CN110938413A - 一种地层逆向堵漏材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地层堵漏技术领域，尤其为一种地层逆向堵漏材料。该逆向堵漏材料，包括单向压力封闭剂、PMN凝胶、石灰乳、沉淀碳酸钙、水泥和桥接材料，堵漏材料采用的所述压力封闭剂为2‑5份，所述PMN凝胶为3.5‑7份，所述石灰乳为2.5‑5份，所述沉淀碳酸钙为4‑6份，所述水泥为50‑75份，所述桥接材料为15‑25份，通过调节PMN凝胶的PH值进行调节，可以较为准确的控制堵漏材料的凝结时间，使凝结材料的凝结效率和使用成本达到最优，并且适用于不同体系、不同密度的钻井液和完井液，对地层裂缝、大洞穴渗漏达到有效的封堵，并能改善泥饼质量，降低失水，并且材料凝固后稳定牢固。

Description

一种地层逆向堵漏材料

技术领域

本发明涉及地层堵漏技术领域，具体为一种地层逆向堵漏材料。

背景技术

井漏是钻井过程中经常遇到的井下复杂问题，因而堵漏剂是安全钻井所必需的，目前,大部分油田的开采已经进入中、晚期阶段,由于长期地采油与注水油气层的压力发生了很大的变化，部分油层枯竭破裂压力下降;部分油层因注水而憋成高压，甚至超过上覆地层的压力；部分油气层可能因压裂产生新的裂缝增加了渗透性，在同一井眼的裸眼段形成多套压力层系，易造成井喷、井漏、井塌、卡钻等复杂事故，因此，对一种地层逆向堵漏材料的需求日益增长。

目前市场上存在的大部分堵漏材料在实际的生产使用过程中，在使用堵漏材料进行堵漏时，材料的凝结度和凝结时间难以进行控制，凝结过早则对地层的封堵不完全，凝结效率低的话可能导致使用的堵漏材料较多，造成原材料的浪费，增加了使用成本，因此，针对上述问题提出一种地层逆向堵漏材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地层逆向堵漏材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种地层逆向堵漏材料，包括单向压力封闭剂、PMN凝胶、石灰乳、沉淀碳酸钙、水泥和桥接材料，堵漏材料采用的所述压力封闭剂为2-5份，所述PMN凝胶为3.5-7份，所述石灰乳为2.5-5份，所述沉淀碳酸钙为4-6份，所述水泥为50-75份，所述桥接材料为15-25份。

优选的，所述单向压力封闭剂采用纤维性材料以及颗粒性材料混合制成，其中纤维性材料选用锯末、树木粉末、花生壳和玉米芯的中的一种或几种作为原材料，颗粒性材料选用核桃壳、硅藻土和珍珠岩中的一种或者几种作为原材料，并将纤维性材料和颗粒性材料以1比2的比例进行混合制成。

优选的，所述PMN凝胶是由丙烯酰胺、丙烯腈共聚物和羧甲基纤维素组合而成。

优选的，所述桥接材料是采用大理石、方解石和石英砂作为原材料，其中直径为2-5cm的材料的直径为0.5-1cm的材料的体积比例为5比1。

优选的，所述堵漏材料的制作方法为：

步骤一：选取锯末、树木粉末、花生壳和玉米芯的中的一种或几种并添加核桃壳、硅藻土和珍珠岩中的一种或者几种作为原材料，进行粉碎混合，制得粉末状的单向压力封闭剂；

步骤二：丙烯酰胺和丙烯腈共聚物组合作为PMN凝胶的基础，加入和羧甲基纤维素进行混合，加入初始交联剂调节初凝时间，再加入终凝胶联剂，增加凝胶强度和稳定性，最后进行PH值的调节；

步骤三：向反应容器中加入石灰乳、沉淀碳酸钙、水泥和桥接材料在25℃-50℃的范围内进行充分的搅拌，搅拌40分钟后，当反应容器内的温度降至10℃-20℃的范围内，再加入单向压力封闭剂和PMN凝胶进行混合，再次搅拌30分钟后，得到成品堵漏材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，通过调节PMN凝胶的PH值进行调节，可以较为准确的控制堵漏材料的凝结时间，使凝结材料的凝结效率和使用成本达到最优，并且适用于不同体系、不同密度的钻井液和完井液，对地层裂缝、大洞穴渗漏达到有效的封堵，并能改善泥饼质量，降低失水，并且材料凝固后稳定牢固，采用水泥作为主体原料，造价成本低，稳定性高，同时采用大颗粒对主体进行连接，直径较小的颗粒对细缝处进行填充，具有较高的封堵强度。

具体实施方式

实施例1：

一种地层逆向堵漏材料，包括单向压力封闭剂、PMN凝胶、石灰乳、沉淀碳酸钙、水泥和桥接材料，堵漏材料采用的所述压力封闭剂为2份，所述PMN凝胶为3.5份，所述石灰乳为2.5份，所述沉淀碳酸钙为4份，所述水泥为50份，所述桥接材料为15份。

所述单向压力封闭剂采用纤维性材料以及颗粒性材料混合制成，其中纤维性材料选用锯末、树木粉末、花生壳和玉米芯作为原材料，颗粒性材料选用核桃壳、硅藻土和珍珠岩作为原材料，并将纤维性材料和颗粒性材料以1比2的比例进行混合制成，产品在钻井中加入后，在单向压力差作用下，能对地层有各种渗漏起到良好的封堵效果，不影响泥浆性能；所述PMN凝胶是由丙烯酰胺、丙烯腈共聚物和羧甲基纤维素组合而成，可以进行吸水膨胀，提高封堵材料的封堵效果；所述桥接材料是采用大理石、方解石和石英砂作为原材料，其中直径为2-5cm的材料的直径为0.5-1cm的材料的体积比例为5比1，采用大颗粒对主体进行连接，直径较小的颗粒对细缝处进行填充，具有较高的封堵强度。

所述堵漏材料的制作方法为：

步骤一：选取锯末、树木粉末、花生壳和玉米芯的中的一种或几种并添加核桃壳、硅藻土和珍珠岩中的一种或者几种作为原材料，进行粉碎混合，制得粉末状的单向压力封闭剂，适用于不同体系、不同密度的钻井液和完井液，对微裂缝渗漏达到有效的封堵，并能改善泥饼质量，降低失水；

步骤二：丙烯酰胺和丙烯腈共聚物组合作为PMN凝胶的基础，使丙烯酰胺和丙烯腈共聚物作为主体聚合物，加入和羧甲基纤维素进行混合，提高该封堵剂对岩层地层的粘黏能力，加入初始交联剂调节初凝时间，控制封堵剂进入漏层前的形态，再加入终凝胶联剂，增加凝胶强度和稳定性，提高堵剂的封堵强度和耐久性，最后进行PH值的调节，调节凝胶时间和凝胶性能；

步骤三：向反应容器中加入石灰乳、沉淀碳酸钙、水泥和桥接材料在25℃-50℃的范围内进行充分的搅拌，搅拌40分钟后，当反应容器内的温度降至10℃-20℃的范围内，再加入单向压力封闭剂和PMN凝胶进行混合，再次搅拌30分钟后，得到成品堵漏材料。

在漏缝较大时使用本实施例提供的堵漏材料，材料浆液的黏度为0.5Pa·s，在50℃下的初凝时间为2h，固化时间为4.5h，固化后得到的材料的抗压强度达到30MPa，堵漏材料的体积膨胀至初始体积的5倍，与地层漏层完全贴合进行封堵。

实施例2：

一种地层逆向堵漏材料，包括单向压力封闭剂、PMN凝胶、石灰乳、沉淀碳酸钙、水泥和桥接材料，堵漏材料采用的所述压力封闭剂为3份，所述PMN凝胶为5份，所述石灰乳为5份，所述沉淀碳酸钙为5.5份，所述水泥为70份，所述桥接材料为23份。

所述单向压力封闭剂采用纤维性材料以及颗粒性材料混合制成，其中纤维性材料选用锯末、树木粉末、花生壳和玉米芯作为原材料，颗粒性材料选用核桃壳、硅藻土和珍珠岩作为原材料，并将纤维性材料和颗粒性材料以1比2的比例进行混合制成，产品在钻井中加入后，在单向压力差作用下，能对地层有各种渗漏起到良好的封堵效果，不影响泥浆性能；所述PMN凝胶是由丙烯酰胺、丙烯腈共聚物和羧甲基纤维素组合而成，可以进行吸水膨胀，提高封堵材料的封堵效果；所述桥接材料是采用大理石、方解石和石英砂作为原材料，其中直径为2-5cm的材料的直径为0.5-1cm的材料的体积比例为5比1，采用大颗粒对主体进行连接，直径较小的颗粒对细缝处进行填充，具有较高的封堵强度。

所述堵漏材料的制作方法为：

步骤一：选取锯末、树木粉末、花生壳和玉米芯的中的一种或几种并添加核桃壳、硅藻土和珍珠岩中的一种或者几种作为原材料，进行粉碎混合，制得粉末状的单向压力封闭剂，适用于不同体系、不同密度的钻井液和完井液，对微裂缝渗漏达到有效的封堵，并能改善泥饼质量，降低失水；

步骤二：丙烯酰胺和丙烯腈共聚物组合作为PMN凝胶的基础，使丙烯酰胺和丙烯腈共聚物作为主体聚合物，加入和羧甲基纤维素进行混合，提高该封堵剂对岩层地层的粘黏能力，加入初始交联剂调节初凝时间，控制封堵剂进入漏层前的形态，再加入终凝胶联剂，增加凝胶强度和稳定性，提高堵剂的封堵强度和耐久性，最后进行PH值的调节，调节凝胶时间和凝胶性能；

步骤三：向反应容器中加入石灰乳、沉淀碳酸钙、水泥和桥接材料在25℃-50℃的范围内进行充分的搅拌，搅拌40分钟后，当反应容器内的温度降至10℃-20℃的范围内，再加入单向压力封闭剂和PMN凝胶进行混合，再次搅拌30分钟后，得到成品堵漏材料。

在漏缝较大时使用本实施例提供的堵漏材料，材料浆液的黏度为0.3Pa·s，在50℃下的初凝时间为2h，固化时间为4.5h，固化后得到的材料的抗压强度达到25MPa，堵漏材料的体积膨胀至初始体积的3倍，与地层漏层完全贴合进行封堵。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种地层逆向堵漏材料，其特征在于：包括单向压力封闭剂、PMN凝胶、石灰乳、沉淀碳酸钙、水泥和桥接材料，堵漏材料采用的所述压力封闭剂为2-5份，所述PMN凝胶为3.5-7份，所述石灰乳为2.5-5份，所述沉淀碳酸钙为4-6份，所述水泥为50-75份，所述桥接材料为15-25份。

2.根据权利要求1所述的一种地层逆向堵漏材料，其特征在于：所述单向压力封闭剂采用纤维性材料以及颗粒性材料混合制成，其中纤维性材料选用锯末、树木粉末、花生壳和玉米芯的中的一种或几种作为原材料，颗粒性材料选用核桃壳、硅藻土和珍珠岩中的一种或者几种作为原材料，并将纤维性材料和颗粒性材料以1比2的比例进行混合制成。

3.根据权利要求1所述的一种地层逆向堵漏材料，其特征在于：所述PMN凝胶是由丙烯酰胺、丙烯腈共聚物和羧甲基纤维素组合而成。

4.根据权利要求1所述的一种地层逆向堵漏材料，其特征在于：所述桥接材料是采用大理石、方解石和石英砂作为原材料，其中直径为2-5cm的材料的直径为0.5-1cm的材料的体积比例为5比1。

5.根据权利要求1所述的一种地层逆向堵漏材料，其特征在于，所述堵漏材料的制作方法为：

步骤一：选取锯末、树木粉末、花生壳和玉米芯的中的一种或几种并添加核桃壳、硅藻土和珍珠岩中的一种或者几种作为原材料，进行粉碎混合，制得粉末状的单向压力封闭剂；

步骤二：丙烯酰胺和丙烯腈共聚物组合作为PMN凝胶的基础，加入和羧甲基纤维素进行混合，加入初始交联剂调节初凝时间，再加入终凝胶联剂，增加凝胶强度和稳定性，最后进行PH值的调节；

步骤三：向反应容器中加入石灰乳、沉淀碳酸钙、水泥和桥接材料在25℃-50℃的范围内进行充分的搅拌，搅拌40分钟后，当反应容器内的温度降至10℃-20℃的范围内，再加入单向压力封闭剂和PMN凝胶进行混合，再次搅拌30分钟后，得到成品堵漏材料。