CN114656941A - 一种井眼强化剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种井眼强化剂，属于钻井液用处理剂，主要由高强刚性微晶粒50‑65％、耐高温纤维5‑10％、复合弹性粉末15‑25％、改性植物纤维粉末15‑25％以及表面活性剂5‑10％在室温下混合均匀而得，易于加工生，节约成本；而且改性植物纤维粉末为天然植物木质部分粉碎后经碱液浸泡后加热干燥脱水而成的木质短纤维，改进处理后的木质短纤维具有较低的表观粘度，且抗温性增强，其与耐高温的玻璃纤维配合使用，不仅不会增加井眼强化剂的表观粘度，而且能进一步增加井眼强化剂的耐高温性能，使其更加适应钻井使用环境；能从本质上强化井眼、稳定井壁、预防井漏、井塌，能较好的在井壁近井地带形成低渗透率的暂堵带，从而强化井眼、预防井漏、提高井壁稳定性及地层承压能力。
Description
技术领域
本发明涉及钻井液用处理剂，尤其涉及一种井眼强化剂。
背景技术
油气田勘探开发，最主要的就是建立油气与地面的连通，钻井工程是油气勘探开发中的最主要工程；在钻头破碎地层岩石的过程中，会在井壁产生微小裂隙，这是井漏、井塌的潜在风险，在现场施工过程中，多数情况下，当井漏发生时，采用堵漏材料进行堵漏，没有先期加入防漏材料从本质上强化井眼、稳定井壁；即便是目前大量使用的随钻堵漏技术，也是当井漏发生后，随钻材料进入漏失通道进行封堵。
为了预防井漏、提高地层承压能力，减少井漏及井壁失稳复杂情况的发生，有待发展一种能从本质上强化井眼、稳定井壁、预防井漏、井塌的材料，或从新的理论开发一种更优良的防漏堵漏防塌产品。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种井眼强化剂，具有解决上述技术问题的优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种井眼强化剂，主要由高强刚性微晶粒50-65％、耐高温纤维5-10％、复合弹性粉末15-25％、改性植物纤维粉末15-25％以及表面活性剂5-10％在室温下混合均匀而得；其中，耐高温纤维为玻璃纤维粉末，改性植物纤维粉末为天然植物木质部分粉碎后经碱液浸泡后加热干燥脱水而成的木质短纤维，表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚。
优选的，高强刚性微晶粒为微粉碳化硅增强体，其级配及质量比为高强刚性微晶粒(3000目)：高强刚性微晶粒(1500目)：高强刚性微晶粒(800目)＝(4-5):(2-4):(1-3)。
优选的，耐高温纤维的级配及质量比为：耐高温纤维(300目)：耐高温纤维(200目)＝1:1。
优选的，复合弹性粉末为硅胶粉，其级配及质量比为复合弹性粉末(1200目)：复合弹性粉末(600目)：复合弹性粉末(300目)＝(4-5):(2-4):(1-3)。
优选的，改性植物纤维粉末长径比为5～50:1，直径为0.5～15um。
优选的，改性植物纤维粉末为棉花籽、柏树干或香樟树干中的一种或多种混合物，其级配及质量比为：改性植物纤维粉末(300目):改性植物纤维粉末(100目)＝2:1。
优选的，表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
一、井眼强化剂主要由高强刚性微晶粒、耐高温纤维、复合弹性粉末、改性植物纤维粉末以及表面活性剂在室温下混合均匀而得，易于加工生，节约成本；而且改性植物纤维粉末为天然植物木质部分粉碎后经碱液浸泡后加热干燥脱水而成的木质短纤维，改进处理后的木质短纤维具有较低的表观粘度，且抗温性增强，其与耐高温的玻璃纤维配合使用，不仅不会增加井眼强化剂的表观粘度，而且能进一步增加井眼强化剂的耐高温性能，使其更加适应钻井使用环境；
二、合理级配高强刚性微晶粒，使其能有效镶嵌入井壁微小裂隙及孔喉，增强井眼圆周应力，形成“桶箍效应”，进而提高井壁裂缝扩张应力，配合钻井液中本有降滤失材料，能较好的在井壁近井地带形成低渗透率的暂堵带，从而强化井眼、预防井漏、提高井壁稳定性及地层承压能力；
三、与各种泥浆体系配伍性好、对流变性影响小；本发明主要成分为惰性材料，能保证高比重泥浆的流变性能，在水基、油基泥浆中都有较好的配伍性；
四、对环境影响小，是环保型材料；采用的高强刚性微晶粒、复合弹性粉末及改性植物粉末均为自然界天然物质直接加工处理而成，对环境影响小。
五、表面活性剂优选使用脂肪胺聚氧乙烯醚，混合而得的井眼强化剂使用过程中不易引发气泡，规避了采用硬脂酸酰胺和苯磺酸钠等表面活性剂会使井眼强化剂使用时起泡而影响井眼强化剂性能，确保产品性能满足使用环境要求。。
具体实施方式
下面将对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种井眼强化剂，主要由高强刚性微晶粒50-65％、耐高温纤维5-10％、复合弹性粉末15-25％、改性植物纤维粉末15-25％以及表面活性剂5-10％在室温下混合均匀而得；其中，耐高温纤维为玻璃纤维粉末，改性植物纤维粉末为天然植物木质部分粉碎后经碱液浸泡后加热干燥脱水而成的木质短纤维，表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚。
在本实施例中，井眼强化剂主要由高强刚性微晶粒、耐高温纤维、复合弹性粉末、改性植物纤维粉末以及表面活性剂在室温下混合均匀而得，易于加工生，节约成本；而且改性植物纤维粉末为天然植物木质部分粉碎后经碱液浸泡后加热干燥脱水而成的木质短纤维，改进处理后的木质短纤维具有较低的表观粘度，且抗温性增强，其与耐高温的玻璃纤维配合使用，不仅不会增加井眼强化剂的表观粘度，而且能进一步增加井眼强化剂的耐高温性能，确保室温条件下得到的井眼强化剂的工作性能，使其更加适应钻井使用环境；同时合理级配的高强刚性微晶粒，使其能有效镶嵌入井壁微小裂隙及孔喉，增强井眼圆周应力，形成“桶箍效应”，进而提高井壁裂缝扩张应力，配合钻井液中本有降滤失材料，能较好的在井壁近井地带形成低渗透率的暂堵带，从而强化井眼、预防井漏、提高井壁稳定性及地层承压能力。表面活性剂使用脂肪胺聚氧乙烯醚，混合而得的井眼强化剂使用过程中不易引发气泡，规避了采用硬脂酸酰胺和苯磺酸钠等表面活性剂会使井眼强化剂使用时起泡而影响井眼强化剂性能，确保产品性能满足使用环境要求。
本实施例中的高强刚性微晶粒为微粉碳化硅增强体，其级配及质量比为高强刚性微晶粒(3000目)：高强刚性微晶粒(1500目)：高强刚性微晶粒(800目)＝(4-5):(2-4):(1-3)。
实施例2：
一种井眼强化剂，其组分及质量百分比为：60％高强刚性微晶粒、5％耐高温纤维、15％复合弹性粉末、15％改性植物纤维粉末、5％表面活性剂；
高强刚性微晶粒为微粉碳化硅增强体，其级配及质量比如下：高强刚性微晶粒(3000目)：高强刚性微晶粒(1500目)：高强刚性微晶粒(800目)＝5:3:2；
耐高温纤维为玻璃纤维粉末，其级配及质量比为：耐高温纤维(300目)：耐高温纤维(200目)＝1:1；
复合弹性粉末为硅胶粉，其级配及质量比如下：复合弹性粉末(1200目)：复合弹性粉末(600目)：复合弹性粉末(300目)＝4:3:3；
改性植物纤维粉末为棉花籽纤维，其级配及质量比为：改性植物纤维粉末(300目):改性植物纤维粉末(100目)＝2:1，改性植物纤维粉末长径比为5～50:1，直径为0.5～15um；
表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚；
各组分混合均匀后即可得产品。
实施例3：
一种井眼强化剂，其组分及质量百分比为：50％高强刚性微晶粒、10％耐高温纤维、15％复合弹性粉末、20％改性植物纤维粉末、5％表面活性剂；
高强刚性微晶粒为微粉碳化硅增强体，其级配及质量比如下：高强刚性微晶粒(3000目)：高强刚性微晶粒(1500目)：高强刚性微晶粒(800目)＝4:3:3；
耐高温纤维为玻璃纤维粉末，其级配及质量比为：耐高温纤维(300目)：耐高温纤维(200目)＝1:1；
复合弹性粉末为硅胶粉，其级配及质量比如下：复合弹性粉末(1200目)：复合弹性粉末(600目)：复合弹性粉末(300目)＝4:3:3；
改性植物纤维粉末为棉花籽纤维，其级配及质量比为：改性植物纤维粉末(300目):改性植物纤维粉末(100目)＝2:1，改性植物纤维粉末长径比为5～50:1，直径为0.5～15um；
表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚；
各组分混合均匀后即可得产品。
实施例4：
一种井眼强化剂，其组分及质量百分比为：55％高强刚性微晶粒、5％耐高温纤维、20％复合弹性粉末、15％改性植物纤维粉末、5％表面活性剂；
高强刚性微晶粒为微粉碳化硅增强体，其级配及质量比如下：高强刚性微晶粒(3000目)：高强刚性微晶粒(1500目)：高强刚性微晶粒(800目)＝5:3:2；
耐高温纤维为玻璃纤维粉末，其级配及质量比为：耐高温纤维(300目)：耐高温纤维(200目)＝1:1；
复合弹性粉末为硅胶粉，其级配及质量比如下：复合弹性粉末(1200目)：复合弹性粉末(600目)：复合弹性粉末(300目)＝4:3:3；
改性植物粉末为柏树干纤维，其级配及质量比为：改性植物纤维粉末(300目):改性植物纤维粉末(100目)＝2:1，改性植物纤维粉末长径比为5～50:1，直径为0.5～15um；
表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚；
各组分混合均匀后即可得产品。
实施例5：
一种井眼强化剂，其组分及质量百分比为：50％高强刚性微晶粒、5％耐高温纤维、20％复合弹性粉末、20％改性植物纤维粉末、5％表面活性剂；
高强刚性微晶粒为微粉碳化硅增强体，其级配及质量比如下：高强刚性微晶粒(3000目)：高强刚性微晶粒(1500目)：高强刚性微晶粒(800目)＝4:3:3；
耐高温纤维为玻璃纤维粉末，其级配及质量比为：耐高温纤维(300目)：耐高温纤维(200目)＝1:1；
复合弹性粉末为硅胶粉，其级配及质量比如下：复合弹性粉末(1200目)：复合弹性粉末(600目)：复合弹性粉末(300目)＝4:3:3；
改性植物纤维粉末为香樟树干纤维，其级配及质量比为：改性植物纤维粉末(300目):改性植物纤维粉末(100目)＝2:1，改性植物纤维粉末长径比为5～50:1，直径为0.5～15um；
表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚；
各组分混合均匀后即可得产品。
性能测试实验：
按照下述方法及步骤配置实验用样品：
(1)蒸馏水400ml，在11000rpm搅拌下加入烧碱0.4g；
(2)待烧碱全溶解后加入井眼强化剂16.0g，高速搅拌10min；
(3)加入黄原胶(XC)1.6g，高速搅拌30min，其间用玻璃棒刮下粘附在杯壁上的粘附物，最后低速搅拌消泡。
1、浸入深度测试
用耐压透明管式试验装置装入20目～40目干燥洁净的河砂至规定刻度线，用小木棒将河砂插紧压实铺平，制成砂床，将试样浆，缓慢倒入仪器中，测定0.7MPa下，30min滤液通过砂床的浸入深度，在砂床圆周各点用钢板直尺测量浸入深度取算术平均值。
2、砂床承压能力测试
测试1完成后，在60s～90s内缓缓均匀加压至5.0MPa，稳压5min，无滤失量，则判定为砂床承压能力达到指标要求；当有滤失量，则应在结束试验后倒掉泥浆，观察砂床表面之上的滤饼，若被击穿或滤饼之下的砂床出现明显凹痕，应重新测试。
综上所述，本发明提供的井眼强化剂具备强化井眼、预防井漏、提高地层承压能力、提高井壁稳定性等优点。优选并合理级配高强刚性微晶粒，使其能有效镶嵌入井壁微小裂隙及孔喉，增强井眼圆周应力，形成“桶箍效应”，进而提高井壁裂缝扩张应力，配合钻井液中本有降滤失材料，能较好的在井壁近井地带形成低渗透率的暂堵带，从而强化井眼、预防井漏、提高井壁稳定性及地层承压能力。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种井眼强化剂，其特征在于，主要由高强刚性微晶粒50-65％、耐高温纤维5-10％、复合弹性粉末15-25％、改性植物纤维粉末15-25％以及表面活性剂5-10％在室温下混合均匀而得；其中，所述耐高温纤维为玻璃纤维粉末，所述改性植物纤维粉末为天然植物木质部分粉碎后经碱液浸泡后加热干燥脱水而成的木质短纤维，所述表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚。
2.根据权利要求1所述的一种井眼强化剂，其特征在于，所述高强刚性微晶粒为微粉碳化硅增强体，其级配及质量比为高强刚性微晶粒(3000目)：高强刚性微晶粒(1500目)：高强刚性微晶粒(800目)＝(4-5):(2-4):(1-3)。
3.根据权利要求1所述的一种井眼强化剂，其特征在于：所述耐高温纤维的级配及质量比为：耐高温纤维(300目)：耐高温纤维(200目)＝1:1。
4.根据权利要求1所述的一种井眼强化剂，其特征在于：所述复合弹性粉末为硅胶粉，其级配及质量比为复合弹性粉末(1200目)：复合弹性粉末(600目)：复合弹性粉末(300目)＝(4-5):(2-4):(1-3)。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种井眼强化剂，其特征在于，所述改性植物纤维粉末长径比为5～50:1，直径为0.5～15um。
6.根据权利要求5所述的一种井眼强化剂，其特征在于：所述改性植物纤维粉末为棉花籽、柏树干或香樟树干中的一种或多种混合物，其级配及质量比为：改性植物纤维粉末(300目):改性植物纤维粉末(100目)＝2:1。
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