CN112980405A - 承压堵漏剂及其制备方法和应用 - Google Patents

承压堵漏剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及钻井液堵漏领域，公开了一种承压堵漏剂及其制备方法和应用。所述承压堵漏剂包括内核以及依次包覆在所述内核外表面的第一包覆层和第二包覆层；其中，所述内核为吸水膨胀性材料，所述第一包覆层为石蜡层，所述第二包覆层为由刚性颗粒与粘结剂粘结得到的。该承压堵漏剂即使单独使用也能够有效完成堵漏。

Description

承压堵漏剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及钻井液堵漏领域，具体涉及一种承压堵漏剂及其制备方法和应用。
背景技术
在钻井施工过程中遭遇漏失的原因在于地层的裂缝发育，其底部存在天然裂缝，既有垂直裂缝，又有水平裂缝，主要以垂直裂缝为主，垂直裂缝极为发育。漏失与裂缝的存在相随，有裂缝就有漏失，其结果表现出地层承压能力低。
为了解决地层承压能力低的问题，目前常采用常规桥塞堵漏技术，其机理为将多种桥塞堵漏材料复合配置成堵漏浆，并利用高压将其挤入地层漏失位置，桥塞堵漏材料在裂缝浅处及表面形成填塞层，所形成的填塞层与裂缝或孔洞的壁面产生较大的摩擦而不被推走，该致密的填塞层达到堵孔、消除漏失、提高地层承压能力的目的。
但是，上述手段仅在裂缝的浅处和表面形成填塞层，将裂缝内部与井筒隔离开，由于裂缝内部空间与地层存在压差，地层应力会对裂缝产生挤压力，在该挤压力的作用下将会导致裂缝壁上产生新的次生裂缝，次生裂缝的形成将会造成裂缝内部空间的进一步扩张，裂缝内部空间扩张后地应力传递至其中，此时，井筒与裂缝内部空间的压差增大，即填塞层两侧的压差增大，在越来越大的压差作用下填塞层极易脱落或被击穿，从而导致漏失重新出现，造成“堵了又漏，漏了再堵”的恶性循环。
因此，研究和开发一种承压堵漏剂具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的地层承压能力低的问题，以及现有技术中的承压堵漏剂在次生裂缝发育地层的堵漏效果差以及容易被击穿的缺陷问题，提供一种承压堵漏剂及其制备方法和应用，该承压堵漏剂即使单独使用也能够有效完成堵漏。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种承压堵漏剂，其中，所述承压堵漏剂包括内核以及依次包覆在所述内核外表面的第一包覆层和第二包覆层；
其中，所述内核为吸水膨胀性材料，所述第一包覆层为石蜡层，所述第二包覆层为由刚性颗粒与粘结剂粘结得到的。
本发明第二方面提供了一种承压堵漏剂的制备方法，其中，所述承压堵漏剂的制备方法包括：
(1)将吸水膨胀性材料制球得到内核；
(2)将所述内核的至少部分外表面涂覆石蜡得到石蜡层；
(3)将粘合混合粉末粘附在所述石蜡层的至少部分外表面上且进行烘干处理，其中，所述粘合混合粉末包括刚性颗粒和粘结剂，得到承压堵漏剂。
本发明第三方面提供了一种前述所述的制备方法制备得到的承压堵漏剂。
本发明第四方面提供了一种前述所述的承压堵漏剂在裂缝发育地层的钻井施工作业中的应用。
通过上述技术方案，本发明所提供的承压堵漏剂的有益效果为：
本发明的承压堵漏剂通过第一包覆层、第二包覆层与内核的相互配合，当该承压堵漏剂位于裂缝表面和浅层时，能够作为刚性颗粒材料进行架桥，为后续填充形成填塞层构建出框架，当该承压堵漏剂位于裂缝的内部时，包覆层发生崩解，作为内核的吸水膨胀性材料吸水膨胀，在裂缝的内部空间中实现完全填充，有效地将裂缝内部空间全部填充，消除了地层与裂缝内部空间的压差，有效避免了堵漏作业后由于次生裂缝的形成造成堵漏失效的情况发生。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供了一种承压堵漏剂，其中，所述承压堵漏剂包括内核以及依次包覆在所述内核外表面的第一包覆层和第二包覆层；
其中，所述内核为吸水膨胀性材料，所述第一包覆层为石蜡层，所述第二包覆层为由刚性颗粒与粘结剂粘结得到的。
本发明的发明人发现：本发明的承压堵漏剂在堵漏作业时一方面起到架桥的作用，另一方面起到填充的作用，具体地，该承压堵漏剂在裂缝表面或者浅层的部分，能够作为刚性颗粒材料进行架桥，为后续填充形成填塞层构建出框架，该承压堵漏剂进入到裂缝内部的部分，由于地层裂缝的温度较高，该承压堵漏剂内部的石蜡层融化，在外壳(第二包覆层)与内核之间形成空腔，一部分承压堵漏剂在地应力的作用下外壳向内发生崩解，作为内核的高吸水性树脂聚丙烯酸钠颗粒暴露出来并与外界的水(包括钻井液中的水和地层水)接触，吸水性树脂聚丙烯酸钠颗粒吸水后膨胀变形从而填充裂缝内部空间，并且，膨胀后的吸水性树脂聚丙烯酸钠颗粒对外壳材料二氧化硅粉(第二包覆层)进行包覆形成新的混合物，同时满足延展性和强度要求，延展性使其能够将裂缝空间填充满，强度使其不易断裂分离，另外一部分承压堵漏剂由于外壳未发生崩解或者未完全发生崩解，其在裂缝内部起到刚性颗粒架桥的作用，其中，外壳发生部分崩解的承压堵漏剂，外界的自由水通过外壳上的崩解裂缝处进入到材料内部，使得作为内核的吸水性树脂聚丙烯酸钠颗粒膨胀对外壳起到支撑作用，进一步增强材料整体的结构强度。
根据本发明，所述内核的粒径为0.5-6.0mm，所述第一包覆层的厚度为0.1-0.8mm，所述第二包覆层的厚度为1.5-6.0mm；优选情况下，所述内核的粒径为0.8-2.3mm，所述石蜡层的厚度为0.3-0.5mm，所述包覆层的厚度为1.8-3.2mm；更优选情况下，所述内核的粒径为0.8-1.6mm，所述石蜡层的厚度为0.3-0.4mm，所述包覆层的厚度为1.8-2.5mm；更进一步优选情况下，所述内核的粒径为0.8-1.2mm，所述石蜡层的厚度为0.3-0.35mm，所述包覆层的厚度为1.8-2.2mm。在本发明中，将所述内核粒径以及所述第一包覆层和所述第二包覆层的厚度限定为前述范围之内，优点是在所述裂缝发育地层，该堵漏剂可实现内核和包覆层的协同增效作用。
根据本发明，所述承压堵漏剂的粒径为2.1-12.8mm，优选为2.9-6mm，更优选为2.9-4.5mm，更进一步优选为2.9-3.75mm。
根据本发明，所述吸水膨胀性材料为树脂；优选情况下，所述吸水膨胀性材料为高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP。其中，所述高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP化学式为(C3H3NaO2)n，由丙烯酸及其酯类为原料，经水溶液聚合而得，固态产品为白色颗粒状。无味，溶于氢氧化钠水溶液，在氢氧化钙、氢氧化镁等水溶液中发生沉淀。吸水前粒径为2-4mm，吸水后粒径为20-40mm，是一种新型功能高分子材料和重要化工产品。在本发明中，所述高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP呈固态颗粒状，产自河北燕兴化工有限公司。
根据本发明，所述石蜡为58℃全精炼颗粒石蜡，规格为58号，熔点为58℃，含油量为0.5％，常温下呈白色无臭无味颗粒状固体，是指以含油蜡为原料，经发汗或溶剂脱油，再经白土或加氢精制所得到的产品。其熔点较高，含油量少，在常温下不黏结，不发汗，无油腻感，防水，防潮和电绝缘性好。在本发明中，所述全精炼石蜡产自中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司。
根据本发明，所述刚性颗粒选自碳酸钙、滑石、硅灰石和二氧化硅中的一种或多种；优选情况下，所述刚性颗粒为二氧化硅；更优选情况下，所述刚性颗粒二氧化硅的粒径为0.5-5.0mm。其中，所述二氧化硅呈白色颗粒状，分析纯，熔点为1720℃，莫氏硬度为7，密度为2.6g/cm3。在本发明中，所述二氧化硅产自东海县富彩矿物制品有限公司。
根据本发明，所述粘结剂选自改性乳化树脂、聚氨酯和环氧树脂中的一种或多种，优选为改性乳化树脂。其中，所述改性乳化树脂为自乳化环氧改性丙烯酸树脂，型号为Protec-3380，呈深棕色透明液体，25℃下粘度介于60000-90000，PH值介于7.5-10.0之间。在本发明中，所述改性乳化树脂产自北京高盟新材料股份有限公司。
本发明第二方面提供了一种承压堵漏剂的制备方法，其中，所述承压堵漏剂的制备方法包括：
(1)将吸水膨胀性材料制球得到内核；
(2)将所述内核的至少部分外表面涂覆石蜡得到石蜡层；
(3)将粘合混合粉末粘附在所述石蜡层的至少部分外表面上且进行烘干处理，其中，所述粘合混合粉末包括刚性颗粒和粘结剂，得到承压堵漏剂。
根据本发明，所述内核的粒径，所述石蜡层和所述包覆层的厚度如前所述，在此不再赘述。
根据本发明，所述吸水膨胀性材料、所述刚性颗粒和所述粘结剂如前所述，在此不再赘述。
根据本发明，在步骤(1)中，所述制球的条件包括：采用粉碎机粉碎制球；具体地，将所述吸水膨胀性材料使用粉碎机粉碎制球，然后过筛网得到所需粒径的内核。
根据本发明，在步骤(2)中，所述涂覆的方法包括：采用喷淋、浇淋、涂刷、浸除和喷除中的一种或多种；优选地，采用浇淋；具体地，将石蜡融化，涂覆在步骤(1)所得内核的至少部分外表面上。优选地，涂覆率为100％。
根据本发明，在步骤(3)中，将刚性颗粒和粘结剂混合得到粘合混合粉末，将所述粘合混合粉末粘附在所述石蜡层的至少部分外表面上，烘制即得承压堵漏剂。具体地，在托盘上均匀撒上刚性颗粒与粘接剂的粘合混合粉末，然后将步骤(2)所得的外表面涂覆有石蜡的内核的球状物放置于托盘上滚动，使得粘合混合粉末粘附在球状物的表面，然后在30-50℃，优选为40-45℃的烘箱中烘制4-10h，优选为6-8h，烘制的目的在于使得包覆层固结，烘制的温度不宜过高，需采用低温长时的方式，以避免石蜡被融化。
本发明第二方面提供了一种前述所述的制备方法制备得到的承压堵漏剂。
本发明第三方面提供了一种前述所述的承压堵漏剂在裂缝发育地层的钻井施工作业中的应用。
根据本发明，所述裂缝发育地层裂缝的缝宽为0.1-5.0mm，更优选为0.7-4.3mm。
根据本发明一种特别优选的实施方式，本发明制备承压堵漏剂的方法包括：
(1)使用粉碎机粉碎将高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP制球，然后过筛网得到直径为0.8-1.2mm的内核；
(2)在62℃温度下，将融化后的全精炼颗粒石蜡液体浇淋到步骤(1)所得的球状内核的整个外表面上；
(3)将二氧化硅颗粒与粘结剂改性乳化树脂混合后粘附于步骤(2)所得物的表面，烘制过筛后得到直径为2.9-3.75mm的承压堵漏剂，具体为，在托盘上均匀撒上粒径为0.8-1.2mm的二氧化硅颗粒与粘结剂改性乳化树脂的混合粉末，然后将步骤(2)所得的球状物放置于托盘上滚动，使得混合粉末粘附在球状物的表面，然后在40-45℃的烘箱中烘制6-8h，取出过筛得到粒径为2.9-3.75mm的颗粒，即制得提高地层承压能力的承压堵漏剂。
结果得到的承压堵漏剂包括内核以及依次包覆在所述内核外表面的第一包覆层和第二包覆层；其中，内核的材料为高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP，内核的直径为0.8-1.2mm，第一包覆层石蜡层的厚度为0.3-0.35mm，第二包覆层的厚度为1.8-2.2mm；
其中，第二包覆层为粒径为0.8mm的二氧化硅颗粒；
其中，所述承压堵漏剂的粒径为2.9-3.75mm。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
在以下实施例和对比例中：
高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP购自河北燕兴化工有限公司；
全精炼石蜡购自中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司；
刚性颗粒超细陶瓷粉购自东海县富彩矿物制品有限公司；
粘结剂改性乳化树脂产自北京高盟新材料股份有限公司。
堵漏材料实验装置QD-2，料筒容量：4000mL，气源：氮气，工作压力：(1000±10)psi，隙板规格：1-6号(其中6号全径环)，测堵深度：0-77mm，外形尺寸：40cm×40cm×105cm，重量：90kg，采购自青岛恒泰达机电设备有限公司。
实施例1
本实施例在于说明本发明制备的承压堵漏剂。
(1)使用粉碎机粉碎将高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP制球，然后过筛网得到直径为0.8mm的内核；
(2)在62℃温度下，将融化后的全精炼颗粒石蜡液体浇淋到步骤(1)所得的球状内核的整个外表面上；
(3)将二氧化硅颗粒与粘结剂改性乳化树脂混合后粘附于步骤(2)所得物的表面，烘制过筛后得到直径为2.9mm的承压堵漏剂，具体为，在托盘上均匀撒上粒径为0.8mm的二氧化硅颗粒与粘结剂改性乳化树脂的混合粉末，然后将步骤(2)所得的球状物放置于托盘上滚动，使得混合粉末粘附在球状物的表面，然后在40℃的烘箱中烘制6h，取出过筛得到粒径为2.9mm的颗粒，即制得提高地层承压能力的承压堵漏剂A1。
结果得到的承压堵漏剂A1包括内核以及依次包覆在所述内核外表面的第一包覆层和第二包覆层；其中，内核的材料为高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP，内核的直径为0.8mm，第一包覆层石蜡层的厚度为0.3mm，第二包覆层的厚度为1.8mm；
其中，第二包覆层为粒径为0.8mm的二氧化硅颗粒；
其中，所述承压堵漏剂的粒径为2.9mm。
实施例2
本实施例在于说明本发明制备的承压堵漏剂。
(1)使用粉碎机粉碎将高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP制球，然后过筛网得到直径为1.2mm的内核；
(2)在62℃温度下，将融化后的全精炼颗粒石蜡液体浇淋到步骤(1)所得的球状内核的整个外表面上；
(3)将二氧化硅颗粒与粘结剂改性乳化树脂混合后粘附于步骤(2)所得物的表面，烘制过筛后得到直径为3.7mm的承压堵漏剂，具体为，在托盘上均匀撒上粒径为1.2mm的二氧化硅颗粒与粘结剂改性乳化树脂的混合粉末，然后将步骤(2)所得的球状物放置于托盘上滚动，使得混合粉末粘附在球状物的表面，然后在41℃的烘箱中烘制6.5h，取出过筛得到粒径为3.7mm的颗粒，即制得提高地层承压能力的承压堵漏剂A2。
结果得到的承压堵漏剂A2包括内核以及依次包覆在所述内核外表面的第一包覆层和第二包覆层；其中，内核的材料为高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP，内核的直径为1.2mm，第一包覆层石蜡层的厚度为0.35mm，第二包覆层的厚度为2.2mm；
其中，第二包覆层为粒径为1.2mm的二氧化硅颗粒；
其中，所述承压堵漏剂的粒径为3.75mm。
实施例3
(1)使用粉碎机粉碎将高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP制球，然后过筛网得到直径为1.6mm的内核；
(2)在62℃温度下，将融化后的全精炼颗粒石蜡液体浇淋到步骤(1)所得的球状内核的整个外表面上；
(3)将二氧化硅颗粒与粘结剂改性乳化树脂混合后粘附于步骤(2)所得物的表面，烘制过筛后得到直径为4.5mm的承压堵漏剂，具体为，在托盘上均匀撒上粒径为1.5mm的二氧化硅颗粒与粘结剂改性乳化树脂的混合粉末，然后将步骤(2)所得的球状物放置于托盘上滚动，使得混合粉末粘附在球状物的表面，然后在43℃的烘箱中烘制7.0h，取出过筛得到粒径为4.5mm的颗粒，即制得提高地层承压能力的承压堵漏剂A3。
结果得到的承压堵漏剂A3包括内核以及依次包覆在所述内核外表面的第一包覆层和第二包覆层；其中，内核的材料为高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP，内核的直径为1.6mm，第一包覆层石蜡层的厚度为0.4mm，第二包覆层的厚度为2.5mm；
其中，第二包覆层为粒径为1.5mm的二氧化硅颗粒；
其中，所述承压堵漏剂的粒径为4.5mm。
实施例4
本实施例在于说明本发明制备的承压堵漏剂。
(1)使用粉碎机粉碎将高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP制球，然后过筛网得到直径为2.0mm的内核；
(2)在62℃温度下，将融化后的全精炼颗粒石蜡液体浇淋到步骤(1)所得的球状内核的整个外表面上；
(3)将二氧化硅颗粒与粘结剂改性乳化树脂混合后粘附于步骤(2)所得物的表面，烘制过筛后得到直径为5.3mm的承压堵漏剂，具体为，在托盘上均匀撒上粒径为1.85mm的二氧化硅颗粒与粘结剂改性乳化树脂的混合粉末，然后将步骤(2)所得的球状物放置于托盘上滚动，使得混合粉末粘附在球状物的表面，然后在44℃的烘箱中烘制7.5h，取出过筛得到粒径为5.3mm的颗粒，即制得提高地层承压能力的承压堵漏剂A4。
结果得到的承压堵漏剂A4包括内核以及依次包覆在所述内核外表面的第一包覆层和第二包覆层；其中，内核的材料为高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP，内核的直径为2.0mm，第一包覆层石蜡层的厚度为0.45mm，第二包覆层的厚度为2.85mm；
其中，第二包覆层为粒径为1.85mm的二氧化硅颗粒；
其中，所述承压堵漏剂的粒径为5.3mm。
实施例5
本实施例在于说明本发明制备的承压堵漏剂。
(1)使用粉碎机粉碎将高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP制球，然后过筛网得到直径为2.3mm的内核；
(2)在62℃温度下，将融化后的全精炼颗粒石蜡液体浇淋到步骤(1)所得的球状内核的整个外表面上；
(3)将二氧化硅颗粒与粘结剂改性乳化树脂混合后粘附于步骤(2)所得物的表面，烘制过筛后得到直径为6.0mm的承压堵漏剂，具体为，在托盘上均匀撒上粒径为2.2mm的二氧化硅颗粒与粘结剂改性乳化树脂的混合粉末，然后将步骤(2)所得的球状物放置于托盘上滚动，使得混合粉末粘附在球状物的表面，然后在45℃的烘箱中烘制8.0h，取出过筛得到粒径为6.0mm的颗粒，即制得提高地层承压能力的承压堵漏剂A5。
结果得到的承压堵漏剂A4包括内核以及依次包覆在所述内核外表面的第一包覆层和第二包覆层；其中，内核的材料为高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP，内核的直径为2.3mm，第一包覆层石蜡层的厚度为0.5mm，第二包覆层的厚度为3.2mm；
其中，第二包覆层为粒径为2.2mm的二氧化硅颗粒；
其中，所述承压堵漏剂的粒径为6.0mm。
对比例1
按照与实施例1相同的方法制备承压封堵剂，所不同之处在于：在步骤(3)中，将“烘制过筛后得到直径为2.9mm的承压堵漏剂”替换为“烘制过筛后得到直径为15mm的承压堵漏剂”。
结果制得堵漏剂D1，其中，堵漏剂D1包括内核以及依次包覆在所述内核外表面的第一包覆层和第二包覆层；其中，内核的材料为高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP，内核的直径为7.0mm，第一包覆层石蜡层的厚度为1.0mm，第二包覆层的厚度为7.0mm；
其中，第二包覆层为粒径为6.0mm的二氧化硅颗粒；
其中，所述承压堵漏剂的粒径为15mm。
对比例2
按照与实施例1相同的方法制备承压封堵剂，所不同之处在于：没有步骤(2)，即，没有第一包覆层，在第二包覆层和内核之间没有石蜡层；并且，内核的直径为0.8mm，第二包覆层的厚度为1.8mm，堵漏剂的粒径为2.6mm。
结果制得堵漏剂D1。
对比例3
按照与实施例1相同的方法制备承压封堵剂，所不同之处在于：在步骤(3)中，将“0.8mm的二氧化硅颗粒”替换为“0.1mm的二氧化硅颗粒”。
结果制得堵漏剂D3，其中，堵漏剂D3包括内核以及依次包覆在所述内核外表面的第一包覆层和第二包覆层；其中，内核的材料为高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP，内核的直径为0.8mm，第一包覆层石蜡层的厚度为0.3mm，第二包覆层的厚度为1.1mm；
其中，第二包覆层为粒径为0.1mm的二氧化硅颗粒；
其中，所述承压堵漏剂的粒径为2.2mm。
对比例4
按照与实施例1相同的方法制备承压封堵剂，所不同之处在于：在步骤(3)中，将“在40℃的烘箱中烘制6h”替换为“在100℃的烘箱中烘制1h”。
结果制得堵漏剂D4，其中，堵漏剂D4包括内核以及依次包覆在所述内核外表面的第一包覆层和第二包覆层；其中，内核的材料为高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP，内核的直径为0.8mm，第一包覆层石蜡层的厚度为0.1mm，第二包覆层的厚度为1.8mm；
其中，第二包覆层为粒径为0.8mm的二氧化硅颗粒；
其中，所述承压堵漏剂的粒径为2.7mm。
对比例5
按照与实施例1相同的方法制备承压封堵剂，所不同之处在于：在步骤(3)中，没有在40℃的烘箱中烘制6h，而是采取自然晾干粘合的方式。
结果制得堵漏剂D5，其中，堵漏剂D5包括内核以及依次包覆在所述内核外表面的第一包覆层和第二包覆层；其中，内核的材料为高吸水性树脂聚丙烯酸钠AP，内核的直径为0.8mm，第一包覆层石蜡层的厚度为0.7mm，第二包覆层的厚度为1.8mm；
其中，第二包覆层为粒径为0.8mm的二氧化硅颗粒；
其中，所述承压堵漏剂的粒径为3.3mm。
测试例
采用堵漏材料实验装置QD-2并进行改造：
将堵漏材料实验装置QD-2下面的弹子去掉，加上一个不锈钢的圆柱缝板，其中，圆柱缝板厚6cm，上面开出一条长5cm、宽1cm、深6cm的楔形缝，并且将楔形缝内打磨粗糙，用以模拟地层裂缝，在圆柱缝板的外部设置有加热套进行升温，在注入堵漏浆前温度升至120℃。
实验方法：
(1-1)配置若干杯土浆(100mL清水+4g膨润土)，分别将上述各实施例及对比例的堵漏剂加入至土浆中得到堵漏浆；
(1-2)将步骤(1-1)所配置的堵漏浆加入到实验仪器中，观察堵漏浆的漏失情况，记录钻井液开始漏失时间、漏失量等漏失情况；
(1-3)当下面的小口无液体流出时，即可认为裂缝已经被封堵住；
(1-4)用氮气瓶给步骤(1-3)中的实验仪器加压并计时。将压力从常压上升至0.5MPa，观察其漏失情况，如果不漏失，2min过后再加压至1MPa，观察漏失情况，如果不漏失则继续加压，重复以上步骤，使压力升至6.0MPa。如果在加压过程中出现钻井液漏失，观察记录漏失情况，直到钻井液停止漏失，稳压2min后继续按照每次以0.5MPa升压，直到加压至6.0MPa。此为堵漏阶段，如果加压过程中出现钻井液漏失完全时，记为被压穿，记录漏失情况和压穿压力。
(1-5)泄压，取出圆柱缝板，观察裂缝缝面上以及裂缝中的情况并记录；
(1-6)将步骤(1-5)中未压穿的圆柱缝板表面清洗干净后放入至实验仪器中，倒入与步骤(1-1)的堵漏浆等体积的钻井液(常规的磺化钻井液体系)，使用氮气瓶以0.5MPa/2min加压至6.0MPa，此为承压阶段，观察并记录漏失情况和压穿压力。
(1-7)清洗仪器，整理数据，分析实验结果，结束实验。
按上述实验方法对各实施例及对比例的堵漏浆进行堵漏效果测试和承压效果测试，实验数据见表1堵漏浆的堵漏效果及承压效果。
表1
Figure BDA0002947241390000141
备注：“-”是指该试样未被击穿，表明承压堵漏浆在堵漏阶段形成的堵漏填充层强度较高，有效提升了地层承压能力，承压堵漏效果优异。
通过表1的数据可知，由于本实验为单剂评价，即“土浆+堵漏剂”，没有多种堵漏材料相互协同作用，因此，在堵漏阶段的漏失量均比较大，由A1-A5可以看出，本发明所提供的提高地层承压能力的堵漏剂即使单独使用也能有效完成堵漏，并且，其在裂缝中所形成的填塞层具有较高的强度，在承压阶段三组实验组均未出现被击穿的情况，表明其在裂缝中所形成的填塞层能够有效提升地层的承压能力。
另外，虽然在堵漏阶段，实施例和对比例的区别不明显，但是，钻井堵漏本身是一个过程，不仅需前期堵漏成功，还需后续能承压，否则极易发生堵漏-提密度(提压力)后漏失的恶性循环。所以，堵漏过程和承压过程应综合起来评判，实施例的效果优于对比例。
对于D1，其能够顺利完成堵漏，但是，由于外壳的直径过大，使得堵漏剂仅在裂缝的表面形成了填塞层，而裂缝内部未被填充，致使在承压阶段填塞层被击穿。
对于D2，由于无石蜡层，当堵漏剂到达裂缝内部空间后，外壳与内核之间无空隙，使得外壳不容易崩解，即堵漏剂在裂缝内部空间仅起到普通的刚性颗粒的作用，其能够顺利堵漏，但是，在承压阶段，由于裂缝内部空间存在缝隙，即未被完全填充，所形成的填塞层的结构不强，很容易就被击穿；对于D3，由于作为外壳材料的二氧化硅颗粒的粒径过小，使得外壳的强度过高，致使其在裂缝中不易崩解，发生与D2类似的情况。
对于D4，由于烘制的温度过高，石蜡层早早地融化了，使得堵漏剂的外壳在进入裂缝之前就发生崩解，内核开始吸水膨胀，在裂缝的表面形成填塞层，从而致使裂缝的内部无填充，在承压阶段，裂缝表面的填塞层容易被击穿。
对于D5，由于外壳为自然晾干粘合，其强度不高，容易在进入裂缝前就崩解，造成D4同样的情况发生。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种承压堵漏剂，其特征在于，所述承压堵漏剂包括内核以及依次包覆在所述内核外表面的第一包覆层和第二包覆层；
其中，所述内核为吸水膨胀性材料，所述第一包覆层为石蜡层，所述第二包覆层为由刚性颗粒与粘结剂粘结得到的。
2.根据权利要求1所述的承压堵漏剂，其中，所述内核的粒径为0.5-6mm，所述第一包覆层的厚度为0.1-0.8mm，所述第二包覆层的厚度为1.5-6mm；
优选地，所述内核的粒径为0.8-2.3mm，所述石蜡层的厚度为0.3-0.5mm，所述包覆层的厚度为1.8-3.2mm；
优选地，所述承压堵漏剂的粒径为2.1-12.8mm，优选为2.9-6mm。
3.根据权利要求1或2所述的承压堵漏剂，其中，所述吸水膨胀性材料为树脂；
优选地，所述吸水膨胀性材料为聚丙烯酸钠。
4.根据权利要求1或2所述的承压堵漏剂，其中，所述刚性颗粒选自碳酸钙、滑石、硅灰石和二氧化硅中的一种或多种，更优选为二氧化硅；
优选地，所述刚性颗粒的粒径为0.5-5mm。
5.根据权利要求1或2所述的承压堵漏剂，其中，所述粘结剂选自改性乳化树脂、聚氨酯和环氧树脂中的一种或多种，更优选为改性乳化树脂。
6.一种权利要求1-5中任意一项所述的承压堵漏剂的制备方法，其特征在于，所述承压堵漏剂的制备方法包括：
(1)将吸水膨胀性材料制球得到内核；
(2)将所述内核的至少部分外表面涂覆石蜡得到石蜡层；
(3)将粘合混合粉末粘附在所述石蜡层的至少部分外表面上且进行烘干处理，其中，所述粘合混合粉末包括刚性颗粒和粘结剂，得到承压堵漏剂。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其中，在步骤(3)中，所述烘干处理的条件包括：温度为30-50℃，时间为4-10h。
8.一种权利要求4-7中任意一项所述的制备方法制备得到的承压堵漏剂。
9.一种权利要求1-3和8中任意一项所述的承压堵漏剂在裂缝发育地层的钻井施工作业中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其中，所述裂缝发育地层的裂缝的缝宽为0.1-5mm，更优选为0.7-4.3mm。
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