CN116333702B - 一种触变堵漏剂及堵漏方法和制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触变堵漏剂及堵漏方法和制备方法，属于油田封堵技术领域。其包括以下重量百分比的组分：触变调节剂0.1~5%、固化剂1~5%、改性聚丙烯纤维10~15%、粉煤灰1.5~5%、超细水泥45~50%，余量为水。本申请制备得到的堵漏剂具有优异的耐温性，且封堵效果优良。

Description

一种触变堵漏剂及堵漏方法和制备方法

技术领域

本发明属于油田封堵技术领域，具体涉及一种触变堵漏剂及堵漏方法和制备方法。

背景技术

面对石油天然气勘探开发过程中日益复杂的地质条件，对井壁的稳定性提出了更高的要求，在钻井过程中，钻井液滤液在压差作用下容易通过微小孔隙进入地层内部，水力压力在微裂缝中的传递作用造成裂缝发展，使得井壁稳定性变差，严重时带来井壁垮塌等钻井事故。油田经过十余年的开发，油水层窜槽及油水井套漏现象十分普遍，特别是水泥返高以上的套破井，此类井不易封堵，且数量多，严重影响了油水井的正常工作。因此，需要在钻井液中加入触变堵漏剂，以提高井壁的稳定性。

目前常规触变堵漏剂多为改性沥青类，包括磺化沥青与乳化沥青，或者聚合物凝胶类、聚丙烯类纤维、合成纤维类触变堵漏剂，但这些触变堵漏剂存在封堵成功率低，耐温性差、分散性不足等问题，特别是对于套漏井，原因在于此类触变堵漏剂不能有效驻留在封堵层位，注到目的层凝固前已出现漏失。因此，需开发一种封堵效果好的触变堵漏剂。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种触变堵漏剂及堵漏方法和制备方法，本申请制备得到的堵漏剂具有优异的耐温性，且封堵效果优良。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种触变堵漏剂，包括以下重量百分比的组分：

触变调节剂0.1~5%、固化剂1~5%、改性聚丙烯纤维10~15%、粉煤灰1.5~5%、超细水泥45~50%，余量为水。

进一步地，包括以下重量百分比的组分：

触变调节剂0.5~2.5%、固化剂1~3%、改性聚丙烯纤维12%、粉煤灰1.5~3%、超细水泥45~50%，余量为水。

进一步地，包括以下重量百分比的组分：

触变调节剂1.7%、固化剂1%、改性聚丙烯纤维12%、粉煤灰2.5%、超细水泥50%，余量为水。

进一步地，改性聚丙烯纤维的制备方法如下：

将聚丙烯纤维溶解后，加入酚醛树脂和硅藻土，室温下搅拌30~60min后，于150~300℃交联2~5h，制得硅藻土改性聚丙烯纤维。

进一步地，聚丙烯纤维与硅藻土的重量比为1:0.2~0.5。

进一步地，酚醛树脂的加入量为聚丙烯纤维重量的0.5~2%。

进一步地，用有机溶剂溶解聚丙烯纤维。

进一步地，交联温度为150~200℃。

进一步地，触变调节剂包括气相二氧化硅、羧乙基纤维素类纤维素衍生物、聚乙烯醇和凹凸棒土中的至少一种。

进一步地，固化剂包括芳香多胺、咪唑、过氧化苯甲酸叔丁酯、对羟基苯磺酸、二乙烯三胺、过氧化苯甲酰类过氧化物和酸酐中的至少一种。

进一步地，粉煤灰的粒径为5~10μm。

一种上述触变堵漏剂的制备方法，将超细水泥、改性聚丙烯纤维和触变调节剂混合后球磨，然后将球磨后的混合颗粒与固化剂、粉煤灰和水一同搅拌均匀，制得该堵漏剂。

一种堵漏方法，将触变堵漏剂随钻井液注入至漏失层，其中，钻井液为本领域常用选择，在此不再赘述。

本发明的有益效果：

1、本申请中各组分之间通过化学键桥接，形成高胶凝强度的交联层，当施加剪切力时，交联垫状层破裂，浆体变成流体状。因此，堵剂具有良好的触变性，堵剂进入窜槽、漏失带及裂缝停泵后便由易流动的悬浮体变成具有网状结构的粘稠态，可有效驻留在封堵部位而不漏失，在地层温度、压力下逐步与地层胶结在一起，起到良好的封堵效果。

2、本申请配方中所添加的粒子具有固化微膨胀和充填密实作用，共同作用于胶凝材料的水化固化反应，强化了固化体与套管及岩石界面的胶结致密性，提高了胶结强度和抗压强度。

3、聚丙烯类触变堵漏剂中，纤维的分散效果会显著影响触变堵漏剂防漏效果，同时，其也存在耐热性差，稳定性不好的问题。因此，本申请采用硅藻土对聚丙烯纤维进行改性，通过改性处理，可有效提升聚丙烯纤维的耐温性。同时，硅藻土自身具有良好的分散性，因此，改性处理后可有效的改善聚丙烯纤维的分散性，提升封堵效果。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1

一种触变堵漏剂，其包括以下重量百分比的组分：

聚乙烯醇1.7%、二乙烯三胺1%、改性聚丙烯纤维12%、粉煤灰2.5%、超细水泥50%，余量为水。

其中，改性聚丙烯纤维的制备方法如下：

用氯苯溶解聚丙烯纤维，再加入酚醛树脂和硅藻土，室温下搅拌45min后，于200℃交联3h，制得硅藻土改性聚丙烯纤维；其中，聚丙烯纤维与硅藻土的重量比为1:0.5；酚醛树脂的加入量为聚丙烯纤维重量的0.5%。

上述触变堵漏剂的制备方法如下：

将超细水泥、改性聚丙烯纤维和聚乙烯醇混合后球磨，然后将球磨后的混合颗粒与二乙烯三胺、粉煤灰和水一同搅拌均匀，制得该触变堵漏剂。

使用时，将触变堵漏剂随钻井液注入至漏失层即可。

实施例2

一种触变堵漏剂，其包括以下重量百分比的组分：

聚乙烯醇0.5%、过氧化苯甲酸叔丁酯1%、改性聚丙烯纤维10%、粉煤灰1.5%、超细水泥50%，余量为水。

其中，改性聚丙烯纤维的制备方法如下：

用氯苯溶解聚丙烯纤维，再加入酚醛树脂和硅藻土，室温下搅拌30min后，于220℃交联2h，制得硅藻土改性聚丙烯纤维；其中，聚丙烯纤维与硅藻土的重量比为1:0.3；酚醛树脂的加入量为聚丙烯纤维重量的0.8%。

上述触变堵漏剂的制备方法如下：

将超细水泥、改性聚丙烯纤维和聚乙烯醇混合后球磨，然后将球磨后的混合颗粒与过氧化苯甲酸叔丁酯、粉煤灰和水一同搅拌均匀，制得该触变堵漏剂。

使用时，将触变堵漏剂随钻井液注入至漏失层即可。

实施例3

一种触变堵漏剂，其包括以下重量百分比的组分：

聚乙烯醇3%、对羟基苯磺酸3%、改性聚丙烯纤维15%、粉煤灰5%、超细水泥50%，余量为水。

其中，改性聚丙烯纤维的制备方法如下：

用氯苯溶解聚丙烯纤维，再加入酚醛树脂和硅藻土，室温下搅拌40min后，于200℃交联3h，制得硅藻土改性聚丙烯纤维；其中，聚丙烯纤维与硅藻土的重量比为1:0.2；酚醛树脂的加入量为聚丙烯纤维重量的0.5%。

上述触变堵漏剂的制备方法如下：

将超细水泥、改性聚丙烯纤维和聚乙烯醇混合后球磨，然后将球磨后的混合颗粒与对羟基苯磺酸、粉煤灰和水一同搅拌均匀，制得该触变堵漏剂。

使用时，将触变堵漏剂随钻井液注入至漏失层即可。

对比例1

相较于实施例1而言，用聚丙烯纤维替换其中的改性聚丙烯纤维，其余过程与实施例1相同。

对比例2

相较于实施例1而言，使用聚丙烯纤维和分散剂替换其中的改性聚丙烯纤维，其余过程与实施例1相同。

对比例3

选用耐高温触变性触变堵漏剂TY-Ⅱ。

实验例

针对实施例1~3和对比例1~3所获得的触变堵漏剂，分别对其性能进行测定，具体如下：

1、将上述触变堵漏剂搅拌均匀，倒入5cm×5cm×5cm密封模具中，然后一并放入油浴箱内，在130℃、150℃条件下分别养护72h后，采用抗压强度测定仪分别测定其固化后的抗压强度，结果如表1所示。

表1 抗压强度

由表1数据可知，在150℃下，本申请制备得到的触变堵漏剂在养护72h后，其抗压强度能够保持在40MPa以上，远优于使用未改性聚丙烯纤维的对比例1和对比例2，同样优于耐高温触变性封堵剂TY-Ⅱ，可见，本申请技术方案制备得到的触变堵漏剂具有优异的抗压强度。

2、将上述触变堵漏剂继续在150℃养护至168h以后，检测其相应的抗压强度，结果见表2。

表2 养护168h后抗压强度

根据表2和表1的数据对比可知，本申请技术方案制备得到的触变堵漏剂在延长养护时间至168h后，其抗压强度没有明显衰减，而对比例1~3中的触变堵漏剂的抗压强度则是极速衰减。可见，本申请技术方案制备得到的触变堵漏剂具有优异的耐温性。

3、参考专利CN110423597A中记载的对触变堵漏剂的封堵性能评价方法，对本申请实施例1~3和对比例1~2制得的触变堵漏剂的封堵性能进行测定，结果见表3。

表3 封堵性能

从表3的数据可知，本申请技术方案制得的触变堵漏剂具有优异的封堵性能，且渗透率显著低于对比例和对照组。

最后应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种堵漏方法，其特征在于，将触变堵漏剂随钻井液注入至漏失层；所述触变堵漏剂包括以下重量百分比的组分：

触变调节剂0.1~5%、固化剂1~5%、改性聚丙烯纤维10~15%、粉煤灰1.5~5%、超细水泥45~50%，余量为水；所述触变调节剂为聚乙烯醇；所述固化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、对羟基苯磺酸或二乙烯三胺；

所述改性聚丙烯纤维的制备方法如下：

将聚丙烯纤维溶解后，加入酚醛树脂和硅藻土，室温下搅拌30~60min后，于150~300℃交联2~5h，制得硅藻土改性聚丙烯纤维；

其中，所述聚丙烯纤维与硅藻土的重量比为1:0.2~0.5；酚醛树脂的加入量为聚丙烯纤维重量的0.5~2%。

2.根据权利要求1所述的堵漏方法，其特征在于，所述触变堵漏剂包括以下重量百分比的组分：

触变调节剂0.5~2.5%、固化剂1~3%、改性聚丙烯纤维12%、粉煤灰1.5~3%、超细水泥45~50%，余量为水。

3.根据权利要求1或2所述的堵漏方法，其特征在于，所述触变堵漏剂包括以下重量百分比的组分：

触变调节剂1.7%、固化剂1%、改性聚丙烯纤维12%、粉煤灰2.5%、超细水泥50%，余量为水。

4.根据权利要求1所述的堵漏方法，其特征在于，交联温度为150~200℃。

5.一种触变堵漏剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：

触变调节剂0.1~5%、固化剂1~5%、改性聚丙烯纤维10~15%、粉煤灰1.5~5%、超细水泥45~50%，余量为水；

所述触变调节剂为聚乙烯醇；所述固化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、对羟基苯磺酸或二乙烯三胺；

所述改性聚丙烯纤维的制备方法如下：

将聚丙烯纤维溶解后，加入酚醛树脂和硅藻土，室温下搅拌30~60min后，于150~300℃交联2~5h，制得硅藻土改性聚丙烯纤维；

其中，所述聚丙烯纤维与硅藻土的重量比为1:0.2~0.5；酚醛树脂的加入量为聚丙烯纤维重量的0.5~2%。

6.一种如权利要求5所述的触变堵漏剂的制备方法，其特征在于，将超细水泥、改性聚丙烯纤维和触变调节剂混合后球磨，然后将球磨后的混合颗粒与固化剂、粉煤灰和水一同搅拌均匀，制得该堵漏剂。