CN110408372A - 中低温油基固化堵漏浆及其制备方法 - Google Patents

中低温油基固化堵漏浆及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中低温油基固化堵漏浆及其制备方法。中低温油基固化堵漏浆以重量百分比计，原料配比为：固化剂70~110份；缓凝剂0.1~0.3份；基础油5~25份；水1~10份；有机土0.05~1份；加重剂10~50份；乳化剂0.3~1份。本发明堵漏浆配制及施工工艺简单，可直接用油基钻井液配制，常温下泵送性好，堵漏浆固化温度80~100℃，承压封堵能力最高达3.9MPa，堵漏效果好。

Description

中低温油基固化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，确切地说涉及一种中低温油基固化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。
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，提供一种中低温油基固化堵漏浆及其制备方法。本发明堵漏浆配制及施工工艺简单，可直接用油基钻井液配制，常温下泵送性好，堵漏浆固化温度80～100℃，承压封堵能力较强，堵漏效果好。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种中低温油基固化堵漏浆，其特征在于，以重量百分比计，原料配比为：
所述固化剂为含有-N＝C＝O基团8％～10％的一种或多种聚氨酯预聚体。
所述聚氨酯预聚体分子式为R-N＝C＝N-R、 中的一种或多种按任意比例的混合物；R分子式为 中的一种或多种按任意比例的混合物；R1、R2分子式为 中的一种。
所述缓凝剂为磷酸、苯甲酰氯、对甲苯磺酸甲酯中的一种或几种按任意比例的混合物。
所述基础油为植物油、动物油、柴油、白油中的一种或几种按任意比例的混合物。
所述水为质量浓度为20％或30％的氯化钙水、氯化钠水、氯化钾水中的一种。
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。
所述加重剂为重晶石、石灰石、铁矿粉中的一种。
一种中低温油基固化堵漏浆的制备方法，其特征在于：在10000r/min的高搅条件下，将基础油、乳化剂、有机土、水、加重剂依次加入，高搅30min后形成溶液；在1000～3000r/min搅拌条件下，将固化剂、缓凝剂加入溶液中，搅拌10min制得堵漏浆。
采用本发明的优点在于：
本发明为一种新型的油基钻井液用化学类堵漏浆，非聚合物类和水泥类。通过引入具有油溶性的、含NCO活性基团的异氰酸酯类固化剂，同油包水乳化钻井液反应，使钻井液在80～100℃条件下固化成型。通过控制固化剂NCO含量、固化剂/油基钻井液混合比例、缓凝剂加量的方法控制反应速度。本发明堵漏浆可直接施工，常温下泵送性好，固化时间30～220min，承压封堵能力较强，堵漏效果好，承压突破压力最高达3.9MPa。
具体实施方式
实施例1—6
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
2、80～100℃温度条件下堵漏浆固结情况
在80℃、100℃烘箱内恒温观察固结情况。
表2不同温度条件下堵漏浆的的初凝时间(t1)、终凝时间(t2)
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，80℃、100℃下候凝4h后用清水进行承压封堵能力测试。
表3油基堵漏浆承压堵漏性评价
实施例7
一种中低温油基固化堵漏浆，以重量百分比计，原料配比为：
所述固化剂为含有-N＝C＝O基团8％～10％的一种或多种聚氨酯预聚体。
所述聚氨酯预聚体分子式为R-N＝C＝N-R、
中的一种或多种按任意比例的混合物；R分子式为 中的一种或多种按任意比例的混合物；R1、R2分子式为 中的一种。
所述缓凝剂为磷酸、苯甲酰氯、对甲苯磺酸甲酯中的一种或几种按任意比例的混合物。
所述基础油为植物油、动物油、柴油、白油中的一种或几种按任意比例的混合物。
所述水为质量浓度为20％或30％的氯化钙水、氯化钠水、氯化钾水中的一种。
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。
所述加重剂为重晶石、石灰石、铁矿粉中的一种。
一种中低温油基固化堵漏浆的制备方法，包括：在10000r/min的高搅条件下，将基础油、乳化剂、有机土、水、加重剂依次加入，高搅30min后形成溶液；在1000～3000r/min搅拌条件下，将固化剂、缓凝剂加入溶液中，搅拌10min制得堵漏浆。

Claims (9)

1.一种中低温油基固化堵漏浆，其特征在于，以重量百分比计，原料配比为：
2.根据权利要求1所述的中低温油基固化堵漏浆，其特征在于：所述固化剂为含有-N＝C＝O基团8％～10％的一种或多种聚氨酯预聚体。
3.根据权利要求2所述的中低温油基固化堵漏浆，其特征在于：所述聚氨酯预聚体分子式为R－N＝C＝N－R、 (n≥0)中的一种或多种按任意比例的混合物；R分子式为 中的一种或多种按任意比例的混合物；R1、R2分子式为(w≥0)、(q≥0)中的一种。
4.根据权利要求3所述的中低温油基固化堵漏浆，其特征在于：所述缓凝剂为磷酸、苯甲酰氯、对甲苯磺酸甲酯中的一种或几种按任意比例的混合物。
5.根据权利要求4所述的中低温油基固化堵漏浆，其特征在于：所述基础油为植物油、动物油、柴油、白油中的一种或几种按任意比例的混合物。
6.根据权利要求5所述的中低温油基固化堵漏浆，其特征在于：所述水为质量浓度为20％或30％的氯化钙水、氯化钠水、氯化钾水中的一种。
7.根据权利要求6所述的中低温油基固化堵漏浆，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、聚酰胺类乳化剂的一种或几种按任意比例的混合物。
8.根据权利要求7所述的中低温油基固化堵漏浆，其特征在于：所述加重剂为重晶石、石灰石、铁矿粉中的一种。
9.根据权利要求1所述的中低温油基固化堵漏浆的制备方法，其特征在于：在10000r/min的高搅条件下，将基础油、乳化剂、有机土、水、加重剂依次加入，高搅30min后形成溶液；在1000～3000r/min搅拌条件下，将固化剂、缓凝剂加入溶液中，搅拌10min制得堵漏浆。
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