CN111944502A - 高弹性快速堵漏剂及制备方法 - Google Patents

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李公让
韩来聚
周守菊
李卉
明玉广
张敬辉
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Abstract

本发明提供一种高弹性快速堵漏剂及制备方法，它由可变性骨架材料和填充材料组成，在基液中配制成堵漏剂，可在地层漏失位置，在井筒压力下发生形变进行裂缝，对漏失进行封堵，形成的堵层牢固，可有效提高堵漏成功率，避免重复漏失的发生。本发明的优势在于，堵漏材料具有可变形性，可压缩发生形变从而进入裂缝深部，形成牢固封堵层进行堵漏，可避免重复漏失的发生；所含基液具有分散效果好的特性，同时，具有较好的抑制效果，可在钻井液中进一步的提高抑制性能，避免堵漏前后井壁发生坍塌；骨架材料具有丰富的开孔结构，利用在裂缝处形成网架结构，从而形成堵层。

Description

高弹性快速堵漏剂及制备方法
技术领域
本发明涉及石油钻井化工助剂材料，特别涉及一种钻井液漏失用堵漏剂及制备方法。
背景技术
井漏是在钻井、固井完井、测试或修井等各种井下作业过程中，各种工作液在压差的作用下漏入地层的现象。一旦发生井漏，不仅延误钻井时间，损失钻井液，损害油气层，干扰地质录井工作，增加钻井成本，而且易引起卡钻、井喷、井塌等一系列复杂情况，甚至导致井眼报废，造成巨大的经济损失。目前，在堵漏施工中常用的堵漏材料多为桥接堵漏材料和化学凝胶堵漏材料。
化学堵漏主要是通过高聚物的化学反应起到封堵的作用，包括交联反应、固化反应等多种方式。中国专利CN109294538A公开了一种油气井专用化学堵漏药剂，包括以下各重量组分：尿素35份、甲醛液42份、氯化铵0.5份、硅烷偶联剂0.4份、玻璃钢0.1份、体膨剂5份、耐碱助剂0.4份、水15份；耐碱助剂的制备方法为：将磷酸二氢钠和磷酸氢二钾溶于水，然后加入亚麻籽胶于65℃条件下搅拌溶解，然后再加入糖胺聚糖和淀粉于95℃条件下搅拌均匀，加入氧化钕和铁，进行电子束熔炼，冷却后置于1T的磁场强度下磁化处理8min，得到所述耐碱助剂。本发明具有能用于水基钻井液和油基钻井液中，并且对强碱性物质有较强的惰性的有益效果。化学堵漏针对恶性漏失具有较好的堵漏效果，但化学堵漏反应较为激烈，施工复杂，风险性较高。
中国专利CN109021945B公开了一种架桥材料及其制备方法以及堵漏剂和堵漏液及其应用，所述架桥材料包括蜂窝状结构材料、刚性颗粒材料和吸附材料，其中，至少部分刚性颗粒材料存在于蜂窝状结构材料中，至少部分吸附材料吸附于蜂窝状结构材料以防止存在于蜂窝状结构材料中的刚性颗粒材料脱落。所述蜂窝状活性炭聚氨酯海绵的孔径可以根据实际漏层裂缝宽度进行适当的选择。所述刚性颗粒材料选自方解石、大理石、石灰石中的一种或多种。所述吸附材料选自沥青、石墨和石蜡中的一种或多种。桥接堵漏材料施工工艺简单，成本低，在现场最为常用，但某些材料抗温性较差，在高温下易发生分解失效，造成漏层的重复漏失。同时，这些材料存在着封门、不能长时间浸泡等问题，堵漏效果有时并不理想。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种高弹性快速堵漏剂，它由可变性骨架材料和填充材料组成，可在地层漏失位置，在井筒压力下发生形变进行裂缝，对漏失进行封堵，形成的堵层牢固，可有效提高堵漏成功率，避免重复漏失的发生。
本发明的技术方案：
一种高弹性快速堵漏剂，包括改性聚乙烯醇基海绵、填充剂、纳米封堵剂、基液；各组分按堵漏剂总量重量百分比为：改性聚乙烯醇基海绵0.5%~5%、填充剂6%~20%、纳米封堵剂2%~10%，其余为基液。
所述填充剂为弹性石墨、橡胶粒、超细碳酸钙、锂皂土、有机蒙脱土中的一种或几种的组合物；所述纳米封堵剂为纳米二氧化硅颗粒、纳米氧化铝、纳米石墨烯中的一种或几种的组合物。
所述改性聚乙烯醇基海绵由聚乙烯醇和聚氨酯预聚体交联合成或者由聚乙烯醇与甲醛缩醛而成。
所述基液为丙二醇、甘露醇、木糖醇、山梨醇中的一种或几种的组合物。
一种按照前述含有弹性孔网材料的堵漏剂的制备方法，在基液中依次加入填充剂、纳米封堵剂、改性聚乙烯醇基海绵，并在加入过程中不断高速搅拌，形成高弹性快速堵漏剂。
所述高速搅拌是2000-5000转/分钟，搅拌时间1-3小时。
本发明与现有技术相比具有以下优势：
（1）堵漏材料具有可变形性，可压缩发生形变从而进入裂缝深部，形成牢固封堵层进行堵漏，可避免重复漏失的发生；
（2）本发明中所含基液具有分散效果好的特性，同时，具有较好的抑制效果，可在钻井液中进一步的提高抑制性能，避免堵漏前后井壁发生坍塌；
（3）改性聚乙烯醇基海绵具有丰富的开孔结构和极佳的耐化学品性能，干态状是一种冲击强度高，压缩弹性模量值大的硬质吸水海绵；润湿状态下，由于亲水作用，海绵变得柔软富有弹性具有坚韧表层，在钻井液中分散性好。
具体实施方式
下面结合具体制备方法实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：
在丙二醇基液中依次加入重量百分比为6%弹性石墨、2%纳米二氧化硅颗粒、0.5%改性聚乙烯醇基海绵，并在加入过程中不断高速搅拌（2000转/分钟），搅拌3h后，形成高弹性快速堵漏剂。
实施例二：
在甘露醇基液中依次加入重量百分比为15%橡胶粒和超细碳酸钙的混合物（质量比为1:2）、10%纳米石墨烯、5%改性聚乙烯醇基海绵，并在加入过程中不断高速搅拌（3000转/分钟），搅拌2.2h后，形成高弹性快速堵漏剂。
实施例三：
在山梨醇基液中依次加入重量百分比为10%锂皂土、8%纳米氧化铝、3%改性聚乙烯醇基海绵，并在加入过程中不断高速搅拌（4000转/分钟），搅拌2h后，形成高弹性快速堵漏剂。
实施例四：
在丙二醇基液中依次加入重量百分比为18%弹性石墨和有机蒙脱土的混合物（质量比2:1）、6%纳米氧化铝、3%改性聚乙烯醇基海绵，并在加入过程中不断高速搅拌（5000转/分钟），搅拌1.5h后，形成高弹性快速堵漏剂。
上述实施例的百分比均以堵漏剂总量为基准。

Claims (10)

1.高弹性快速堵漏剂，其特征在于：包括改性聚乙烯醇基海绵、填充剂、纳米封堵剂、基液；各组分按堵漏剂总量重量百分比为：改性聚乙烯醇基海绵0.5%~5%、填充剂6%~20%、纳米封堵剂2%~10%，其余为基液。
2.根据权利要求1所述的高弹性快速堵漏剂，其特征在于：所述填充剂为弹性石墨、橡胶粒、超细碳酸钙、锂皂土、有机蒙脱土中的一种或几种的组合物；所述纳米封堵剂为纳米二氧化硅颗粒、纳米氧化铝、纳米石墨烯中的一种或几种的组合物。
3.根据权利要求1或2所述的高弹性快速堵漏剂，其特征在于：所述改性聚乙烯醇基海绵由聚乙烯醇和聚氨酯预聚体交联合成或者由聚乙烯醇与甲醛缩醛而成。
4.根据权利要求1或2所述的高弹性快速堵漏剂，其特征在于：所述基液为丙二醇、甘露醇、木糖醇、山梨醇中的一种或几种的组合物。
5.根据权利要求3所述的高弹性快速堵漏剂，其特征在于：所述基液为丙二醇、甘露醇、木糖醇、山梨醇中的一种或几种的组合物。
6.一种按照权利要求1或2所述高弹性快速堵漏剂的制备方法，其特征在于：在基液中依次加入填充剂、纳米封堵剂、改性聚乙烯醇基海绵，并在加入过程中不断高速搅拌，形成高弹性快速堵漏剂。
7.一种按照权利要求3所述含有弹性孔网材料的堵漏剂的制备方法，其特征在于：在基液中依次加入填充剂、纳米封堵剂、改性聚乙烯醇基海绵，并在加入过程中不断高速搅拌，形成高弹性快速堵漏剂。
8.一种按照权利要求4所述含有弹性孔网材料的堵漏剂的制备方法，其特征在于：在基液中依次加入填充剂、纳米封堵剂、改性聚乙烯醇基海绵，并在加入过程中不断高速搅拌，形成高弹性快速堵漏剂。
9.一种按照权利要求5所述含有弹性孔网材料的堵漏剂的制备方法，其特征在于：在基液中依次加入填充剂、纳米封堵剂、改性聚乙烯醇基海绵，并在加入过程中不断高速搅拌，形成高弹性快速堵漏剂。
10.按照权利要求6-9任一所述含有弹性孔网材料的堵漏剂的制备方法，其特征在于：高速搅拌在2000-5000转/分钟，搅拌时间1-3小时。
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