CN110872502A

CN110872502A - 一种钻井用复合堵漏剂及其应用

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Publication number: CN110872502A
Application number: CN201811024931.XA
Authority: CN
Inventors: 赵正国; 王中华; 郭建华; 乐明; 田军; 刘文堂
Original assignee: Sinopec Oilfield Service Corp; Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co Ltd; Drilling Engineering Technology Research Institute of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co Ltd
Current assignee: Sinopec Oilfield Service Corp; Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co Ltd; Drilling Engineering Technology Research Institute of Sinopec Zhongyuan Petroleum Engineering Co Ltd
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2020-03-10
Anticipated expiration: 2038-09-04
Also published as: CN110872502B

Abstract

本发明提供了一种钻井用复合堵漏剂及其应用，该复合堵漏剂包括如下质量份的组分：50～60份的颗粒架桥材料；30～40份的颗粒填充材料；2～5份的纤维材料；3～14份的柔性材料，所述柔性材料为聚合物薄膜碎片材料；各组分的质量份数之和为100。本发明通过柔性材料驻留成塞、颗粒架桥材料加固、颗粒填充材料和纤维材料充填拉筋作用，材料间相互协同在不同尺寸裂缝内形成稳固的封堵层。本发明中材料间的尺寸配比合理，颗粒架桥材料和颗粒填充材料的尺寸有明显的间隔，在保证形成致密封堵的同时，使得堵漏过程中有一定的滤失量，促使堵漏剂在裂缝内形成具有一定长度的封堵段，避免出现材料间瞬间形成致密堆积而导致的封堵段过短问题。

Description

一种钻井用复合堵漏剂及其应用

技术领域

本发明属于石油钻井工程堵漏技术领域，特别涉及一种钻井用复合堵漏剂及其应用。

背景技术

油气勘探开发过程中，钻井液漏入地层(简称井漏)是长期存在且至今仍未有效解决的问题，严重影响油气钻井的高效进行，若井漏控制不当，还会诱发井塌、溢流、井喷等井下复杂，引发安全事故。如何有效封堵井下漏层，保证钻井施工的正常进行，一直是科研和工程人员研究的重点。

各种类型、不同功能的堵漏技术被研发出来，当前应用最广泛的是桥塞堵漏技术，所使用的桥塞堵漏剂主要为各种不同尺寸的矿物颗粒、果壳、云母片、纤维等混合而成。桥塞堵漏技术具有材料来源广、成本低、施工工艺简单的特点，受到现场人员的青睐。

然而，桥塞堵漏剂中材料的大小各异、尺寸分布范围广，在现场施工中，由于井下漏层的尺寸无法准确获取，导致常规桥塞堵漏剂与漏层裂缝尺寸匹配难度大，往往出现以下情况：(1)裂缝口部尺寸小，桥塞材料中的大颗粒极易在裂缝口迅速形成封堵，阻挡其他材料进入裂缝内部，造成成功封堵的假象，而口部堆积的材料容易被钻具或钻井液循环冲刷破坏，导致复漏；(2)裂缝口部尺寸大，桥塞材料进入裂缝却无法在缝内驻留堆积，难以形成有效的封堵层；(3)即便材料进入裂缝并形成封堵，但由于材料尺寸分布连续，形成封堵后，封堵层前端瞬间被各级尺寸的材料填充而形成致密层，后续浆体中的堵漏材料无法继续在漏层内部堆积，所形成的封堵段长较短，封堵层容易受地层压力波动而被破坏。以上这些问题导致桥塞堵漏技术的堵漏成功率仅在50％左右，甚至更低。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种钻井用复合堵漏剂及其应用，本发明提供的堵漏剂对漏层尺寸适应性强，能够顺利进入不同宽度的裂缝并在裂缝内形成有效驻留封堵，利于提高桥塞堵漏成功率。

本发明提供一种钻井用复合堵漏剂，包括如下质量份的组分：

50～60份的颗粒架桥材料；

30～40份的颗粒填充材料；

2～5份的纤维材料；

3～14份的柔性材料，所述柔性材料为聚合物薄膜碎片材料；

各组分的质量份数之和为100。

优选地，所述柔性材料由聚合物薄膜经过粉碎获得，所述聚合物薄膜选自聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚酯薄膜和尼龙薄膜中的一种或几种。

优选地，所述柔性材料的厚度为0.005～0.05mm，边长为2～15mm。

优选地，所述颗粒架桥材料选自碳酸钙、贝壳渣、石英砂、核桃壳及PPS塑料中的一种或几种，尺寸为标准分样筛20～60目。

优选地，所述颗粒填充材料选自碳酸钙、石英砂、青石粉、核桃壳及膨胀石墨中的一种或几种，尺寸为标准分样筛80～325目。

优选地，所述纤维材料选自纸纤维、麻纤维、海泡石纤维和聚合物纤维中的一种或几种。

优选地，所述纤维材料的长度为1～3mm。

本发明提供如上文所述的钻井用复合堵漏剂在钻井液堵漏中的应用。

与现有技术相比，本发明提供的堵漏剂主要由一定比例的柔性材料、颗粒架桥材料、颗粒填充材料和纤维材料组成，所述柔性材料为聚合物薄膜碎片材料。本发明通过柔性材料驻留成塞、颗粒架桥材料加固、颗粒填充材料和纤维材料充填拉筋作用，材料间相互协同在不同尺寸裂缝内形成稳固的封堵层。本发明中的柔性材料变形能力强，能够进入宽度1mm以上的裂缝，且材料比表面积大，材料的附着能力强，能够有效附着在裂缝面上，同时柔性材料之间也相互吸附，促使材料在裂缝内形成驻留堆积。实验结果表明，本发明柔性材料等能够顺利进入1～10mm宽裂缝内，并形成连续的封堵段。本发明中材料间的尺寸配比合理，颗粒架桥材料和颗粒填充材料的尺寸有明显的间隔，在保证形成致密封堵的同时，使得堵漏过程中有一定的滤失量，促使堵漏剂在裂缝内形成具有一定长度的封堵段，避免出现材料间瞬间形成致密堆积而导致的封堵段过短问题。

此外，本发明可适用于油基钻井液堵漏，在油基钻井液体系中，该堵漏剂对漏层仍表现出优异的适应性和良好的封堵能力。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种钻井用复合堵漏剂，包括如下质量份的组分：

50～60份的颗粒架桥材料；

30～40份的颗粒填充材料；

2～5份的纤维材料；

3～14份的柔性材料，所述柔性材料为聚合物薄膜碎片材料；

各组分的质量份数之和为100。

桥塞堵漏剂应用效果存在不足，其关键问题在于堵漏材料的尺寸与漏层裂缝尺寸匹配难度大，面对当前漏层尺寸无法准确获取的难题，桥塞堵漏技术的应用效果受到极大地限制，而目前鲜见有能够同时适应不同宽度裂缝的桥塞堵漏剂的相关报道。

为了解决常规桥堵剂与漏层尺寸匹配难度大、堵漏剂在漏层内驻留效果差的难题，本发明提供的复合堵漏剂与漏层尺寸的匹配能力强，对裂缝尺寸变化的适应能力强，能够进入不同宽度裂缝内并形成有效封堵，在裂缝内表现出优异的驻留能力，对于提高桥塞堵漏成功率具有重要意义。

以复合堵漏剂总质量份数为100份计，本发明提供的堵漏剂的原料组成主要包括：50～60份的颗粒架桥材料和30～40份的颗粒填充材料。其中，颗粒架桥材料起加固作用，颗粒填充材料起充填拉筋作用；两者都是颗粒形态，但粒径不同，作用不同。

在本发明的实施例中，所述颗粒架桥材料可选自碳酸钙、贝壳渣、石英砂、核桃壳及PPS塑料中的一种或几种；尺寸为标准分样筛20～60目。所述颗粒填充材料可选自碳酸钙、石英砂、青石粉、核桃壳及膨胀石墨中的一种或几种，尺寸为标准分样筛80～325目。所述颗粒架桥材料和颗粒填充材料的材质可以相同或不同，优选不同材质的复合使用。本发明中颗粒架桥材料、颗粒填充材料的尺寸均小于1mm，能够顺利进入宽度大于1mm的裂缝，不会出现材料堵口的现象。

其中，所述的贝壳渣是由贝壳加工得到，贝壳的主要成分为95％的碳酸钙和少量的壳质素。所述的石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒；石英石是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO₂。本发明可采用本领域熟知的普通石英砂，即SiO₂≥90-99％，Fe₂O₃≤0.06-0.02％。

所述的核桃壳是一种核桃果皮经脱脂、破碎、筛选等处理加工过的颗粒状，可以核桃壳粉应用。本发明一些实施例中的核桃壳粉优选水分含量小于2％的核桃壳粉，可延长存放时间的同时，防止水分过高，影响堵漏剂的使用性能。PPS塑料(聚苯硫醚)是一种综合性能优异的热塑性特种工程塑料，其突出的特点是耐高温、耐腐蚀和优越的机械性能；本发明可采用PPS白色粉末，密度1.5～1.7g/cm³。

所述的青石粉是由青石破碎而成；青石又称石灰石，石灰石主要成分碳酸钙(CaCO₃)，密度2.8g/cm³。膨胀石墨(Expanded Graphite，简称EG)是由天然石墨鳞片经插层、水洗、干燥、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质，属于碳素材料，其膨胀体积可以达到初始时的200倍以上。

除了上述颗粒状材料，本发明所述复合堵漏剂包括3～14质量份的柔性材料，所述柔性材料为聚合物薄膜碎片材料，主要起驻留成塞作用。在本发明的实施例中，所述柔性材料由聚合物薄膜经过粉碎获得，所述聚合物薄膜选自聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚酯薄膜和尼龙薄膜中的一种或几种。其中所用柔性材料为设定尺寸范围内的不同厚度的薄膜混合粉碎而成，或者使用设定厚度范围内某一厚度的薄膜粉碎混合而成，粉碎过程中通过粉碎机筛网控制粉碎后材料的边长尺寸在2～15mm范围内。所述柔性材料的厚度可为0.005mm～0.05mm；所述柔性材料可采用诸如方形的规则形状，边长为2mm～15mm；柔性材料密度为0.8～1.0g/cm³。所述柔性材料薄膜的厚度是其起到驻留堆积作用最主要的影响因素，其他力学参数等对堵漏效果的相关性不强。

本发明中的柔性材料变形能力强，能够进入宽度1mm以上的裂缝，且材料呈薄片状，厚度小，密度低，同等质量下表面积更大，材料的附着能力强，能够有效附着在裂缝面上，同时柔性材料之间也相互吸附，促使材料在裂缝内形成驻留堆积。

在本发明中，所述钻井用复合堵漏剂包括2～5份的纤维材料；颗粒填充材料和纤维材料起到充填拉筋作用。本发明实施例中，所述纤维材料可选自纸纤维、麻纤维、海泡石纤维、聚合物纤维中的一种或几种。所述纤维材料为短纤维状的材料，长度可为1mm～3mm。

其中，所述的纸纤维可由废旧纸屑(纸箱、纸卷、报纸、书纸等材料)经加工设备，加工成纤维状成品；细度范围0.01～0.02mm。所述的麻纤维指的是从各种麻类植物取得的纤维，韧皮纤维作物主要有苎麻、黄麻、大麻、亚麻等；本发明实施例可采用细度0.011～0.045mm、断裂强度50～70cN/tex、断裂伸长度2％～4％的麻纤维。海泡石纤维是以海泡石矿物为主要成分的纤维，称为海泡石矿物纤维。海泡石纤维是一种天然矿物纤维，是海泡石矿物的纤维状变种，海泡石是一种层链状的硅酸盐矿物，具有较好的耐热性，良好的离子交换、耐腐蚀等特点。所述聚合物纤维包括但不限于聚酯纤维、聚酰胺纤维；细度范围0.008～0.040mm。

本发明上述各组分的质量份数之和为100；可称取不同原料组分混合均匀，即获得该堵漏剂。所述堵漏剂可称为自适应堵漏剂，其原料来源广，制造工艺简单，成本低。

本发明通过柔性材料驻留成塞、颗粒架桥材料加固、颗粒填充材料和纤维材料充填拉筋作用，材料间相互协同在不同尺寸裂缝内形成稳固的封堵层。该复合堵漏剂与漏层尺寸的匹配能力强，对裂缝尺寸变化的适应能力强，能够进入宽度1～10mm裂缝内并形成有效封堵，在裂缝内表现出优异的驻留能力，封堵层承压最高超过6MPa。

本发明中材料间的尺寸配比合理，颗粒架桥材料和颗粒填充材料的尺寸有明显的间隔，在保证形成致密封堵的同时，使得堵漏过程中有一定的滤失量，促使堵漏剂在裂缝内形成具有一定长度的封堵段。此外，该堵漏剂还适用于油基钻井液堵漏，在油基钻井液体系中，其对漏层表现出良好的堵漏效果和优异的适应性。

本发明涉及油气钻井过程中用于封堵井下漏层的钻井液用复合堵漏剂，具体可将如上文所述的钻井用复合堵漏剂应用于钻井液堵漏。

本发明可应用于水基钻井液，还适用于油基钻井液；本发明对钻井液基浆的组成没有特殊限制，采用本领域常用的钻井液原料组分即可，如增粘剂一般为黄原胶或羧甲基纤维素。

本发明一些实施例开展该复合堵漏剂在水基钻井液条件下的堵漏，具体地，按配方4％膨润土+3.5％无水碳酸钠+0.2％增粘剂配制堵漏基浆，量取6份、400mL堵漏基浆，分别加入不同量的本发明堵漏剂产品，在不同尺寸裂缝模块上开展堵漏实验。其中，所述堵漏剂的用量按质量体积百分比添加，加量可为8％～20％。

本发明另一些开展该复合堵漏剂在油基钻井液条件下的堵漏，具体地，按配方：400mL柴油+100mL(20％氯化钙)溶液+2％主乳+2％辅乳+4％有机土+2％氧化钙+350g重晶石，配制油基堵漏基浆。分别加入不同量的本发明堵漏剂产品，在不同尺寸裂缝模块上开展堵漏实验。其中，所述堵漏剂的用量按质量体积百分比添加，加量可为12％～20％。

实验结果表明，本发明柔性材料等能够顺利进入1～10mm宽裂缝内，并形成连续的封堵段。本发明所述堵漏剂在裂缝内表现出优异的驻留能力，封堵层承压最高超过6MPa，利于提高桥塞堵漏成功率。

为了进一步理解本申请，下面结合实施例对本申请提供的钻井用复合堵漏剂及其应用进行具体地描述。

以下实施例中，所用的柔性材料来源于扬州汇锦包装有限公司，材料的厚度范围0.005～0.05mm，其他性能参数无特殊要求，其中所用柔性材料为设定尺寸范围内的不同厚度的薄膜混合粉碎而成，或者使用设定厚度范围内某一厚度的薄膜粉碎混合而成，粉碎过程中通过粉碎机筛网控制粉碎后材料的边长尺寸在2～15mm范围内。纸纤维、海泡石纤维材料来源于灵寿县华硕矿产品加工厂，纸纤维细度范围0.01～0.02mm，长度1～3mm，海泡石纤维长度1～3mm；聚丙烯纤维、聚酯纤维均来源于宁阳帮能工程材料有限公司，聚丙烯纤维细度范围0.008～0.013mm，聚酯纤维细度范围0.01～0.025mm，长度均为3mm；麻纤维来源于江西思创麻业有限公司，细度0.011～0.045mm、断裂强度50～70cN/tex、断裂伸长度2％～4％。架桥颗粒材料与填充颗粒材料均为行业内技术人员熟知的材料，其中碳酸钙、贝壳渣、石英砂、核桃壳、青石粉及膨胀石墨来源于灵寿县华硕矿产品加工厂；PPS塑料来源于宁波四哥塑胶有限公司，经粉碎、筛分后获得。

实施例1

称取厚度为0.005mm的聚乙烯薄膜碎片10份、标准分样筛20～60目碳酸钙颗粒55份、标准分样筛80～325目碳酸钙粉32份，长度1mm的麻纤维3份，加入到混合装置中混合搅拌均匀，即得该钻井堵漏用复合堵漏剂。

实施例2

称取厚度为0.01mm的聚乙烯薄膜碎片8份、标准分样筛20～60目碳酸钙颗粒52份、标准分样筛80～325目青石粉36份，长度3mm的聚丙烯纤维4份，加入到混合装置中混合搅拌均匀，即得该钻井堵漏用复合堵漏剂。

实施例3

称取厚度为0.025mm的聚乙烯薄膜碎片5份、标准分样筛20～60目PPS塑料颗粒60份、标准分样筛80～325目核桃壳30份，长度3mm的海泡石纤维5份，加入到混合装置中混合搅拌均匀，即得该钻井堵漏用复合堵漏剂。

实施例4

称取厚度为0.05mm的聚乙烯薄膜碎片3份、标准分样筛20～60目贝壳渣55份、标准分样筛80～325目青石粉40份，长度2mm的纸纤维2份，加入到混合装置中混合搅拌均匀，即得该钻井堵漏用复合堵漏剂。

实施例5

称取厚度为0.01mm和厚度为0.02mm的聚乙烯薄膜碎片总计7份(两者质量比为2:1)、标准分样筛20～60目石英砂颗粒55份、标准分样筛80～325目膨胀石墨35份，长度3mm的聚酯纤维3份，加入到混合装置中混合搅拌均匀，即得该钻井堵漏用复合堵漏剂。

实施例6

称取厚度均为0.025mm的聚乙烯薄膜和聚酯薄膜混合碎片总计5份(两种薄膜质量比为1:1)、标准分样筛20～60目PPS塑料颗粒60份、标准分样筛80～325目核桃壳30份，长度3mm的海泡石纤维5份，加入到混合装置中混合搅拌均匀，即得该钻井堵漏用复合堵漏剂。

实施例7

称取聚氯乙烯薄膜(厚度为0.015mm)和聚丙烯薄膜(厚度为0.03mm)混合碎片总计3份(两者质量比为2:1)、标准分样筛20～60目贝壳渣55份、标准分样筛80～325目青石粉40份，长度2mm的纸纤维2份，加入到混合装置中混合搅拌均匀，即得该钻井堵漏用复合堵漏剂。

实施例8

称取聚乙烯薄膜(厚度为0.015mm)和聚氯乙烯薄膜(厚度为0.03mm)混合碎片总计7份(两者质量比为1:1)、标准分样筛20～60目石英砂颗粒55份、标准分样筛80～325目膨胀石墨35份，长度1mm海泡石纤维3份，加入到混合装置中混合搅拌均匀，即得该钻井堵漏用复合堵漏剂。

实施例9

称取厚度均为0.015mm的聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜和聚丙烯薄膜混合碎片总计14份(三者质量比为3:2:2)、标准分样筛20～60目核桃壳颗粒50份、标准分样筛80～325目石英砂32份，长度1mm的麻纤维4份，加入到混合装置中混合搅拌均匀，即得该钻井堵漏用复合堵漏剂。

实施例10

称取厚度均为0.02mm的聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜和尼龙薄膜混合碎片总计12份(三者质量比为2:1:1)、标准分样筛20～60目石英砂颗粒52份、标准分样筛80～325目膨胀石墨34份，长度3mm的聚丙烯纤维2份，加入到混合装置中混合搅拌均匀，即得该钻井堵漏用复合堵漏剂。

实施例11

称取聚氯乙烯薄膜(厚度为0.01mm)和聚酯薄膜(厚度为0.03mm)混合碎片总计13份(两者质量比为2:1)、标准分样筛20～60目碳酸钙颗粒54份、标准分样筛80～325目石英砂30份，长度1mm的麻纤维3份，加入到混合装置中混合搅拌均匀，即得该钻井堵漏用复合堵漏剂。

实施例12性能评价

使用实验室自研的裂缝堵漏模拟装置，对本发明产品进行堵漏效果评价。该模拟堵漏装置操作便捷，实验效率高；装置通过驱替泵加压，裂缝模块为长15cm，由直径6.3cm的圆柱剖分磨铣而成，可模拟的裂缝宽度为1～25mm，通过在裂缝面上涂抹水泥砂浆或粘贴石英砂改变裂缝面的粗糙度和裂缝面的弯曲程度，使得裂缝模块更加贴合现场实际。实验内容如下：

1、柔性材料驻留能力评价

柔性材料作为堵漏剂中的关键材料，其对不同尺寸裂缝漏层的适应能力强且在不同尺寸裂缝漏层内有较强的驻留能力，对柔性材料在不同尺寸裂缝内的驻留能力进行测试。

配制实验用基浆8份，每份300mL，配方为4％膨润土+3.5％无水碳酸钠+0.2％增粘剂，其中膨润土来源于灵寿县华硕矿产品加工厂，为钻井行业通用的造浆土；增粘剂为黄原胶，为常规钻井液用化学助剂，来源于任丘市天润化工有限公司(以下实施例相同)。按质量体积百分比1.5％称取厚度均为0.015mm的聚乙烯薄膜和聚氯乙烯薄膜混合碎片组成的柔性材料总计8份(两者质量比为1:1)，分别加入配置好的8份基浆中，搅拌均匀，柔性材料在基浆中分散良好，分别在8个不同宽度的裂缝模块上进行模拟堵漏测试，测试结果见表1。

表1本发明实施例中柔性材料驻留效果

注：表中承压值“≥6”表示压力加至6MPa时，堵漏剂在封内形成的封堵层仍能够稳定承压，而未继续增加压力。

从实验的结果可以看到，柔性材料对裂缝尺寸的适应性强而且具有优异的驻留能力，单一柔性材料能够进入宽度10mm以内的裂缝并形成有效驻留，且裂缝宽度较窄时具备较高的承压能力。

2、水基钻井液堵漏效果评价

开展该复合堵漏剂在水基钻井液条件下的堵漏效果评价。按配方4％膨润土+3.5％无水碳酸钠+0.2％增粘剂配制堵漏基浆，量取6份、400mL堵漏基浆，分别加入不同量的本发明产品，在不同尺寸裂缝模块上开展堵漏实验，结果见表2。

表2本发明实施例复合堵漏剂在水基钻井液条件下的堵漏效果

为了更好地体现该复合堵漏剂对不同开口尺寸裂缝的适应能力，在水基钻井液中，堵漏剂配比和浓度一定的情况下，配制堵漏浆，开展不同开口宽度裂缝的堵漏模拟实验。

按配方4％膨润土+3.5％无水碳酸钠+0.3％增粘剂配制堵漏基浆，按每份400mL量取6份堵漏基浆；按照实施例5：厚度为0.01mm和厚度为0.02mm的聚乙烯薄膜碎片总计7份(两者质量比为2:1)、标准分样筛20～60目石英砂颗粒55份、标准分样筛80～325目膨胀石墨35份，长度3mm的聚合物纤维3份，配制复合堵漏剂，向每份堵漏基浆中加入15％的复合堵漏剂，搅拌均匀。分别使用不同开口宽度的裂缝块进行模拟堵漏实验，结果见表3。

表3本发明实施例5复合堵漏剂在水基钻井液中对不同裂缝的堵漏效果

实验结果表明，复合堵漏剂对裂缝宽度的变化不敏感，与不同尺寸的裂缝匹配能力强，能有效封堵不同宽度的裂缝，并在裂缝内部形成一定长度的封堵段，且承压值均超过7MPa。

为了进一步说明本发明所述复合堵漏剂对不同宽度裂缝的堵漏效果，将实施例5中的聚乙烯薄膜碎片筛除，用剩余材料组成的配方进行不同宽度裂缝的堵漏模拟实验，实验用堵漏基浆为4％膨润土+3.5％无水碳酸钠+0.3％增粘剂，同样称取6份、每份400mL基浆，向每份堵漏基浆中加入15％的去除聚乙烯薄膜碎片的复合堵漏剂，搅拌均匀，开展堵漏模拟实验，结果见表4。

表4去除实施例5中聚乙烯薄膜后的堵漏效果

实验结果显示，去除聚乙烯薄膜碎片材料后，复合堵漏剂能够在宽度1mm和2mm的裂缝内形成致密的驻留，而随着裂缝宽度增加，复合堵漏剂无法在裂缝内驻留，材料完全同构裂缝模块，原因在于，去除聚乙烯薄膜碎片后，复合堵漏剂中最大颗粒尺寸仅为0.9mm，宽度1mm和2mm的裂缝模块尾部宽度小于0.9mm，颗粒材料能够在裂缝内架桥堆积，形成封堵，而宽度4mm及更宽的裂缝尾部宽度均大于颗粒的最大尺寸0.9mm，颗粒无法在缝内架桥，堵漏剂全部漏失。通过实验对比，再次证实，本发明中的柔性材料对实现复合堵漏剂在不同宽度裂缝内的驻留有重要作用。

3、油基钻井液堵漏效果评价

使用实验室自研的裂缝堵漏模拟装置，开展该复合堵漏剂在水基钻井液条件下的堵漏效果评价。按配方：400mL柴油+100mL(20％氯化钙)溶液+2％主乳+2％辅乳+4％有机土+2％氧化钙+350g重晶石，配制油基堵漏基浆。其中主乳和辅乳为脂肪酸酰胺类乳化剂，来源于任丘市城亿化工有限公司，密度均为0.8～1.0g/cm³，乳化率≥95％；重晶石来源于灵寿县华硕矿产品加工厂，细度325目，密度4.2g/cm³。分别加入不同量的本发明产品，在不同尺寸裂缝模块上开展堵漏实验，结果见表5。实验结果表明，本发明复合堵漏剂在油基钻井液条件下，仍表现出优异的驻留和封堵性能，形成封堵层的承压超过6MPa。

表5本发明实施例复合堵漏剂在油基钻井液条件下的堵漏效果

由以上实施例可知，本发明通过柔性材料驻留成塞、颗粒架桥材料加固、颗粒填充材料和纤维材料充填拉筋作用，材料间相互协同在不同尺寸裂缝内形成稳固的封堵层。本发明中的柔性材料变形能力强，能够进入宽度1mm以上的裂缝，且材料比表面积大，材料的附着能力强，能够有效附着在裂缝面上，同时柔性材料之间也相互吸附，促使材料在裂缝内形成驻留堆积。实验结果表明，本发明柔性材料等能够顺利进入1～10mm宽裂缝内，并形成连续的封堵段。本发明中材料间的尺寸配比合理，颗粒架桥材料和颗粒填充材料的尺寸有明显的间隔，在保证形成致密封堵的同时，使得堵漏过程中有一定的滤失量，促使堵漏剂在裂缝内形成具有一定长度的封堵段，避免出现材料间瞬间形成致密堆积而导致的封堵段过短问题。

此外，本发明可适用于水基、油基钻井液堵漏；在油基钻井液体系中，该堵漏剂对漏层仍表现出优异的适应性和良好的封堵能力。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于使本技术领域的专业技术人员，在不脱离本发明技术原理的前提下，是能够实现对这些实施例的多种修改的，而这些修改也应视为本发明应该保护的范围。

Claims

1.一种钻井用复合堵漏剂，包括如下质量份的组分：

50～60份的颗粒架桥材料；

30～40份的颗粒填充材料；

2～5份的纤维材料；

3～14份的柔性材料，所述柔性材料为聚合物薄膜碎片材料；

各组分的质量份数之和为100。

2.根据权利要求1所述的钻井用复合堵漏剂，其特征在于，所述柔性材料由聚合物薄膜经过粉碎获得，所述聚合物薄膜选自聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚酯薄膜和尼龙薄膜中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的钻井用复合堵漏剂，其特征在于，所述柔性材料的厚度为0.005～0.05mm，边长为2～15mm。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的钻井用复合堵漏剂，其特征在于，所述颗粒架桥材料选自碳酸钙、贝壳渣、石英砂、核桃壳及PPS塑料中的一种或几种，尺寸为标准分样筛20～60目。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的钻井用复合堵漏剂，其特征在于，所述颗粒填充材料选自碳酸钙、石英砂、青石粉、核桃壳及膨胀石墨中的一种或几种，尺寸为标准分样筛80～325目。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的钻井用复合堵漏剂，其特征在于，所述纤维材料选自纸纤维、麻纤维、海泡石纤维和聚合物纤维中的一种或几种。

7.根据权利要求6所述的钻井用复合堵漏剂，其特征在于，所述纤维材料的长度为1～3mm。

8.如权利要求1～7中任一项所述的钻井用复合堵漏剂在钻井液堵漏中的应用。