CN115820229B - 一种桥接堵漏剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桥接堵漏剂，其包括以下重量份的组分：100份基浆、1～10份A型桥接材料；5～50份B型桥接材料；A型桥接材料是粒径3～10mm的热固性树脂颗粒，热固性树脂颗粒上开设通孔，孔内穿插数束长度为3.5cm纤维；B型桥接材料是粒径1～6mm的中空的球形热固性树脂颗粒，中空空腔内填充粒径0.01～1mm的填料；填料选自碳酸钙、重晶石、核桃壳、橄榄壳或片状酚醛树脂中的一种或多种。使用时，在堵漏施工现场现配现用：向基浆中依次加入A型桥接材料、B型桥接材料，搅拌速率100～500r/min，搅拌至分散均匀，得到桥接堵漏浆，然后进行堵漏操作。本发明的桥接堵漏剂组分简单，形成的封堵段结构致密、承压能力高，对于封堵裂缝宽度≥5mm的漏失具有显著效果。

Description

一种桥接堵漏剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及油气井堵漏技术领域，尤其是一种用于大裂缝漏失的桥接堵漏剂及其使用方法。

背景技术

井漏作为钻井过程中较为常见的井下复杂情况之一，井漏的发生不仅会给钻井工程带来巨大损失，也给油气资源的勘探开发带来了极大的困难。目前，根据漏失层位形态可分为孔隙性漏失、裂缝性漏失和溶洞性漏失，其中，大多数地层的漏失都属于裂缝性漏失，裂缝性漏失造成的经济损失占各种漏失经济损失总和的90％以上。

目前针对裂缝性漏失地层应用最广泛的堵漏方法是桥接封堵，桥接堵漏材料是由形状不同、大小各异的惰性材料按照一定比例和级配形成的复合堵漏材料。桥接堵漏材料一般由颗粒状材料、纤维状材料和片状材料组成，其具有来源广、成本低廉、不影响钻井液流变性、操作简单等优点。但是其存在对漏失通道适应性较差的问题，在较大的裂缝或溶洞中容易被冲走。因此，对于裂缝性漏失堵漏，研究出一种对漏失通道适应性好的桥接堵漏材料将具有显著的应用前景。

发明专利CN106281272B提供了一种裂缝性储层桥接堵漏剂及其制备方法，该桥接堵漏剂包括架桥材料、碳酸钙颗粒、沥青粉和可酸溶纤维，适用于宽度在1～5mm的裂缝性漏失堵漏，承压能力达到15MPa，酸溶率达70％以上，且酸化解堵后，不酸溶的刚性颗粒可以防止储层应力敏感性损害，有效地保护油气藏。该发明的桥接堵漏剂只适用于宽度在1～5mm的裂缝性漏失，具有应用局限性，且其组分多，种类复杂，同时其架桥材料是石英砂和/或陶粒，形状是球形，不易滞留于漏失通道，难以架桥。因此，针对大裂缝(裂缝宽度≥5mm)的漏失封堵，还亟需一种有效的堵漏方法。

发明内容

针对大裂缝(裂缝宽度≥5mm)的漏失封堵的技术缺陷，本发明提供一种用于大裂缝漏失的桥接堵漏剂。

本发明提供的用于大裂缝漏失的桥接堵漏剂，包括以下重量份的三种组分：100份基浆、1～10份A型桥接材料；5～50份B型桥接材料。

其中，所述A型桥接材料是粒径3～10mm的热固性树脂颗粒，热固性树脂颗粒上开设通孔，通孔直径尺寸为0.1～0.5mm，通孔内穿插数束长度为3.5cm纤维。优选的纤维是直径0.1mm的聚四氟乙烯纤维。所述A型桥接材料密度是1.05～2.0g/cm³。最大抗压强度≥100MPa。

所述B型桥接材料是粒径1～6mm的中空的球形热固性树脂颗粒，中空直径尺寸为0.1～3mm，中空空腔内填充粒径0.01～1mm的填料。所述填料选自碳酸钙、重晶石、核桃壳、橄榄壳或片状酚醛树脂中的一种或多种。所述B型桥接材料密度是1.20～2.5g/cm³。抗压强度≤4MPa。

所述基浆为坂土浆、水基钻井液或油基钻井液中的一种。

优选的是，所述热固性树脂为环氧树脂。

优选的是，所述A型桥接材料形状是球体、四面体或八面体中的一种或多种。

所述桥接堵漏剂的使用方法：在堵漏施工现场，现配现用，向基浆中依次加入A型桥接材料、B型桥接材料，搅拌速率100～500r/min，搅拌至分散均匀，得到桥接堵漏浆，然后用于钻井液堵漏。

本发明的桥接堵漏剂的作用原理是：通过A型桥接材料在漏失通道内接触并形成“架桥”，同时纤维起“拉筋”作用；而B型桥接材料在一定压力下结构被破坏，内部颗粒被释放出来，共同填充A型桥接材料“架桥”后形成的孔隙，提高封堵段强度。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

(1)本发明使用的A型桥接材料将颗粒和纤维两种材料结合到一起，提升了大裂缝堵漏“架桥”的成功率。A型桥接材料形状有球形、四面体、八面体，能确保“架桥”材料在漏层的滞留效果。

(2)本发明使用的B型桥接材料在压力作用下会逐渐分解成不同形状、不同粒径范围的颗粒，同时内部包裹着的细小颗粒会被释放出来，共同填充孔隙。在降低现有堵漏浆中固相颗粒组份的同时，也能保证封堵效果。

(3)本发明的桥接堵漏剂组份简单，形成的封堵段结构致密、性质稳定，承压能力高，对于封堵裂缝宽度≥5mm的漏失具有显著效果。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为A型桥接材料外观示意图。

图2为B型桥接材料结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

下述实施例中使用的基浆配方如下：水+5％膨润土+0.3％碳酸钠，配制好后水化24h。

如1和图2所示，所述A型桥接材料是粒径3～10mm的热固性树脂颗粒，形状是球体、四面体或八面体中的一种或多种，热固性树脂颗粒上开设通孔。所述B型桥接材料是粒径1～6mm的中空的球形热固性树脂颗粒，中空空腔内填充粒径0.01～1mm的填料。

实施例1

本实施例的桥接堵漏剂A1，包括100重量份基浆、2重量份A型桥接材料、8重量份B型桥接材料，所述A型桥接材料形状为球形，尺寸4mm，开孔直径0.1mm，聚四氟乙烯纤维长度3.5cm；所述B型桥接材料直径3mm，中空直径1mm，中空部分填充材料为0.01～0.2mm碳酸钙。

实施例2

本实施例的桥接堵漏剂A2，包括100重量份基浆、2重量份A型桥接材料、10重量份B型桥接材料，所述A型桥接材料形状为四面体形，尺寸5mm，开孔直径0.1mm，聚四氟乙烯纤维长度3.5cm；所述B型桥接材料直径4mm，中空直径1.5mm，中空部分填充材料为粒径0.01～0.4mm的碳酸钙和核桃壳颗粒等质量比的混合物。

实施例3

本实施例的桥接堵漏剂A3，包括100重量份基浆、3重量份A型桥接材料、15重量份B型桥接材料，所述A型桥接材料形状为四面体形，尺寸6mm，开孔直径0.1mm，聚四氟乙烯纤维长度3.5cm；所述B型桥接材料直径4mm，中空直径1.5mm，中空部分填充材料为粒径0.01～0.5mm重晶石和橄榄壳颗粒等质量比的混合物。

实施例4

本实施例的桥接堵漏剂A4，包括100重量份基浆、5重量份A型桥接材料、20重量份B型桥接材料，所述A型桥接材料形状为八面体形，尺寸8mm，开孔直径0.2mm，聚四氟乙烯纤维长度3.5cm；所述B型桥接材料直径6mm，中空直径2mm，中空部分填充材料为0.01～0.8mm重晶石。

对比例1

按照实施例1的方法制得堵漏剂B1作为对比样，与实施例1不同之处在于，将A型桥接材料和B型桥接材料拆分为单组分，堵漏剂B1的组分具体为：100重量份基浆、1.5重量份开孔热固性树脂、0.5重量份聚四氟乙烯纤维、5重量份中空热固性树脂、1.5重量份0.01～0.05mm碳酸钙、1重量份0.05～0.1mm碳酸钙、0.5重量份0.1～0.2mm碳酸钙。

对比例2

按照实施例2的方法制得堵漏剂B2作为对比样，与实施例2不同之处在于，将A型桥接材料和B型桥接材料拆分为单组分，堵漏剂B2的组分具体为：100重量份基浆、1.5重量份开孔热固性树脂、0.5重量份聚四氟乙烯纤维、5重量份中空热固性树脂、1.5重量份0.01～0.05mm碳酸钙、0.9重量份0.05～0.2mm碳酸钙、0.1重量份0.2～0.4mm碳酸钙、1.5重量份0.05～0.2mm核桃壳颗粒、1重量份0.05～0.2mm粒。

对比例3

按照实施例3的方法制得堵漏剂B3，与实施例3不同之处在于，将A型桥接材料和B型桥接材料拆分为单组分，堵漏剂B3的组分具体为：100重量份基浆、2.5重量份开孔热固性树脂、0.5重量份聚四氟乙烯纤维、10重量份中空热固性树脂、1.2重量份0.01～0.1mm重晶石、1.2重量份0.1～0.3mm重晶石、0.1重量份0.3～0.5mm重晶石、1.2重量份0.01～0.1mm橄榄壳、1.2重量份0.1～0.3mm橄榄壳、0.1重量份0.3～0.5mm橄榄壳。

对比例4

按照实施例4的方法制得堵漏剂B4，与实施例4不同之处在于，将A型桥接材料和B型桥接材料拆分为单组分，堵漏剂B4的组分具体为：100重量份基浆、4.5重量份开孔热固性树脂、0.5重量份聚四氟乙烯纤维、15重量份中空热固性树脂、3重量份0.01～0.2mm重晶石、1.5重量份0.2～0.6mm重晶石、0.5重量份0.6～0.8mm重晶石。

测试例1

采用QD-2堵漏仪评价实施例1-4的桥接堵漏剂A1-A4、对比例1-4的桥接堵漏剂B1-B4的封堵效果：将实施例1-4的桥接堵漏剂A1-A4、对比例1-4的桥接堵漏剂B1-B4放入老化罐中，并向老化罐中通入6MPa压力，然后放入滚子加热炉中老化24h，其中老化温度为90℃。取出老化后的桥接堵漏剂A1-A4、B1-B4，倒入已装缝板的QD-2堵漏仪罐体中，旋紧堵漏仪密封盖，加压测试桥接堵漏剂A1-A4、B1-B4的封堵效果。其中桥接堵漏剂A1、B1封堵5mm缝板，桥接堵漏剂A2、B2封堵6mm缝板，桥接堵漏剂A3、B3封堵8mm缝板，桥接堵漏剂A4、B4封堵10mm缝板，具体实验结果如表1所示。

表1实施例1-4桥接堵漏剂A1-A4封堵性能实验结果

注：堵漏浆总量为1500mL。

由表1的数据可知：实施例1-4的桥接堵漏剂A1-A4均能形成有效的封堵层，承压8MPa，稳压30min未漏，具有良好的封堵效果。而对比例1-4的桥接堵漏剂B1-B4分别承压至6MPa、7MPa、8MPa、8MPa，出现了全漏失的现象，分析是由于穿入的纤维不仅能包裹自身的热固性树脂，而且还能通过纤维间的缠绕与相邻的热固性树脂相连，提升架桥颗粒的承压能力，而单组分纤维对架桥颗粒间的连接作用不明显；同时内部填充有颗粒的热固性树脂抗压强度要优于未填充的，同等强度下，未填充的热固性树脂分解后的颗粒粒径会更细，使得填充的颗粒粒径缺少中粗粒径范围的，导致对比例1-4的桥接堵漏剂B1-B4承压能力要远远弱于实施例1-4的桥接堵漏剂A1-A4。

测试例2

采用高温高压堵漏仪评价实施例1-4的桥接堵漏剂A1-A4、对比例1-4的桥接堵漏剂B1-B4的封堵效果：将实施例1-4的桥接堵漏剂A1-A4、对比例1-4的桥接堵漏剂B1-B4放入老化罐中，并向老化罐中通入6MPa压力，然后放入滚子加热炉中老化24h，其中老化温度为90℃。取出老化后的桥接堵漏剂A1-A4、B1-B4，倒入已装楔形缝的高温高压堵漏仪评价中，按0.5-1MPa/min加压至20MPa，记录加压过程以及稳压阶段压力变化情况。其中桥接堵漏剂A1、B1封堵入口6mm、出口4mm的楔形缝，桥接堵漏剂A2、B2封堵入口8mm、出口6mm的楔形缝，桥接堵漏剂A3、B3封堵入口10mm、出口8mm的楔形缝，桥接堵漏剂A4、B4封堵入口15mm、出口10mm的楔形缝，具体实验结果如表2所示。

表2实施例1-4桥接堵漏剂A1-A4封堵楔形缝实验结果

由表2的数据可知：实施例1-4的桥接堵漏剂A1-A4在加压过程中无明显压降，20MPa稳压30min无压降，对比例1-4的桥接堵漏剂B1-B4在加压至20MPa过程中均出现明显压降，且稳压效果较差，说明对比例1-4的桥接堵漏剂B1-B4形成的封堵段疏松，高压力作用下容易复漏。而实施例1-4的桥接堵漏剂A1-A4形成的封堵段致密，承压能力高，不易复漏，对于封堵大裂缝恶性漏失具有显著效果。

本发明制备的桥接堵漏剂的使用方法：在堵漏施工现场，现配现用，向基浆中依次加入A型桥接材料、B型桥接材料，搅拌速率100～500r/min，搅拌至分散均匀，得到桥接堵漏浆，然后用于钻井液堵漏。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种桥接堵漏剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：100份基浆、1~10份A型桥接材料；5~50份B型桥接材料；

所述A型桥接材料是粒径3~10mm的热固性树脂颗粒，热固性树脂颗粒上开设通孔，通孔内穿插数束长度为3.5cm纤维；

所述B型桥接材料是粒径1~6mm的中空的球形热固性树脂颗粒，中空空腔内填充粒径0.01~1mm的填料；所述填料选自碳酸钙、重晶石、核桃壳、橄榄壳或片状酚醛树脂中的一种或多种；

所述基浆为水基钻井液或油基钻井液。

2.如权利要求1所述的桥接堵漏剂，其特征在于，所述热固性树脂为环氧树脂，所述基浆为坂土浆。

3.如权利要求2所述的桥接堵漏剂，其特征在于，所述A型桥接材料形状是球体、四面体或八面体中的一种或多种。

4.如权利要求3所述的桥接堵漏剂，其特征在于，所述A型桥接材料的通孔直径尺寸范围为0.1~0.5mm。

5.如权利要求3所述的桥接堵漏剂，其特征在于，所述纤维为聚四氟乙烯纤维，直径0.1mm。

6.如权利要求5所述的桥接堵漏剂，其特征在于，所述A型桥接材料密度是1.05~2.0g/cm³。

7.如权利要求1所述的桥接堵漏剂，其特征在于，所述B型桥接材料的中空直径尺寸为0.1~3mm。

8.如权利要求1所述的桥接堵漏剂，其特征在于，所述B型桥接材料密度是1.20~2.5g/cm³。

9.一种如权利要求1-8任意一项所述的桥接堵漏剂的使用方法，其特征在于，在堵漏施工现场，现配现用：向基浆中依次加入A型桥接材料、B型桥接材料，搅拌速率100~500r/min，搅拌至分散均匀，得到桥接堵漏浆，然后用于钻井液堵漏。