CN112940694B

CN112940694B - 一种水基钻井液用环保型复合堵漏液及制备方法

Info

Publication number: CN112940694B
Application number: CN202110162541.4A
Authority: CN
Inventors: 欧阳勇; 段志锋; 陈春宇; 来轩昂; 吴学升; 高云文; 黄占盈; 蒙华军; 赵巍; 艾磊
Original assignee: Petrochina Co Ltd
Current assignee: Petrochina Co Ltd
Priority date: 2021-02-05
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2022-10-04
Anticipated expiration: 2041-02-05
Also published as: CN112940694A

Abstract

一种水基钻井液用环保型复合堵漏液及制备方法，按重量比计包括：正四面体刚性材料20％～30％；疏水缔合聚合物2％～5％，吸水膨胀材料10％～20％；纤维材料10％～20％，余量为水。所述的正四面体刚性材料为石灰石粉经过压模成型的正四面体结构的刚性材料。本发明可应用于储层段易破碎或弱胶结地层水基钻井液用环保型复合堵漏液，该堵漏液堵漏效果好，环保，酸溶强，对储层伤害低，配方、配浆工艺简便易行的特点。

Description

一种水基钻井液用环保型复合堵漏液及制备方法

技术领域

本发明属于钻井液处理剂技术领域，具体涉及一种水基钻井液用环保型复合堵漏液及制备方法，尤其适合于储层段的破碎或弱胶结地层。

背景技术

随着油气勘探开发的深入，钻井过程中遇到的地层越来越复杂，在钻进破碎或弱胶结地层、裂缝发育地层、压力衰竭地层时，井漏问题非常突出。由井漏诱发的井壁失稳、坍塌、井喷等问题是长期以来油气勘探开发过程中的世界性难题、是制约勘探开发速度的主要技术瓶颈；同时井漏的发生不仅会给钻井工程带来不便和损失，如耗费钻井时间、损失钻井液、堵漏材料，引起卡钻、井喷、井塌等一系列复杂情况，甚至导致井眼报废，而在储层发生的漏失对储层的伤害更是难以估量。因此，近年来国内外进行了大量钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术方面的研究工作，并取得较好的应用。

破碎或弱胶结地层，承压能力低，安全密度窗口窄，对压力敏感，一旦发生井漏，都是失返性漏失，但这不意味着漏失尺寸较大，主要是孔隙或者裂缝的连通性较好。对于这类地层选用堵漏液堵漏时，桥接材料的级配，桥接浆液的浓度以及施工时的挤替压力是直接影响堵漏效果的关键因素。如果堵漏液中堵漏剂刚性颗粒状材料的尺寸偏大，堵漏液的浓度偏高，容易形成“封门”，堵漏材料难以在深部地层形成堵塞隔墙，致使堵塞不牢，加之漏层对压力又十分敏感，在以后的钻井作业中容易再次发生井漏。

目前国内在钻井液专用堵漏剂研发和应用方面取得的成果较少，并且多为控制渗漏的堵漏剂。专利申请201410428352.7公开了《一种油基钻井液裂缝堵漏剂》，由油溶胀材料、变形颗粒、纤维材料、堵漏材料、超细碳酸钙和表面活性剂组成，该油基钻井液堵漏剂适用于高渗及裂缝性漏失地层的防漏堵漏需求，对于裂缝≤4mm，抗压强度可达到7MPa以上，但是该复合防漏剂中的刚性材料超细碳酸钙为亲水材料，在油基钻井液中易团聚分散效果差，对于大于4mm的裂缝堵漏承压效果不佳。

从文献调研结果看出钻井液破碎或弱胶结地层井漏仍未得到很好解决，尤其是进入储层段的漏失，堵漏液开发仍然是国内石油工程领域十分关注和亟需解决的难题。

发明内容

为了解决储层段破碎或弱胶结地层漏失的问题，本发明的目的是提供了一种水基钻井液用环保型复合堵漏液及制备方法，该复合型堵漏液原理是利用正四面体刚性材料、吸水膨胀材料、软性纤维材料、疏水缔合聚合物架桥形成堵漏层，各组分协同作用达到封堵治漏的效果，从而提高储层段破碎或弱胶结地层漏失的承压能力，提高现场钻井液破碎或弱胶结地层漏失堵漏成功率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种水基钻井液用环保型复合堵漏液，按重量比计包括：正四面体刚性材料20％～30％；疏水缔合聚合物2％～5％，吸水膨胀材料10％～20％；纤维材料10％～20％，余量为水。

本发明进一步的改进在于，所述的正四面体刚性材料为石灰石粉经过压模成型的正四面体结构的刚性材料。

本发明进一步的改进在于，所述的疏水缔合聚合物为1300万～1500万的疏水缔合聚丙烯酰胺。

本发明进一步的改进在于，疏水缔合聚丙烯酰胺通过以下过程制得：将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠和2-甲基-2-丙烯酰胺按3：2：1的质量比加入水中，再加入引发剂，在惰性气体保护下，在85～90℃下反应4～6h。

本发明进一步的改进在于，引发剂的质量为疏水缔合聚丙烯酰胺质量的0.5％；引发剂为亚硫酸氢钠。

本发明进一步的改进在于，所述的吸水膨胀材料为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂。

本发明进一步的改进在于，纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂通过以下过程制得：将丙烯酸、丙烯酰胺、联苯乙烯二苯基二磺酸二钠、引发剂、交联剂、纳米碳酸钙与羟丙基淀粉混合后，调节pH值为6～7，然后在45～55℃下进行接枝共聚反应2～4h。

本发明进一步的改进在于，引发剂为过硫酸铵，交联剂为N,N-二甲基丙烯酰胺，引发剂的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的0.3％；交联剂的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的0.3％；羟丙基淀粉的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的1％，纳米碳酸钙的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的1％；丙烯酸、丙烯酰胺与联苯乙烯二苯基二磺酸二钠的质量比为3：3：1，采用质量浓度为5％的氢氧化钠溶液调节pH值为6～7。

本发明进一步的改进在于，吸水膨胀材料的中值粒径为125.2μm；所述的纤维材料为聚酯纤维和/或聚芳酰胺纤维。

一种水基钻井液用环保型复合堵漏液的制备方法，将四面体刚性材料20％～30％、疏水缔合聚合物2％～5％、吸水膨胀材料10％～20％、纤维材料10％～20％与水，混合均匀制得，四面体刚性材料、疏水缔合聚合物、吸水膨胀材料、纤维材料与水满足100％。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中采用正四面体刚性材料，该材料能够在很短时间内、很少漏失量的条件下，在地层模拟裂缝中形成渗透率很低的填塞层，且形成的填塞层能够承受10MPa以上的压力。从而验证了刚性材料能够实现封堵，提高地层承压能力的要求。另外，该刚性材料抗高温、能酸溶、不与钻井液和地层流体反应。本发明中采用的疏水缔合聚合物能够防止孔隙的压力传播和诱导扩展，不受漏失通道限制，通过挤压变形进入孔隙或喉道，有强粘滞阻力和抗剪切稀释能力，与正四面体刚性材料复配效果好，交联凝胶形成后表现出很好的粘弹性、柔软性和韧性，并且疏水缔合聚合物具有一定的粘度，可提高堵漏剂的悬浮能力，使堵漏剂均匀分散在堵漏液中。本发明中采用的纤维材料具有一定的可变形性，韧性和化学稳定性。在压差的作用下，自适应封堵不同形状和尺寸的孔隙或裂缝，随着井下压力的改变而扩张和收缩，包裹在刚性材料的周围，在孔隙中形成具有一定承压强度的封堵。本发明的原理是利用刚性材料快速进去孔隙或喉道进行填充，纤维材料镶嵌在刚性材料周围形成架桥，在通道中形成快速失水封堵层，而包裹在架桥中的吸水膨胀材料通过吸水膨胀增加封堵强度，提高承压能力，疏水缔合聚合物进一步提高封堵层的柔软性和韧性，各组分协同作用达到封堵漏层的效果，该水基钻井液用环保型复合堵漏液可显著提高水基钻井液储层段破碎或弱胶结地层漏失堵漏成功率。纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂承压强度高、酸溶性好，在合成过程中添加刚性无机物可提高吸水树脂的承压性能，以纳米碳酸钙为添加物，在吸水树脂的三维网状结构中起填充和骨架作用，提高承压强度。同时，纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂可酸溶，后期开采过程可酸溶解堵。

附图说明

图1为实施例1的2～4mm金属缝板对应的时间随压力和温度曲线关系图。

图2为实施例1的2～4mm金属缝板对应的漏失量随时间的曲线关系图。

图3为实施例1的2～4mm金属缝板对应的漏失量随压力的曲线关系图。

图4为实施例2的1～2mm金属缝板对应的时间随压力和温度曲线关系图。

图5为实施例2的1～2mm金属缝板对应的漏失量随时间的曲线关系图。

图6为实施例2的1～2mm金属缝板对应的漏失量随压力的曲线关系图。

图7为实施例1的填充35目石英砂的填砂管对应的时间随压力和温度曲线关系图。

图8为实施例1的填充35目石英砂的填砂管对应的漏失量随时间的曲线关系图。

图9为实施例1的填充35目石英砂的填砂管对应的漏失量随压力的曲线关系图。

图10为实施例2的填充35目石英砂的填砂管对应的时间随压力和温度曲线关系图。

图11为实施例2的填充35目石英砂的填砂管对应的漏失量随时间的曲线关系图。

图12为实施例2的填充35目石英砂的填砂管对应的漏失量随压力的曲线关系图。

图13为实施例3的1～2mm金属缝板对应的时间随压力和温度曲线关系图。

图14为实施例3的1～2mm金属缝板对应的漏失量随时间的曲线关系图。

图15为实施例3的1～2mm金属缝板对应的漏失量随压力的曲线关系图。

图16为实施例3的3～5mm金属缝板对应的时间随压力和温度曲线关系图。

图17为实施例3的3～5mm金属缝板对应的漏失量随时间的曲线关系图。

图18为实施例3的3～5mm金属缝板对应的漏失量随压力的曲线关系图。

图19为实施例3的

和

钢柱的填砂管对应的时间随压力和温度曲线关系图。

图20为实施例3的

和

钢柱的填砂管对应的漏失量随时间的曲线关系图。

图21为实施例3的

和

钢柱的填砂管对应的漏失量随压力的曲线关系图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细说明。

其中，所述的正四面体刚性材料为易酸溶的石灰石粉经过压模成型的正四面体结构的刚性材料。

所述的疏水缔合聚合物为疏水缔合聚丙烯酰胺，将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠和2-甲基-2-丙烯酰胺按3：2：1(质量比)混合加入水中，再加入疏水缔合聚丙烯酰胺的质量的0.5％亚硫酸氢钠引发剂，通N₂气，在85～90℃下反应5h共聚，得到疏水缔合聚丙烯酰胺，其分子量为1300万～1500万。

所述的吸水膨胀材料为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂，AA、AM及联苯乙烯二苯基二磺酸二钠为接枝单体，以纳米碳酸钙为添加物，在吸水树脂的三维网状结构中起填充和骨架作用，以过硫酸铵(APS)为引发剂，以N,N-二甲基丙烯酰胺(MBA)为交联剂，与羟丙基淀粉进行接枝共聚反应，得到纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂。纳米碳酸钙加量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的5.0％，引发剂APS加量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的0.3％，交联剂MBA加量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的0.3％，AA：AM：联苯乙烯二苯基二磺酸二钠＝3：3：1(质量比)，反应温度为45-55℃(优选50℃)，并用质量浓度5％的烧碱溶液调节pH值为6～7，反应时间3h。羟丙基淀粉的加入量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的1％。

吸收膨胀倍数达到70倍，酸溶率为89％，中值粒径为125.2μm。

所述的纤维材料为聚酯纤维和聚芳酰胺纤维中的一种或一种以上。

一种水基钻井液用环保型复合堵漏液的制备方法为：按重量百分比计，将正四面体刚性材料20％；疏水缔合聚合物2％，吸水膨胀材料10％；纤维材料10％与水混合均匀制得。

下面为具体实施例。

实施例1

由以下组分配制一种水基钻井液用环保型复合堵漏液配方：按以下重量比组成：正四面体刚性材料20％；疏水缔合聚合物2％，吸水膨胀材料10％；纤维材料10％，余量为水。

所述的正四面体刚性材料为易酸溶的石灰石粉经过压模成型的正四面体结构。

所述的疏水缔合聚合物为疏水缔合聚丙烯酰胺，其分子量为1300万～1500万。

将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠和2-甲基-2-丙烯酰胺按3：2：1的质量比加入水中，再加入引发剂，在惰性气体保护下，在85℃下反应6h，得到疏水缔合聚丙烯酰胺，其中，引发剂的质量为疏水缔合聚丙烯酰胺质量的0.5％；引发剂为亚硫酸氢钠。

所述的吸水膨胀材料为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂，AA、AM及联苯乙烯二苯基二磺酸二钠为接枝单体，过硫酸铵(APS)为引发剂，N,N-二甲基丙烯酰胺(MBA)为交联剂，与羟丙基淀粉进行接枝共聚反应而成。其中，引发剂APS加量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的0.3％；交联剂MBA加量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的0.3％；羟丙基淀粉的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的1％，纳米碳酸钙的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的1％；AA：AM：联苯乙烯二苯基二磺酸二钠＝3：3：1(质量比)，反应温度为50℃，并用质量浓度5％的烧碱溶液调节pH值为6～7，反应时间3h。吸收膨胀倍数达到70倍，酸溶率为89％，中值粒径为125.2μm。

所述的纤维材料为聚酯纤维。

实施例2

由以下组分配制一种水基钻井液用环保型复合堵漏液配方：按以下重量比组成：正四面体刚性材料25％；疏水缔合聚合物3％，吸水膨胀材料15％；纤维材料15％，余量为水。

所述的疏水缔合聚合物为疏水缔合聚丙烯酰胺，，其分子量为1300万～1500万。

所述的纤维材料为聚芳酰胺纤维。

实施例3

由以下组分配制一种水基钻井液用环保型复合堵漏液配方：按以下重量比组成：正四面体刚性材料30％；疏水缔合聚合物5％，吸水膨胀材料20％；纤维材料20％，余量为水。

所述的纤维材料为聚酯纤维和聚芳酰胺纤维的混合物。

一、实施例1～实施例3水基钻井液用环保型复合堵漏液堵漏评价

使用实施例1堵漏配方，漏失模型为2～4mm金属缝板，测试温度为63℃；漏失实验记录参见表1。

图1～图3可以看出，在18min时，驱替压力达到3MPa，压力开始出现下降，出现漏失，说明未堵住，堵漏失败。

表1漏失实验记录表

使用实施例2堵漏配方，漏失模型为1～2mm金属缝板，测试温度为63℃；，漏失实验记录参见表2。

图4～图6可以看出，当时间达到40min时，驱替压力达到30MPa，后随时间增大，驱替压力维持在30MPa不变，尚未出现漏失，完成堵漏。

表2漏失实验记录表

使用实施例1堵漏配方，漏失模型为填充35目石英砂的填砂管，测试温度为63℃，漏失实验记录参见表3。

图7～图9可以看出，当时间达到40min时，驱替压力达到30MPa，后随时间增大，驱替压力维持在30MPa不变，尚未出现漏失，完成堵漏。

表3漏失实验记录表

使用实施例2堵漏配方，漏失模型为填充35目石英砂的填砂管，测试温度为63℃，漏失实验记录参见表4。

图10～图12可以看出，当时间达到30min时，驱替压力达到30MPa，后随时间增大，驱替压力维持在30MPa不变，尚未出现漏失，完成堵漏。

表4漏失实验记录表

使用实施例3堵漏配方，漏失模型为1～2mm金属缝板，测试温度为90℃，漏失实验记录参见表5。

图13～图15，可以看出，当时间达到47min时，驱替压力达到30MPa，后随时间增大，驱替压力维持在30MPa不变，尚未出现漏失，完成堵漏。

表5漏失实验记录表

使用实施例3堵漏配方，漏失模型为3～5mm金属缝板，测试温度为70℃，漏失实验记录参见表6。

图16～图18，可以看出，当时间达到55min时，驱替压力达到30MPa，后随时间增大，驱替压力维持在30MPa不变，尚未出现漏失，完成堵漏。

表6漏失实验记录表

使用实施例3堵漏配方，漏失模型填充

和

钢柱的填砂管，测试温度为80℃，漏失实验记录参见表7。

图19～图21可以看出，当时间达到8min时，驱替压力达到30MPa，后随时间增大，驱替压力维持在30MPa不变，尚未出现漏失，完成堵漏。

表7漏失实验记录表

二、实施例1～例3水基钻井液用环保型复合堵漏液酸溶测试

测试结果如表8所示：

表8溶蚀实验记录表

从表8中的实验数据可以看出，该复合堵漏液所用堵漏剂酸溶作用明显，通过酸溶，能迅速的清洗掉附着在滤纸上的堵漏材料，溶蚀率平均达到91.36％。

三、实施例1～例3水基钻井液用环保型复合堵漏液环保性能评价

水基钻井液用环保型复合堵漏液进行BOD₅、COD测试，评价其生物降解性能，实验结果如表9所示，从表9可知其易生物降解，环保性能良好。

表9水基钻井液用环保型复合堵漏液环保性能评价表

样品	COD/g·mL<sup>-1</sup>	BOD<sub>5</sub>/g·mL<sup>-1</sup>	BOD<sub>5</sub>/COD	生物降解性
					实施例1	1015.9	311.72	30.68％	可生物降解
实施例2	1201.6	326.8	27.19％	可生物降解
					实施例3	1302.4	336.4	25.83％	可生物降解

实施例4

一种水基钻井液用环保型复合堵漏液，按重量比计包括：正四面体刚性材料20％；疏水缔合聚合物2％，吸水膨胀材料20％；纤维材料20％，余量为水。

其中，正四面体刚性材料为石灰石粉经过压模成型的正四面体结构的刚性材料。

疏水缔合聚合物为1300万～1500万的疏水缔合聚丙烯酰胺。疏水缔合聚丙烯酰胺通过以下过程制得：将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠和2-甲基-2-丙烯酰胺按3：2：1的质量比加入水中，再加入引发剂，在惰性气体保护下，在85℃下反应6h；其中，引发剂的质量为疏水缔合聚丙烯酰胺质量的0.5％；引发剂为亚硫酸氢钠。

吸水膨胀材料为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂。纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂通过以下过程制得：将丙烯酸、丙烯酰胺、联苯乙烯二苯基二磺酸二钠、引发剂、交联剂、纳米碳酸钙与羟丙基淀粉混合后，采用质量浓度为5％的氢氧化钠溶液调节pH值为6，然后在45℃下进行接枝共聚反应4h；其中，引发剂为过硫酸铵，交联剂为N,N-二甲基丙烯酰胺，引发剂的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的0.3％；交联剂的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的0.3％；羟丙基淀粉的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的1％，纳米碳酸钙的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的1％；丙烯酸、丙烯酰胺与联苯乙烯二苯基二磺酸二钠的质量比为3：3：1。

吸水膨胀材料的中值粒径为125.2μm。

纤维材料为聚酯纤维。

实施例5

一种水基钻井液用环保型复合堵漏液，按重量比计包括：正四面体刚性材料30％；疏水缔合聚合物3％，吸水膨胀材料15％；纤维材料10％，余量为水。

疏水缔合聚合物为1300万～1500万的疏水缔合聚丙烯酰胺。疏水缔合聚丙烯酰胺通过以下过程制得：将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠和2-甲基-2-丙烯酰胺按3：2：1的质量比加入水中，再加入引发剂，在惰性气体保护下，在90℃下反应4h；其中，引发剂的质量为疏水缔合聚丙烯酰胺质量的0.5％；引发剂为亚硫酸氢钠。

吸水膨胀材料为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂。纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂通过以下过程制得：将丙烯酸、丙烯酰胺、联苯乙烯二苯基二磺酸二钠、引发剂、交联剂、纳米碳酸钙与羟丙基淀粉混合后，采用质量浓度为5％的氢氧化钠溶液调节pH值为7，然后在55℃下进行接枝共聚反应2h；其中，引发剂为过硫酸铵，交联剂为N,N-二甲基丙烯酰胺，引发剂的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的0.3％；交联剂的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的0.3％；羟丙基淀粉的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的1％，纳米碳酸钙的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的1％；丙烯酸、丙烯酰胺与联苯乙烯二苯基二磺酸二钠的质量比为3：3：1。

吸水膨胀材料的中值粒径为125.2μm。

纤维材料为聚芳酰胺纤维。

实施例6

一种水基钻井液用环保型复合堵漏液，按重量比计包括：正四面体刚性材料25％；疏水缔合聚合物5％，吸水膨胀材料10％；纤维材料17％，余量为水。

疏水缔合聚合物为1300万～1500万的疏水缔合聚丙烯酰胺。疏水缔合聚丙烯酰胺通过以下过程制得：将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠和2-甲基-2-丙烯酰胺按3：2：1的质量比加入水中，再加入引发剂，在惰性气体保护下，在87℃下反应5h；其中，引发剂的质量为疏水缔合聚丙烯酰胺质量的0.5％；引发剂为亚硫酸氢钠。

吸水膨胀材料为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂。纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂通过以下过程制得：将丙烯酸、丙烯酰胺、联苯乙烯二苯基二磺酸二钠、引发剂、交联剂、纳米碳酸钙与羟丙基淀粉混合后，采用质量浓度为5％的氢氧化钠溶液调节pH值为7，然后在50℃下进行接枝共聚反应3h；其中，引发剂为过硫酸铵，交联剂为N,N-二甲基丙烯酰胺，引发剂的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的0.3％；交联剂的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的0.3％；羟丙基淀粉的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的1％，纳米碳酸钙的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的1％；丙烯酸、丙烯酰胺与联苯乙烯二苯基二磺酸二钠的质量比为3：3：1。

吸水膨胀材料的中值粒径为125.2μm。

纤维材料为聚酯纤维和聚芳酰胺纤维的混合物。

该堵漏液的配方简单，低成本趋势明显，现场配制、维护工艺简便，可操作性强，为下步储层段的破碎或弱胶结地层水基钻井液用环保型复合堵漏液做好技术储备。

本发明的原理是利用刚性材料快速进去孔隙或喉道进行填充，纤维材料镶嵌在刚性材料周围形成架桥，在通道中形成快速失水封堵层，而包裹在架桥中的吸水膨胀材料通过吸水膨胀增加封堵强度，提高承压能力，而疏水缔合聚合物进一步提高封堵层的柔软性和韧性，各组分协同作用达到封堵漏层的效果，该水基钻井液用环保型复合堵漏液可显著提高水基钻井液储层段破碎或弱胶结地层漏失堵漏成功率。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种水基钻井液用环保型复合堵漏液，其特征在于，按重量比计包括：正四面体刚性材料20％～30％；疏水缔合聚合物2％～5％，吸水膨胀材料10％～20％；纤维材料10％～20％，余量为水；

所述的正四面体刚性材料为石灰石粉经过压模成型的正四面体结构的刚性材料；

疏水缔合聚丙烯酰胺通过以下过程制得：将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠和2-甲基-2-丙烯酰胺按3：2：1的质量比加入水中，再加入引发剂，在惰性气体保护下，在85～90℃下反应4～6h；

所述的吸水膨胀材料为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂；

纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂通过以下过程制得：将丙烯酸、丙烯酰胺、联苯乙烯二苯基二磺酸二钠、引发剂、交联剂、纳米碳酸钙与羟丙基淀粉混合后，调节pH值为6～7，然后在45～55℃下进行接枝共聚反应2～4h。

2.根据权利要求1所述的一种水基钻井液用环保型复合堵漏液，其特征在于，所述的疏水缔合聚合物为1300万～1500万的疏水缔合聚丙烯酰胺。

3.根据权利要求1所述的一种水基钻井液用环保型复合堵漏液，其特征在于，引发剂的质量为疏水缔合聚丙烯酰胺质量的0.5％；引发剂为亚硫酸氢钠。

4.根据权利要求1所述的一种水基钻井液用环保型复合堵漏液，其特征在于，引发剂为过硫酸铵，交联剂为N,N-二甲基丙烯酰胺，引发剂的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的0.3％；交联剂的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的0.3％；羟丙基淀粉的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的1％，纳米碳酸钙的用量为纳米碳酸钙复合淀粉基吸水树脂质量的1％；丙烯酸、丙烯酰胺与联苯乙烯二苯基二磺酸二钠的质量比为3：3：1，采用质量浓度为5％的氢氧化钠溶液调节pH值为6～7。

5.根据权利要求1所述的一种水基钻井液用环保型复合堵漏液，其特征在于，吸水膨胀材料的中值粒径为125.2μm；所述的纤维材料为聚酯纤维和/或聚芳酰胺纤维。

6.一种如权利要求1所述的水基钻井液用环保型复合堵漏液的制备方法，其特征在于，将四面体刚性材料20％～30％、疏水缔合聚合物2％～5％、吸水膨胀材料10％～20％、纤维材料10％～20％与水，混合均匀制得，四面体刚性材料、疏水缔合聚合物、吸水膨胀材料、纤维材料与水满足100％。