CN111944500A - 一种基于铝刨花的复合堵漏钻井液 - Google Patents

一种基于铝刨花的复合堵漏钻井液 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种以铝刨花为主要架桥封堵材料的裂缝性地层用堵漏钻井液。包含以下质量分数的组分：3‑10份铝刨花，3‑6份颗粒状硅酸钠，4‑8份超细刚性颗粒，0.5‑1份增黏剂，75‑89.5份膨润土浆。与现有技术相比，本发明有如下优点：铝刨花相较于现有纤维状材料具有一定的刚性强度，并且铝刨花形态各异，有蜷曲状的、有螺旋状的、有丝状的、片状的，有的还有很多毛刺，堵漏过程中这些铝刨花很容易在裂缝表面滞留，形成具有足够强度的网状架桥层，不同粒径的片状铝刨花和刚性颗粒在架桥层处产生紧密堆积，从而能够有效封堵裂缝。

Description

一种基于铝刨花的复合堵漏钻井液
技术领域
本发明涉及钻井用化工助剂领域的一种复合堵漏钻井液，具体是一种以铝刨花为主要架桥封堵材料的裂缝性地层用堵漏钻井液。
背景技术
近年来，随着油气勘探开发的进行，深井、 复杂地层井逐渐增多；随着注采及压裂影响日益增加，部分地层的承压能力大为降低：为了节省开发费用，很多油田进行多压力层系的长裸眼井施工，这些情况均使得井漏问题更加突出。发生漏失井的数量、漏失量、漏失时间均居高不下，而且堵漏效果也不是很理想，不仅造成了巨大的经济损失，也大大延缓了勘探开发的进程。
目前，常用的堵漏材料按不同机理和功能主要有挢接类堵漏材料、高失水堵漏材料、保护产层的暂堵材料、化学堵漏材料、无机胶凝堵漏材料和软(硬)塞类堵漏材料等几大类。这些堵漏材料的应用在一定程度上大大减小了因井漏造成的损失。
中国专利CN106609132A公开了《一种钻井用多元复合凝胶堵漏剂》，以重量份计，总质量份数以100份计，包括以下组分：刚性颗粒5~10重量份、柔性材料5~15重量份、可固结聚合物60~85重量份、促进剂2~10重量份。所述刚性颗粒为棉籽壳、核桃壳、锯末中的一种或几种，粒径40-100目不等。所述柔性材料为石棉纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯腈纤维中的一种或几种。纤维材料长度为0.5～6mm，直径为0.001～0.5mm。所述可固结聚合物为聚丙烯酰胺或聚（丙烯酰胺-丙烯酸钠），分子量为400~800万，粒径60~100目不等。所述促进剂为六次甲基四胺/苯酚、六次甲基四胺/对苯二酚或六次甲基四胺/间苯二酚中的一种。该发明的堵漏剂加入的刚性颗粒与聚合物凝胶协同提供承压能力，柔性纤维类材料增强其抗撕裂能力。调节促进剂的含量，可以调控堵漏剂固结时间，以达到在不同深度的漏失情况下，对堵漏剂形成凝胶的不同时间要求。
然而．在各种类型的堵漏剂中，适用于处理较大裂缝地层严重井漏的堵剂并不多，采用的主要手段仍是以水泥为主的无机胶凝堵剂、复合桥堵剂和少部分化学堵剂，对于常规井漏的处理仍以桥接类堵漏材料和水泥为主。桥接类材料中棉籽壳、核桃壳等材料耐温性差，地层高温条件下容易发生碳化，矿物类纤维中应用较普遍的多为石棉类，但因为石棉具有致癌性，很多行业已明令禁止使用。而使用水泥等无机凝胶堵漏技术也存在一些缺点，如需要侯凝，耗时长，对钻井液性能污染较大，复漏率高等，不利于提高堵漏效率和提速提效。
发明内容
本发明的目的是克服上述堵漏钻井技术的不足，提供一种以铝刨花为主要架桥封堵材料的堵漏钻井液，通过不同规格型号的铝刨花在地层裂缝中实现滞留、架桥、堆积、填充，最终形成具有较强承压能力的封堵层，从而实现对较大裂缝性漏层高效封堵的目的。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于铝刨花的复合堵漏钻井液，其特征在于包含以下质量分数的组分：3-10份铝刨花，3-6份颗粒状硅酸钠，4-8份超细刚性颗粒，0.5-1份增黏剂，75-89.5份膨润土浆。
所述铝刨花包括A、B、C三种规格型号，所述铝刨花A为丝状，直径为0.5-1mm，长度为5-15mm，所述铝刨花B为条状，宽度为1-3mm，厚度为0.5-1mm，长度为5-10mm，所述铝刨花C为片状，宽度为2-3mm，厚度为0.5-1mm，长度为3-5mm，所述A、B、C三种铝刨花的重量比为2：3：5。
所述的颗粒状硅酸钠的粒径为1-3mm。
所述超细刚性颗粒为超细硅酸铝、超细碳酸钙、超细硅酸钙中的一种或几种，粒径为20-80μm。
所述增粘剂为高粘聚阴离子纤维素、黄原胶中的一种或两种；所述膨润土浆中膨润土与水的质量体积比为8-10%。
本发明所述堵漏钻井液主要是应用于钻井过程中封堵裂缝性地层漏失。现有堵漏材料中纤维类材料柔性太强，颗粒类材料中以不同粒径的核桃壳为主，核桃壳不耐高温，容易发生碳化，同时核桃壳密度小，容易在堵漏浆中悬浮，不能在堵漏浆中实现均匀分布，地层高压差下容易破碎，形成的封堵层强度低，堵漏效果差。
与现有技术相比，本发明有如下优点：铝刨花相较于现有纤维状材料具有一定的刚性强度，并且铝刨花形态各异，有蜷曲状的、有螺旋状的、有丝状的、片状的，有的还有很多毛刺，堵漏过程中这些铝刨花很容易在裂缝表面滞留，形成具有足够强度的网状架桥层，不同粒径的片状铝刨花和刚性颗粒在架桥层处产生紧密堆积，从而能够有效封堵裂缝。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明，但是本发明不仅限于这些例子。
实施例1
一种基于铝刨花的复合堵漏钻井液，按总量100质量份计，包括以下重量份数的组分：3份铝刨花，5份粒径为2mm的硅酸钠，5份粒径为45μm的超细碳酸钙，0.5份黄原胶，余量为膨润土和水的质量体积比为8%的膨润土浆。
所述铝刨花A的直径为0.5-1mm，长度为5-15mm，所述铝刨花B的宽度为1-3mm，厚度为0.5-1mm，长度为5-10mm，所述铝刨花C的宽度为2-3mm，厚度为0.5-1mm，长度为3-5mm，所述A、B、C三种铝刨花的重量比为2：3：5。
实施例2
一种基于铝刨花的复合堵漏钻井液，按总量100质量份计，包括以下重量份数的组分：7份铝刨花，5份粒径为3mm的硅酸钠，5份粒径为60μm的超细硅酸钙，0.5份高粘聚阴离子纤维素，余量为膨润土和水的质量体积比为8.5%的膨润土浆。
所述铝刨花A的直径为0.5-1mm，长度为5-15mm，所述铝刨花B的宽度为1-3mm，厚度为0.5-1mm，长度为5-10mm，所述铝刨花C的宽度为2-3mm，厚度为0.5-1mm，长度为3-5mm，所述A、B、C三种铝刨花的重量比为2：3：5。
实施例3
一种基于铝刨花的复合堵漏钻井液，按总量100质量份计，包括以下重量份数的组分：10份铝刨花，6份粒径为3mm的硅酸钠，5份粒径为80μm的超细硅酸铝，1份高粘聚阴离子纤维素，余量为膨润土和水的质量体积比为10%的膨润土浆。
所述铝刨花A的直径为0.5-1mm，长度为5-15mm，所述铝刨花B的宽度为1-3mm，厚度为0.5-1mm，长度为5-10mm，所述铝刨花C的宽度为2-3mm，厚度为0.5-1mm，长度为3-5mm，所述A、B、C三种铝刨花的重量比为2：3：5。
对比例1
一种堵漏钻井液，按总量100质量份计，包括以下份数组分2份棉籽皮，2份玉米芯，3份锯末，5份2-4mm的核桃壳，6份云母，12份粒径为80μm的超细碳酸钙，1份高粘聚阴离子纤维素，余量为膨润土和水的质量体积比为10%的膨润土浆。
对比例2
一种堵漏钻井液，按总量100质量份计，包括以下份数组分3份棉籽皮，3份玉米芯，2份锯末，5份4-6mm的核桃壳，4份云母，10份粒径为60μm的超细碳酸钙，1份高粘聚阴离子纤维素，余量为膨润土和水的质量体积比为10%的膨润土浆。
采用堵漏评价模拟实验装置考察堵漏钻井液的封堵性能。
实验方法：取3L堵漏浆加入堵漏模拟装置中，评价对不同缝宽的裂缝柱的封堵能力，实验压差5MPa，稳压30min，记录不同堵漏钻井液的压降。
表1 不同堵漏钻井液的封堵性能
Figure 782940DEST_PATH_IMAGE002
由表1数据可知，与对比例相比，采用本发明所述的堵漏钻井液配方，针对不同缝宽的裂缝，通过调整堵漏产品的比例，实验压降均小于0.5MPa，封堵效果良好。

Claims (8)

1.一种基于铝刨花的复合堵漏钻井液，其特征在于包含以下质量分数的组分：3-10份铝刨花，3-6份颗粒状硅酸钠，4-8份超细刚性颗粒，0.5-1份增黏剂，75-89.5份膨润土浆。
2.根据权利要求1所述的基于铝刨花的复合堵漏钻井液，其特征在于：所述铝刨花包括A、B、C三种规格型号，所述铝刨花A为丝状，直径为0.5-1mm，长度为5-15mm，所述铝刨花B为条状，宽度为1-3mm，厚度为0.5-1mm，长度为5-10mm，所述铝刨花C为片状，宽度为2-3mm，厚度为0.5-1mm，长度为3-5mm，所述A、B、C三种铝刨花的重量比为2：3：5。
3.根据权利要求1或2所述的基于铝刨花的复合堵漏钻井液，其特征在于：所述膨润土浆中膨润土与水的质量体积比为8-10%。
4.根据权利要求3所述的基于铝刨花的复合堵漏钻井液，其特征在于：所述增粘剂为高粘聚阴离子纤维素、黄原胶中的一种或两种。
5.根据权利要求4所述的基于铝刨花的复合堵漏钻井液，其特征在于：所述的颗粒状硅酸钠的粒径为1-3mm；所述超细刚性颗粒为超细硅酸铝、超细碳酸钙、超细硅酸钙中的一种或几种，粒径为20-80μm。
6.根据权利要求5所述的基于铝刨花的复合堵漏钻井液，其特征在于：所述增粘剂为高粘聚阴离子纤维素、黄原胶中的一种或两种。
7.根据权利要求3所述的基于铝刨花的复合堵漏钻井液，其特征在于：所述的颗粒状硅酸钠的粒径为1-3mm；所述超细刚性颗粒为超细硅酸铝、超细碳酸钙、超细硅酸钙中的一种或几种，粒径为20-80μm。
8.根据权利要求7所述的基于铝刨花的复合堵漏钻井液，其特征在于：所述增粘剂为高粘聚阴离子纤维素、黄原胶中的一种或两种。
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