CN110373169B - 可控时固化油基堵漏浆及其制备方法 - Google Patents

可控时固化油基堵漏浆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可控时固化油基堵漏浆及其制备方法。可控时固化油基堵漏浆以重量百分比计，原料配比为：水1~10份；控时反应剂0.4~4份；基础油5~25份；有机土0.05~1份；加重剂10~50份；乳化剂0.3~1份；固化剂70~110份。本发明堵漏浆即使在较高浓度固化剂含量下，100℃条件下初凝时间可控，无需添加缓凝剂，堵漏效果好，承压突破压力高。

Description

可控时固化油基堵漏浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及油基钻井液堵漏技术领域，尤其涉及一种可控时固化油基堵漏浆及其制备方法。
背景技术
近年来，我国页岩气勘探开发力度持续加大，页岩气优快钻井技术成为研究热点。油基钻井液技术作为页岩气勘探开发的主要技术之一，具有高效润滑性、液滴-固体结合封堵性、极低滤失量、高劣质固相容积率、天然强抑制性、防卡解卡及抗污染性强等优点，已在国内页岩气区块大规模成功应用上千口井。然而页岩地层层理-裂缝性发育，钻遇过程中常发生井漏，并存在漏点多、漏失量大、堵漏时间长等问题。国家页岩气示范基地长宁-威远区块龙马溪地层温度80～120℃，平均漏失量达208.16m3，单层最高漏失量达374.8m3，平均堵漏次数2～3次。油基钻井液漏失大大增加了钻井成本、储层破坏风险及环保风险，严重制约了页岩气安全高效钻井进程。
目前，常用的堵漏方式包括水泥堵漏、刚性粒子堵漏、高失水堵漏、桥浆堵漏、凝胶堵漏等。其中，刚性粒子堵漏、桥浆堵漏主要利用同一或不同种类的固体材料通过粒径优选、材料复配形成堵漏浆体系，在地层中架桥、楔入、充填后形成有效封堵层，封堵漏失通道。然而大部分固体材料表面亲水不亲油，不容易在油基钻井液体系中被有效分散，配制出的堵漏浆存在分层、沉降等现象，并且由于油基钻井液连续相为油，具备天然高润滑性，油基钻井液中堵漏颗粒间、封堵层与漏层壁面间无法建立较大的内摩擦力及外摩擦力，存在无法形成有效封堵层和封堵层滑脱失稳等问题，导致堵漏失败。高失水堵漏技术主要通过在钻井液与地层压差作用下，在漏层中快速发生漏失、形成柔韧、致密泥饼，达到软塞封堵效果，其技术关键在于使钻井液发生快速、高效的漏失，然而油基钻井液具有极低的滤失量，可操作性较差。凝胶堵漏技术存在胶凝剂、交联剂油溶性等问题，水泥浆堵漏技术存在风险高、污染油基钻井液等问题。对于化学堵漏法，常采用加入缓凝剂或控制反应浓度等方法控制凝固时间，避免因固化速度过快，造成井下风险及堵漏失败等问题。然而，控制反应浓度容易导致堵漏浆中固化剂浓度太低，进入地层后体系与裂缝之间所形成的附着力不强，固化成型后强度低，堵漏效果差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种可控时固化油基堵漏浆及其制备方法。本发明堵漏浆无须通过添加缓凝剂、控制固化剂/钻井液配比的方法控制反应速度，在100℃条件下初凝时间可控，堵漏效果好，承压突破压力高。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种可控时固化油基堵漏浆，其特征在于，以重量百分比计，原料配比为：
Figure BDA0002136812300000021
所述控时反应剂分子式为
Figure BDA0002136812300000022
其中R1分子式为
Figure BDA0002136812300000023
(0≤n≤3)；R分子式为
Figure BDA0002136812300000024
(x≥2)、
Figure BDA0002136812300000025
(x≥2)中的一种或几种的任意比例混合物。
所述基础油为白油、柴油、植物油、动物油中的一种。
所述加重剂为重晶石、石灰石、铁矿粉中的一种。
所述乳化剂为烷醇酰胺类乳化剂、聚酯酰胺类乳化剂、有机酸酯类乳化剂、聚酰胺类乳化剂中的一种或几种按任意比例的混合物。
所述固化剂分子式为
Figure BDA0002136812300000026
其中R分子式为
Figure BDA0002136812300000027
NCO含量8～10％。
一种可控时固化油基堵漏浆的制备方法，其特征在于：将水、控时反应剂在1000～3000r/min搅拌条件下搅拌均匀后形成溶液1#备用；在10000r/min的高搅条件下，将基础油、乳化剂、有机土、溶液1#、加重剂依次加入，高搅30min后形成溶液2#；在1000～3000r/min搅拌条件下，将固化剂加入溶液2#中，搅拌10min制得堵漏浆。
采用本发明的优点在于：
通过引入聚天冬氨酸酯类控时反应剂，增强油基钻井液固化成型后的附着力和延缓异氰酸酯类固化剂固化油基钻井液的反应时间，增强油基钻井液固化后的承压封堵能力。解决了油基钻井液异氰酸酯类化学堵漏法通过控制固化剂/油基钻井液配比、固化剂浓度、添加缓凝剂等方法来延长固化时间的问题，解决了油基钻井液固化成型后容易在储层中滑脱失稳的问题。固化成型后产品承压强度最高达4.9MPa。
具体实施方式
实施例1—6
Figure BDA0002136812300000031
Figure BDA0002136812300000041
实施例性能评价
1、常温条件流变性
通过Brookfiled粘度计在25℃条件下对配制好的堵漏浆进行流变性测定，选用转子3#，测定转速100rpm，扭矩控制范围10～100％。
表1 25℃条件下堵漏浆粘度测定
Figure BDA0002136812300000042
2、100℃温度条件下堵漏浆固结情况
在100℃烘箱内恒温观察固结情况。
表2 100℃条件下堵漏浆的的初凝时间(t1)、终凝时间(t2)
Figure BDA0002136812300000051
3、承压封堵能力评价试验
采用CDL-Ⅱ型高温高压堵漏模拟试验仪对油基堵漏浆进行实验评价，油基堵漏浆配制好后注入T型(5-3)mm漏失通道模拟器中，100℃下候凝4h后用清水进行承压封堵能力评价。
表3油基堵漏浆承压堵漏性评价
样品 突破压力，MPa 堵漏效果
实施例1 4.6 堵住不漏
实施例2 4.3 堵住不漏
实施例3 4.9 堵住不漏
实施例4 4.6 堵住不漏
实施例5 4.8 堵住不漏
实施例6 4.7 堵住不漏
实施例7
一种可控时固化油基堵漏浆，以重量百分比计，原料配比为：
Figure BDA0002136812300000052
所述控时反应剂分子式为
Figure BDA0002136812300000053
其中R1分子式为
Figure BDA0002136812300000061
(0≤n≤3)；R分子式为
Figure BDA0002136812300000062
(x≥2)、
Figure BDA0002136812300000063
(x≥2)中的一种或几种的任意比例混合物。
所述基础油为白油、柴油、植物油、动物油中的一种。
所述加重剂为重晶石、石灰石、铁矿粉中的一种。
所述乳化剂为烷醇酰胺类乳化剂、聚酯酰胺类乳化剂、有机酸酯类乳化剂、聚酰胺类乳化剂的一种或几种按任意比例的混合物。
所述固化剂分子式为
Figure BDA0002136812300000064
其中R分子式为
Figure BDA0002136812300000065
NCO含量8～10％。
一种可控时固化油基堵漏浆的制备方法，包括：将水、控时反应剂在1000～3000r/min搅拌条件下搅拌均匀后形成溶液1#备用；在10000r/min的高搅条件下，将基础油、乳化剂、有机土、溶液1#、加重剂依次加入，高搅30min后形成溶液2#；在1000～3000r/min搅拌条件下，将固化剂加入溶液2#中，搅拌10min制得堵漏浆。

Claims (5)

1.一种可控时固化油基堵漏浆，其特征在于，原料配比为：
Figure FDA0003053207380000011
所述固化剂分子式为
Figure FDA0003053207380000012
其中R分子式为
Figure FDA0003053207380000013
NCO含量8～10％；
所述控时反应剂分子式为
Figure FDA0003053207380000014
其中R1分子式为
Figure FDA0003053207380000015
(0≤n≤3)；R分子式为
Figure FDA0003053207380000016
x≥2、
Figure FDA0003053207380000017
x≥2中的一种或几种的任意比例混合物。
2.根据权利要求1所述的可控时固化油基堵漏浆，其特征在于：所述基础油为白油、柴油、植物油、动物油中的一种。
3.根据权利要求2所述的可控时固化油基堵漏浆，其特征在于：所述加重剂为重晶石、石灰石、铁矿粉中的一种。
4.根据权利要求3所述的可控时固化油基堵漏浆，其特征在于：所述乳化剂为烷醇酰胺类乳化剂、聚酯酰胺类乳化剂、有机酸酯类乳化剂、聚酰胺类乳化剂中的一种或几种按任意比例的混合物。
5.根据权利要求1所述的可控时固化油基堵漏浆的制备方法，其特征在于：将水、控时反应剂在1000～3000r/min搅拌条件下搅拌均匀后形成溶液1#备用；在10000r/min的高搅条件下，将基础油、乳化剂、有机土、溶液1#、加重剂依次加入，高搅30min后形成溶液2#；在1000～3000r/min搅拌条件下，将固化剂加入溶液2#中，搅拌10min制得堵漏浆。
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