细碳酸钙、石墨填充物、蛭石，并在加入过程中不断高速搅拌，最后加入弹性海绵，低速搅拌至均匀。