CN112778984A - 一种钻井液用低荧光防塌封堵剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明为解决现有技术中防塌封堵剂荧光强度与应用不匹配的问题，公开了一种钻井液用低荧光防塌封堵剂，主要原料包括，石蜡、氧化剂、乳化剂、稳定剂、消泡剂、硅酸钠、氯化钙、水以及苯乙烯‑丙烯酸酯共聚乳液等。本发明还公开了一种钻井液用低荧光防塌封堵剂的制备方法，石蜡、氧化剂、乳化剂、稳定剂、消泡剂、硅酸钠、氯化钙、水以及苯乙烯‑丙烯酸酯共聚乳液依次进行混合。本发明提供一种钻井液用低荧光防塌封堵剂，具有较低的荧光级别，封堵效果好，有利于环境保护。本发明还提供了一种钻井液用低荧光防塌封堵剂的制备方法，先对石蜡进行处理，然后在石蜡乳液粒子中形成可起到锚固点的硅酸钙结晶物，保证封堵剂具有较高的性能优势。

Description

一种钻井液用低荧光防塌封堵剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及本发明涉及钻井液用添加剂的技术领域，特别是涉及一种钻井液用低荧光防塌封堵剂及其制备方法。

背景技术

井塌是油气钻井工程中危害最严重的复杂情况之一。油气钻井中泥页岩地层的井壁稳定一直是钻井液的重要责任。多年的钻井液防塌技术研究已经表明，井壁失稳与井筒钻井液滤液的侵入紧密相关。阻止钻井液滤液对泥页岩井壁的渗透侵入是钻井液防塌技术的关键点。

封堵剂是钻井液中用量较大的一类处理剂，除了具有封堵作用外，还具有调整钻井液动切力、静切力、滤失性和改善泥饼质量的作用，从而对井壁稳定和油层保护等有重要影响。沥青类是目前公认的较为理想的防塌剂，但是沥青类封堵防塌剂荧光强度高，对于其应用有很大的限制性。

发明内容

本发明为解决现有技术中防塌封堵剂荧光强度与应用不匹配的问题，提供一种钻井液用低荧光防塌封堵剂，具有较低的荧光级别，封堵效果好，有利于环境保护。

本发明还提供了一种钻井液用低荧光防塌封堵剂的制备方法，先对石蜡进行处理，然后在石蜡乳液粒子中形成可起到锚固点的硅酸钙结晶物，并辅以苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，保证封堵剂具有较高的性能优势。

本发明采用的技术方案是：

一种钻井液用低荧光防塌封堵剂，主要原料包括，以质量份计，

石蜡 50~60份，

氧化剂 1~2份，

乳化剂 5~10份，

稳定剂 5~15份，

消泡剂 0.5~1份，

硅酸钠 3~5份，

氯化钙 1~2分，

水 40~50份，

苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液 2~5份。

进一步地，所述石蜡的熔点为52～70℃。

进一步地，所述氧化剂采用过氧化苯甲酰、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或者多种。

进一步地，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、十二醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠、失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚中的一种或多种。

进一步地，所述稳定剂为海藻酸钠、微晶纤维、羟丙基淀粉、黄原胶中的一种或多种。

进一步地，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、高碳醇中的一种或多种。

进一步地，所述苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液的固含量为40~45%。

钻井液用低荧光防塌封堵剂的制备方法，包括以下步骤，

步骤1，将石蜡加热至120~150℃，搅拌，加入氧化剂，反应30~60min后，降温至80~90℃；

步骤2，在搅拌状态下，依次间隔加入乳化剂、50~60℃的水、稳定剂、消泡剂、氯化钙和硅酸钠，间隔时间5~10min，冷却至20~30℃，得到石蜡乳液；

步骤3，在搅拌状态下，将苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液加入到石蜡乳液中后，搅拌20~30min，得到钻井液用低荧光防塌封堵剂。

本发明的有益效果是：

1. 为解决现有技术中防塌封堵剂荧光强度与应用不匹配的问题，本发明提供一种钻井液用低荧光防塌封堵剂，由石蜡、氧化剂、乳化剂、稳定剂、消泡剂、硅酸钠、氯化钙、水以及苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液等组成。该封堵剂中具有大量可变形韧性粒子，可以有效堵塞地层的微裂缝和渗透性地层的孔缝，最高使用温度190℃。同时由于产品原料多为石蜡等，因此产品具有较低的荧光级别，有利于环境保护。

2. 本发明提供一种钻井液用低荧光防塌封堵剂的制备方法，石蜡先与氧化剂反应，提高其自身的稳定性，而后再与乳化剂、稳定剂、消泡剂、硅酸钠、氯化钙、水等形成石蜡乳液。其中，石蜡乳液具有可变形性，可以在压力下进入到裂缝中。硅酸钠和氯化钙可以形成硅酸钙结晶物，并分散到石蜡乳液中。该硅酸钙结晶物可以起到锚固点作用，当封堵剂进入到裂缝中，可以增加变形韧性粒子与裂缝壁之间阻力，有效减少钻井液从裂缝处流失到地层中。过量的硅酸钠在裂缝中停留时，可与裂缝壁中钙质材料继续反应形成硅酸钙，进行二次封堵。本发明中还加入适量苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，充分利用苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液良好的成膜性，从而辅助封堵裂缝。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有现技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例中，钻井液用低荧光防塌封堵剂的制备方法的流程图。

图2为实施例中，封堵原理示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

下面结合附图对发明的实施例进行详细说明。

一种钻井液用低荧光防塌封堵剂的制备方法，其流程如附图1中所示，包括以下步骤，

步骤1，将石蜡加热至120~150℃，搅拌，加入氧化剂，反应30~60min后，降温至80~90℃。

其中，石蜡的熔点为52～70℃。

氧化剂采用过氧化苯甲酰、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或者多种。

步骤2，在搅拌状态下，依次间隔加入乳化剂、50~60℃的水、稳定剂、消泡剂、氯化钙和硅酸钠，间隔时间5~10min，冷却至20~30℃，得到石蜡乳液。

其中，乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、十二醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠、失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚中的一种或多种。

稳定剂为海藻酸钠、微晶纤维、羟丙基淀粉、黄原胶中的一种或多种。

消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、高碳醇中的一种或多种。

步骤3，在搅拌状态下，将苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液加入到石蜡乳液中后，搅拌20~30min，得到钻井液用低荧光防塌封堵剂。

其中，苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液的固含量为40~45%。

实施例1~4中参照上述方法，制得钻井液用低荧光防塌封堵剂。实施例1~4中的原料组成如下表1所示。

实施例1~4中的钻井液用低荧光防塌封堵剂的检测结果如下表2所示。

从测试数据可以看出，本发明中钻井液用低荧光防塌封堵剂的具有微米级粒子，荧光级别低。

实施例1~4中的钻井液用低荧光防塌封堵剂的在热滚前和140℃、190℃热滚8h后的粒径分布如下表3所示。

从测试结果可以看出，本发明中钻井液用低荧光防塌封堵剂，随着老化温度升高，粒径范围缩小。而140℃下热滚8h和190℃下热滚8h后，粒径差距较小，说明本发明中钻井液用低荧光防塌封堵剂的具有良好的抗高温性。同时，在经过热滚后，仍然具有一定范围微米级的可变粒子，即表明本发明中钻井液用低荧光防塌封堵剂在高温下仍然具有良好的封堵性能。

采用本领域常规测试方法，在4wt%膨润土浆中加入不同量的实施例2中的钻井液用低荧光防塌封堵剂，研究其在120℃老化16h后的性能，结果如表4所示。

从测试结果可以看出，随封堵剂浓度的增加，钻井液的黏度和切力变化较小，HTHP值基本不变，说明本产品对钻井液的流变性能较小，与其他添加剂之间具有良好的配伍性，能够满足钻井作业要求。

配置四份基浆，其中两份基浆分别加入等量的实施例2中的封堵剂，搅拌20min，制成封堵浆备用。

取400mL封堵浆倒入FA无渗透滤失仪20~40目砂床中，缓慢加压至0.7MPa，稳压30min后，滤液浸入深度为3.5cm。

取400mL基浆倒入FA无渗透滤失仪20~40目砂床中，缓慢加压至0.7MPa，稳压30min后，完全滤失。

取2000mL封堵浆加入堵漏模拟装置中，堵漏模块用0.5mm裂缝模板，用氮气缓慢加压，加压至7MPa，稳压30min，压降0.5MPa。

取2000mL基浆加入堵漏模拟装置中，堵漏模块用0.5mm裂缝模板，用氮气缓慢加压，加压至7MPa，不能稳压，并降至0MPa。

上述测试结果表明，本发明的封堵剂具有良好的封堵性能。石蜡先与氧化剂反应，提高其自身的稳定性，而后在与乳化剂、稳定剂、消泡剂、硅酸钠、氯化钙、水等形成石蜡乳液。其中，石蜡乳液具有可变形性，可以在压力下进入到裂缝中。硅酸钠和氯化钙可以形成硅酸钙结晶物，并分散到石蜡乳液中，如附图2所示。该硅酸钙结晶物可以起到锚固点作用，当封堵剂进入到裂缝中，可以增加变形韧性粒子与裂缝壁之间阻力，有效减少钻井液从裂缝处流失到地层中。过量的硅酸钠在裂缝中停留时，可与裂缝壁中钙质材料继续反应形成硅酸钙，进行二次封堵。本发明中还加入适量苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液，充分利用苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液良好的成膜性，从而辅助封堵裂缝。

Claims (8)

1.一种钻井液用低荧光防塌封堵剂，其特征在于，主要原料包括，以质量份计，

石蜡 50~60份，

氧化剂 1~2份，

乳化剂 5~10份，

稳定剂 5~15份，

消泡剂 0.5~1份，

硅酸钠 3~5份，

氯化钙 1~2分，

水 40~50份，

苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液 2~5份。

2.根据权利要求1所述的钻井液用低荧光防塌封堵剂，其特征在于，所述石蜡的熔点为52～70℃。

3.根据权利要求1所述的钻井液用低荧光防塌封堵剂，其特征在于，所述氧化剂采用过氧化苯甲酰、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或者多种。

4.根据权利要求1所述的钻井液用低荧光防塌封堵剂，其特征在于，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、十二醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠、失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的钻井液用低荧光防塌封堵剂，其特征在于，所述稳定剂为海藻酸钠、微晶纤维、羟丙基淀粉、黄原胶中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的钻井液用低荧光防塌封堵剂，其特征在于，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、高碳醇中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的钻井液用低荧光防塌封堵剂，其特征在于，所述苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液的固含量为40~45%。

8.制备如权利要求1~7中任意一项所述的钻井液用低荧光防塌封堵剂，其特征在于，包括以下步骤，

步骤1，将石蜡加热至120~150℃，搅拌，加入氧化剂，反应30~60min后，降温至80~90℃；

步骤2，在搅拌状态下，依次间隔加入乳化剂、50~60℃的水、稳定剂、消泡剂、氯化钙和硅酸钠，间隔时间5~10min，冷却至20~30℃，得到石蜡乳液；

步骤3，在搅拌状态下，将苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液加入到石蜡乳液中后，搅拌20~30min，得到钻井液用低荧光防塌封堵剂。

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