CN109233756A - 一种钻井用环保型高硬低弹随钻堵漏剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钻井堵漏剂技术领域，具体涉及一种钻井用环保型高硬低弹随钻堵漏剂及其制备方法。针对现有技术中，由于同一产层中需要暂堵的孔隙的大小通常在一个数值范围内变动，具有特定粒径规格的随钻堵漏剂通常难以有效地对所有的孔隙进行有效地暂堵的问题，本发明的技术方案如下：[1]按比例将醋酸乙烯树脂与水混合均匀，调节pH至7‑8；[2]向溶液中加入磺化剂和无机盐，加热反应；[3]向溶液中加入交联剂，加热反应；[4]将溶液干燥，然后根据粒径规格的要求粉碎过筛，得到特定粒径的粉末；[5]向粉末中添加粒径小于粉末颗粒的二氧化硅微粉或硅微粉，然后添加平均长度为粉末颗粒的5‑30倍的纤维，混合均匀，得到随钻堵漏剂。本发明适用于油气井的随钻堵漏。
Description
技术领域
本发明属于钻井堵漏剂技术领域，具体涉及一种钻井用环保型高硬低弹随钻堵漏剂及其制备方法。
背景技术
目前大多数油气田已进入开发中后期，由于欠注或衰竭性开发，主要产层的地层压力梯度已大大低于原始地层压力梯度，甚至可能低于水柱压力。尤其是气井，在不能注水开发的情况下，持续开采的后期必然导致地层压力亏空。在这种情况下，如要对油气井进行完井和修井作业，在作业中，势必发生完井液和修井液的大量漏失和固相对产层的堵塞，使得作业后油气井的产能大幅降低。更为严重地是，由于不能建立循环使得部分井不能实现修井，使得油气井过早地报废(特别是气井)。如果采用捞砂作业，由于作业周期长，成本高，地层损害严重，恢复产能时间延迟等原因，导致作业效益低下，不能良好地实现修井作业的目的，大大降低了油气田的开发效益。对于同时具有常压层和低压层的多压力层系的油气井作业难度就更大。
为了解决低压井漏失的问题，油田作业者也提出并应用了不同的技术方案，例如在钻井液中添加随钻堵漏剂，从而降低漏失率，保护储层。随钻堵漏剂的暂堵功能的实现依靠的是产品本身不同粒径的匹配，因而现有的随钻堵漏剂产品通常根据产层孔隙度与喉径，确定产品最终粒径大小。
但是，同一产层中需要暂堵的孔隙的大小通常在一个数值范围内变动，因而现有技术中，具有特定粒径规格的随钻堵漏剂通常难以有效地对所有的孔隙进行有效地暂堵，随钻堵漏剂降低漏失率的效果受到限制。
发明内容
针对上述现有技术中，由于同一产层中需要暂堵的孔隙的大小通常在一个数值范围内变动，具有特定粒径规格的随钻堵漏剂通常难以有效地对所有的孔隙进行有效地暂堵的问题，本发明提供一种钻井用环保型高硬低弹随钻堵漏剂及其制备方法，其目的在于：使得特定粒径规格的随钻堵漏剂能够对产层中一定范围内的孔隙进行封堵，提高堵漏效果，有效降低漏失率。
本发明采用的技术方案如下：
一种钻井用环保型高硬低弹随钻堵漏剂的制备方法，包括如下步骤：
[1]按比例将醋酸乙烯树脂与水混合均匀，调节pH至7-8；
[2]向经过步骤[1]处理后的溶液中加入磺化剂和无机盐，加热反应；
[3]向经过步骤[2]磺化反应后的溶液中加入交联剂，加热反应；
[4]将经过步骤[3]反应后的溶液干燥，然后根据粒径规格的要求粉碎过筛，得到特定粒径的粉末；
[5]向步骤[4]得到的粉末中添加粒径小于粉末颗粒的二氧化硅微粉或硅微粉，然后添加平均长度为粉末颗粒的5-30倍的纤维，混合均匀，得到随钻堵漏剂。
优选的，步骤[2]所述无机盐为硫酸铁、氯化铁、硫酸钠、氯化钠、硫酸钾、氯化钾、硫酸铵、氯化铵、氯化镁或氯化钙中的一种或多种的组合。
优选的，步骤[2]所述磺化剂为磺酸、氯磺酸、氨基磺酸或烷基磺酸中的一种。
优选的，步骤[3]所述交联剂为乙二酸、乙二酸酐、对苯二甲酸、丁烯腈、丙烯腈或丙烯酸中的一种或多种的组合。
优选的，步骤[5]所述纤维为天然的植物纤维。
优选的，所采用的原料的重量比例为：
醋酸乙烯树脂55-70份；
水200-350份；
无机盐3-10份
磺化剂20-25份；
交联剂5-15份；
微粉5-8份；
纤维10-15。
本发明还提供一种上述制备方法制备的钻井用环保型高硬低弹随钻堵漏剂。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.该随钻堵漏剂以粒径可控的弹性树脂醋酸乙烯树脂为主体，一方面使产品具有一定的弹性，使之在一定压力下可以产生弹性形变，从而更适合镶嵌入裂缝，同时又具有树脂的硬强度，在漏失层能够有效地形成骨架。由于弹性与硬度的结合，从而实现了对一定范围内的孔隙进行堵漏的效果。
2.该随钻堵漏剂中含有大量亲水基团，在地层中吸水后具有一定的膨胀作用，使其能够进一步添堵一定范围内的孔隙。
3.辅以不同粒径的微粉与纤维，从而能够在漏失层快速形成有效堆积，堵死漏失层，尤其是纤维的搭配使堵漏能在漏失范围±2mm内实现有效地封堵，可调范围较为广泛。
4.堵剂所用树脂在高温高压下能够进一步交联固化，从而令封堵更加稳固。
5.配制简便，对泥浆体系无不利影响。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
一种钻井用环保型高硬低弹随钻堵漏剂的制备方法，包括如下步骤：
[1]按比例将醋酸乙烯树脂与水混合均匀，调节pH至7-8；
[2]向经过步骤[1]处理后的溶液中加入磺化剂和无机盐，加热反应；
[3]向经过步骤[2]磺化反应后的溶液中加入交联剂，加热反应；
[4]将经过步骤[3]反应后的溶液干燥，然后根据粒径规格的要求粉碎过筛，得到特定粒径的粉末；
[5]向步骤[4]得到的粉末中添加粒径小于粉末颗粒的二氧化硅微粉或硅微粉，然后添加平均长度为粉末颗粒的5-30倍的纤维，混合均匀，得到随钻堵漏剂。
优选的，步骤[2]所述无机盐为硫酸铁、氯化铁、硫酸钠、氯化钠、硫酸钾、氯化钾、硫酸铵、氯化铵、氯化镁或氯化钙中的一种或多种的组合。
优选的，步骤[2]所述磺化剂为磺酸、氯磺酸、氨基磺酸或烷基磺酸中的一种。
优选的，步骤[3]所述交联剂为乙二酸、乙二酸酐、对苯二甲酸、丁烯腈、丙烯腈或丙烯酸中的一种或多种的组合。
优选的，步骤[5]所述纤维为天然的植物纤维。
优选的，所采用的原料的重量比例为：
醋酸乙烯树脂55-70份；
水200-350份；
无机盐3-10份
磺化剂20-25份；
交联剂5-15份；
微粉5-8份；
纤维10-15。
本发明还提供一种上述制备方法制备的钻井用环保型高硬低弹随钻堵漏剂。
实施例1
本实施例的制备工艺为：
在可控温的反应釜中将醋酸乙烯树脂55份和水200份搅拌均匀，搅拌状态下用稀盐酸和氢氧化钠调节pH至7-8，升温到50-55℃，搅拌状态下加入磺酸20份，氯化铁3份,搅拌均匀后加入乙二酸5份，保温反应4小时后降温出料，采用真空干燥，将水份控制在8％以下，将得到的固体粉碎过筛得到5mm的粉末。添加5份粒径小于粉末颗粒二氧化硅微粉和10份棉籽壳，混合均匀后，包装即可得到产品。该随钻堵漏剂产品适用于孔隙大小分布在3-7mm的产层的随钻堵漏。
实施例2
本实施例的制备工艺为：
在可控温的反应釜中将醋酸乙烯树脂70份和水350份搅拌均匀，搅拌状态下用稀盐酸和氢氧化钠调节pH至7-8，升温到50-55℃，搅拌状态下加入氯磺酸25份，氯化钾10份,搅拌均匀后加入对苯二甲酸15份，保温反应3小时后降温出料，采用真空干燥，将水份控制在8％以下，将得到的固体粉碎过筛得到15mm的粉末。添加8份粒径小于粉末颗粒硅微粉和15份棉籽壳，混合均匀后，包装即可得到产品。该随钻堵漏剂产品适用于孔隙大小分布在13-17mm的产层的随钻堵漏。
实施例3
本实施例的制备工艺为：
在可控温的反应釜中将醋酸乙烯树脂60份和水270份搅拌均匀，搅拌状态下用稀盐酸和氢氧化钠调节pH至7-8，升温到50-55℃，搅拌状态下加入氨基磺酸22份，氯化铵5份,搅拌均匀后加入对苯二甲酸10份，保温反应3小时后降温出料，采用真空干燥，将水份控制在8％以下，将得到的固体粉碎过筛得到1mm的粉末。添加6份粒径小于粉末颗粒硅微粉和12份棉籽壳，混合均匀后，包装即可得到产品。该随钻堵漏剂产品适用于孔隙大小分布在0.1-3mm的产层的随钻堵漏。
实施例1至实施例3中的随钻堵漏剂进行使用时，用清水配置成质量分数1～3％的混合液，作为压井液使用。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (7)
1.一种钻井用环保型高硬低弹随钻堵漏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
[1]按比例将醋酸乙烯树脂与水混合均匀，调节pH至7-8；
[2]向经过步骤[1]处理后的溶液中加入磺化剂和无机盐，加热反应；
[3]向经过步骤[2]磺化反应后的溶液中加入交联剂，加热反应；
[4]将经过步骤[3]反应后的溶液干燥，然后根据粒径规格的要求粉碎过筛，得到特定粒径的粉末；
[5]向步骤[4]得到的粉末中添加粒径小于粉末颗粒的二氧化硅微粉或硅微粉，然后添加平均长度为粉末颗粒的5-30倍的纤维，混合均匀，得到随钻堵漏剂。
2.按照权利要求1所述的一种钻井用环保型高硬低弹随钻堵漏剂的制备方法，其特征在于：步骤[2]所述无机盐为硫酸铁、氯化铁、硫酸钠、氯化钠、硫酸钾、氯化钾、硫酸铵、氯化铵、氯化镁或氯化钙中的一种或多种的组合。
3.按照权利要求1所述的一种钻井用环保型高硬低弹随钻堵漏剂的制备方法，其特征在于：步骤[2]所述磺化剂为磺酸、氯磺酸、氨基磺酸或烷基磺酸中的一种。
4.按照权利要求1所述的一种钻井用环保型高硬低弹随钻堵漏剂的制备方法，其特征在于：步骤[3]所述交联剂为乙二酸、乙二酸酐、对苯二甲酸、丁烯腈、丙烯腈或丙烯酸中的一种或多种的组合。
5.按照权利要求1所述的一种钻井用环保型高硬低弹随钻堵漏剂的制备方法，其特征在于：步骤[5]所述纤维为天然的植物纤维。
6.按照权利要求1至5任一项所述的一种钻井用环保型高硬低弹随钻堵漏剂的制备方法，其特征在于，所采用的原料的重量比例为：
醋酸乙烯树脂55-70份；
水200-350份；
无机盐3-10份
磺化剂20-25份；
交联剂5-15份；
微粉5-8份；
纤维10-15。
7.一种按照权利要求1所述的钻井用环保型高硬低弹随钻堵漏剂的制备方法制备的随钻堵漏剂。
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