CN109321218B - 低压漏失层封堵剂及其制备方法 - Google Patents

低压漏失层封堵剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低压漏失层封堵剂及其制备方法，该封堵剂依次通过：将8.5～10份激活剂溶于水中高速搅拌溶解，称取50～75份胶凝材料、50～60份颗粒架桥材料、5～8份减轻材料、0.1～0.2份稳定剂和～1.5份浆体调节剂，在混拌均匀后倒入浆杯中，搅拌均匀，盖上搅拌浆杯杯盖，并在12000r/min±500r/min的搅拌速度下继续搅拌35s得到，其中，凝胶材料为重量比为1:(7～9)的钠膨润土和高炉矿渣的混合物，颗粒架桥材料为石灰石粉，减轻材料为粒径为1～2mm的海泡石纤维；该低压漏失层封堵剂的密度为1.2～1.4g/cm3，且具备低密度、强触变、微膨胀、高酸溶的优点，解决了普通酸溶水泥密度很难降到1.65g/cm3以下而导致的漏失问题，从而有效防止堵漏浆压漏地层，进而提高了堵漏成功率。

Description

低压漏失层封堵剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及堵漏技术领域，特别涉及一种低压漏失层封堵剂及其制备方法。
背景技术
随着各油田勘探开发的不断深入，地层亏空日益严重，钻遇低压层时，漏失频发，特别是遇到发生在目的层的严重漏失时，钻井液堵漏往往不能奏效。普通的酸溶水泥密度很难降到1.65g/cm3以下，容易引发漏失，且浆体抗冲刷能力较差，很难保证封固重量。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于对目的层恶性漏失或非目的层恶性漏失进行封堵暂闭的低压漏失层封堵剂。
本发明的另一目的是提供一种制备上述低压漏失层封堵剂的制备方法。
为此，本发明技术方案如下：
一种低压漏失层封堵剂，包括以重量份计的50～75份凝胶材料、50～60份颗粒架桥材料、5～8份减轻材料、0.1～0.2份稳定剂、1～1.5份浆体调节剂和8.5～10份激活剂；其中，所述凝胶材料为钠膨润土和高炉矿渣的混合物，二者重量比为1:(7～9)；所述颗粒架桥材料为石灰石粉；所述减轻材料为粒径为1～2mm的海泡石纤维。
在该低压漏失层封堵剂中，颗粒架桥材料采用较粗的石灰石粉，为封堵浆体提供坚固的支撑点；海泡石纤维由于具有较大的比表面积，吸附能力强，在封堵浆体中发挥界面的交联与强化作用，使浆体在静止时具有一定的结构力；同时海泡石纤维吸水后会逐渐变得柔软，这种结构力较容易破坏，使得浆体具有良好的触变性，而吸水后的微膨胀特性，使其在封堵时不留空隙，提高封堵成功率；并且由于海泡石纤维的增粘作用，将其与凝胶材料和颗粒架桥材料按照一定比例配制能够有效提高配制用水的用量，使浆体密度进一步降低，同时在井底压力的作用下，稳定剂产生的微小气泡会均匀分布在浆体之中，对固相颗粒起到托举作用，使浆体具有良好的稳定性。另外，由于该封堵剂包括大量的具有高酸溶特性的石灰石粉和海泡石纤维，使其为酸液留下多条腐蚀通道，提高了酸溶效率，使水泥石酸溶率＞90％，且不会对储层造成污染。
优选，所述高炉矿渣的粒径为1000～1500目。
优选，所述石灰石粉的粒径为200～500目。
优选，所述稳定剂为偶氮二甲酰胺和对甲苯磺酰肼的混合物，二者重量比为1:3。
优选，所述浆体调节剂为羧甲基纤维素钠、黄原胶或聚丙烯酰胺。
优选，所述激活剂为水玻璃和氢氧化钠的混合物，二者重量比为1:(1.3～1.5)。
一种制备上述的低压漏失层封堵剂的制备方法，步骤如下：称取激活剂并加入到溶剂水中，搅拌至完全溶解，倒入瓦楞搅拌器的浆杯中，启动瓦楞搅拌器电机并保持4000r/min±200r/min的搅拌速度；然后按比例称取的胶凝材料、颗粒架桥材料、减轻材料、稳定剂和浆体调节剂，在混拌均匀后倒入浆杯中，搅拌均匀；最后盖上搅拌浆杯杯盖，并在12000r/min±500r/min的搅拌速度下继续搅拌35s，即得到低压漏失层封堵剂；
优选，所述溶剂水的用量为胶凝材料、颗粒架桥材料、减轻材料、稳定剂、浆体调节剂和激活剂的总重量的0.9～1.2倍。
与现有技术相比，该低压漏失层封堵剂通过将胶凝材料、颗粒架桥材料和减轻材料按一定比例复配制备得到密度为1.2～1.4g/cm3的低压漏失层封堵剂具备低密度、强触变、微膨胀、高酸溶等特点，解决了普通酸溶水泥密度很难降到1.65g/cm3以下而导致的漏失问题，从而有效防止堵漏浆压漏地层，进而提高了堵漏成功率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
实施例1
按重量比1:9称取钠膨润土和1000～1500目的高炉矿渣混合制得50重量份的胶凝材料、50重量份200～500目的石灰石粉、8重量份1～2mm的海泡石纤维、0.1重量份由偶氮二甲酰胺和对甲苯磺酰肼按重量比1:3混合而成的稳定剂以及1重量份羧甲基纤维素钠，并将其混拌均匀，得到混拌均匀的固体混合物；按重量比为1:1.5称取水玻璃和氢氧化钠混合制得10重量份的激活剂，并加入139份水中，搅拌至完全溶解后，倒入瓦楞搅拌器的浆杯中，启动瓦楞搅拌器电机并保持4000r/min±200r/min的转速，将混拌均匀的固体混合物缓慢倒入搅拌杯中，搅拌均匀，最后盖上搅拌浆杯杯盖，并在12000r/min±500r/min的转速下继续搅拌35s，即得到低压漏失层堵漏浆I。
实施例2
按重量比为1:7称取钠膨润土和1000～1500目的高炉矿渣混合制得60重量份的胶凝材料、50重量份200～500目的石灰石粉、7重量份1～2mm的海泡石纤维、0.1重量份由偶氮二甲酰胺和对甲苯磺酰肼按重量比1:3混合而成的稳定剂以及1.5重量份羧甲基纤维素钠，并将其混拌均匀，得到混拌均匀的固体混合物；按重量比为1:1.5称取水玻璃和氢氧化钠混合制得8.5重量份的激活剂，并加入125份水中，搅拌至完全溶解后，倒入瓦楞搅拌器的浆杯中，启动瓦楞搅拌器电机并保持4000r/min±200r/min的转速，将混拌均匀的固体混合物缓慢倒入搅拌杯中，搅拌均匀，最后盖上搅拌浆杯杯盖，并在12000r/min±500r/min的转速下继续搅拌35s，即得到低压漏失层堵漏浆II。
实施例3
按重量比为1:7称取钠膨润土和1000～1500目的高炉矿渣混合制得75重量份的胶凝材料、60重量份200～500目的石灰石粉、5重量份1～2mm的海泡石纤维、0.2重量份由偶氮二甲酰胺和对甲苯磺酰肼按重量比1:3混合而成的稳定剂以及1重量份羧甲基纤维素钠，并将其混拌均匀，得到混拌均匀的固体混合物；按重量比为1:1.3称取水玻璃和氢氧化钠混合制得9重量份的激活剂，并加入135份水中，搅拌至完全溶解后，倒入瓦楞搅拌器的浆杯中，启动瓦楞搅拌器电机并保持4000r/min±200r/min的转速，将混拌均匀的固体混合物缓慢倒入搅拌杯中，搅拌均匀，最后盖上搅拌浆杯杯盖，并在12000r/min±500r/min的转速下继续搅拌35s，即得到低压漏失层堵漏浆III。
性能测试：
对上述实施例1～3制备的低压漏失层封堵浆I～III的堵漏性能依次进行密度、流动度、收缩率、抗压强度和酸溶率测试，测试结果如下表1所示；其中：
流动度的测试方法为：将玻璃板放在水平位置上，用湿布摩擦玻璃板、截锥圆模，将截锥圆模放在玻璃板的中央，用湿布覆盖备用。将搅拌好的堵漏浆倒入截锥圆模内，提起截锥圆模，测定堵漏浆在玻璃板平面上自由流淌的最大直径；
水泥石收缩率的测定方法为：采用水泥石正方体测长法。将水泥浆在常压、50℃下养护，待其凝固后，测量其膨胀后高度，并与模具高度值进行对比，按下式计算收缩率：
Figure BDA0001866781720000041
式中：L为收缩率，％；l1为模具高度，mm；l2为凝固后水泥石高度，mm；
酸溶率的测定方法为：将堵漏浆养护成水泥试块，取出水泥石，清除表面油膜，制成2cm×1cm×1cm的长方体，用砂纸打磨光滑，用天平称重，称重后将其放入150mL15％的盐酸溶液中，溶解2h后，用滤纸将盐酸溶液过滤，得出未溶解的水泥石重量，通过计算得出水泥石的酸溶率。
表1：
Figure BDA0001866781720000051
由上表1可以看出，实施例1～3制备的低压漏失层封堵浆产品I～III的流动度适中，密度在1.20～1.40g/cm3之间，与密度1.65g/cm3以上的浆体相比，降低了液柱压力，其制备得到的水泥石具有微膨胀特性，抗压强度＞4MPa，有效防止堵漏浆压漏地层，从而大大地提高了堵漏的成功率；此外，酸溶率＞90％，水泥石酸溶效率高。

Claims (8)

1.一种低压漏失层封堵剂，其特征在于，包括以重量份计的50～75份凝胶材料、50～60份颗粒架桥材料、5～8份减轻材料、0.1～0.2份稳定剂、1～1.5份浆体调节剂和8.5～10份激活剂；其中，所述凝胶材料为钠膨润土和高炉矿渣的混合物，二者重量比为1:(7～9)；所述颗粒架桥材料为石灰石粉；所述减轻材料为粒径为1～2mm的海泡石纤维。
2.根据权利要求1所述的低压漏失层封堵剂，其特征在于，所述高炉矿渣的粒径为1000～1500目。
3.根据权利要求2所述的低压漏失层封堵剂，其特征在于，所述石灰石粉的粒径为200～500目。
4.根据权利要求1所述的低压漏失层封堵剂，其特征在于，所述稳定剂为偶氮二甲酰胺和对甲苯磺酰肼的混合物，二者重量比为1:3。
5.根据权利要求1所述的低压漏失层封堵剂，其特征在于，所述浆体调节剂为羧甲基纤维素钠、黄原胶或聚丙烯酰胺。
6.根据权利要求1所述的低压漏失层封堵剂，其特征在于，所述激活剂为水玻璃和氢氧化钠的混合物，二者重量比为1:(1.3～1.5)。
7.一种如权利要求1所述的低压漏失层封堵剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：称取激活剂并加入到溶剂水中，搅拌至完全溶解，倒入瓦楞搅拌器的浆杯中，启动瓦楞搅拌器电机并保持4000r/min±200r/min的搅拌速度；然后按比例称取的胶凝材料、颗粒架桥材料、减轻材料、稳定剂和浆体调节剂，在混拌均匀后倒入浆杯中，搅拌均匀；最后盖上搅拌浆杯杯盖，并在12000r/min±500r/min的搅拌速度下继续搅拌35s，即得到低压漏失层封堵剂。
8.根据权利要求7所述的低压漏失层封堵剂的制备方法，其特征在于，所述溶剂水的用量为胶凝材料、颗粒架桥材料、减轻材料、稳定剂、浆体调节剂和激活剂的总重量的0.9～1.2倍。
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