一种钻井液用承压堵漏剂的制备方法与流程

文档序号:11125400阅读:1778来源:国知局

本发明涉及一种石油钻井用助剂,尤其涉及一种钻井液用承压堵漏剂的制备方法,属于石油钻井技术领域。



背景技术:

在石油勘探开发过程中,井漏是最为常见的一种复杂现象,尤其在微裂缝地层、渗透性地层、页岩地层、煤层、破碎带地层及储层,井壁失稳、井漏风险大大增加;井壁失稳通常造成井壁垮塌,引发卡钻、填埋钻具的风险,而井漏的发生,极大地增加了储层损害,钻井液配置成本,延长了钻井周期,甚至带来井控风险,造成极大的经济损失。目前,行业中并无一种既能提高井壁稳定性,又能进行承压填充、对井壁起到强化作用的防漏产品;而传统的随钻堵漏剂、锯末粉产品,由于粒径级配效果不佳,只能够用于处理渗透性漏失及小漏,随钻损耗较大,需要不断补充;且漏失处理后容易反复发生井漏,大大降低了钻完井效率;该类处理剂不能达到较好的稳定井壁、预防漏失及提高井壁承压能力的效果,且大部分产品中含有聚合物成分,对钻井液流变性影响较大,制约了该类产品的推广应用。

如公开号为CN105441044A,名称为“一种油基钻井液用堵漏剂”的发明专利,该专利公开堵漏剂包括:纤维15~20%,核桃壳10~25%,吸油聚合物颗粒20~40%,油基核壳膨胀封堵剂40~60%,将上述原料混合均匀即为油基钻井液用堵漏剂。该专利中包含油基核壳膨胀封堵剂,属于化学堵漏材料,其价格昂贵、施工配置复杂,仍不能得到推广应用。且没有考虑级配因素,无法进行随钻堵漏,对微裂缝的封堵不足。

又如公开号为CN102453475A,名称为“一种石油钻井用堵漏剂及其制备方法和应用”的发明专利,该专利公开堵漏剂包含堵漏液A和堵漏液B,堵漏液A包含海藻酸盐、核桃壳和水,以水为100重量份计,海藻酸盐:0.5~0.8重量份,核桃壳:0~5重量份;堵漏液B包含油井水泥、纤维和水,以水为100重量份计,油井水泥:200~250重量份,纤维:0.5~1重量份;堵漏液A和堵漏液B的体积比为1∶2~1∶3。制备方法包括:a、海藻酸盐溶于水配成溶液,加入核桃壳,制得堵漏液A;b、油井水泥和水配成水泥浆,加入纤维,制得堵漏液B。该发明属于凝胶堵漏和架桥堵漏混合材料,同样未考虑材料级配,对微裂缝封堵效果不佳。



技术实现要素:

本发明旨在解决现有技术中的堵漏剂处理剂不能达到较好的稳定井壁、预防漏失、提高井壁承压能力的效果以及成本高的问题,提出一种新的钻井液用堵漏剂的制备方法,将特定比例的核桃壳粉、稻草裂解纤维、改性沥青以及多种助剂的混合使用,能够有效对微裂缝进行承压填充,预防漏失、垮塌,提高井壁承压能力和稳定性。

为了实现上述发明目的,本发明的技术方案如下:

一种钻井液用承压堵漏剂的制备方法包括以下步骤:

(1)首先提取稻草裂解纤维:对稻草原料进行叶、杆和穗的分离,弃去叶和穗,将杆切割成3-5cm,用质量浓度为5%碳酸氢钠液浸泡24小时,取出,保持水分含量10-15%,再通过膨化设备对杆进行膨化,得到棉球状的稻草裂解纤维;

(2)按重量份配比计,取核桃壳粉40-50份、稻草裂解纤维30-40份、碳酸钙粉4-8份、水解聚丙烯腈铵盐1-3份、抗渗剂10-20份、羧甲基纤维素5-10份、可再分散乳胶粉5-10份、改性沥青10-20份,置于搅拌设备中混合1-2小时,在60℃下恒温烘干、造粒,平均粒径为20-300目,即得钻井液用承压堵漏剂。

所述抗渗剂由速溶硅酸钠和硬脂酸铝按照2:3的质量比混合而成。

所述改性沥青由以下制备方法制得:先将360kg水与22kg十二烷基二甲基苄基氯化铵混合后,经过乳化机充分混合形成皂液并加热到45℃~80℃;再将皂液与580kg的90#沥青过胶体磨研磨混合得乳化沥青,再将该乳化沥青与加热到30℃~50℃的38kg液体氟硅橡胶在混融器内迅速混合,并充分搅拌,得改性沥青。

本发明的有益效果如下:

1.本发明堵漏剂的制备方法中,核桃壳粉、稻草裂解纤维、改性沥青、碳酸钙粉、水解聚丙烯腈铵盐、抗渗剂、羧甲基纤维素以及可再分散乳胶粉相互配合使用,具有封堵效果好,抗高温、高压能力强的特点,适用于裂缝性、溶洞性、破碎性地层和不易确定漏失位置的漏层堵漏,且采用的原料主要为植物颗粒和植物裂解纤维,具有价格低廉、无环保压力,对钻井液的性能影响小的优点。

2.本发明采用了稻草裂解纤维,该裂解纤维在堵漏剂使用时形成网状,使封堵效果更显著。

3.本发明通过加入速溶硅酸钠、硬脂酸铝,其速溶硅酸钠和硬脂酸铝不断发生结晶反应,形成不溶于水的结晶体,堵住毛细孔道,使得封堵剂的抗渗抗漏能力大大提高。

4.本发明加入的改性沥青具有低动力粘度、高抗裂性能以及优异的膨胀性,能在封堵剂使用时形成完整的网状结构,进一步提高了封堵剂的封堵效果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种钻井液用承压堵漏剂的制备方法包括以下步骤:

(1)首先提取稻草裂解纤维:对稻草原料进行叶、杆和穗的分离,弃去叶和穗,将杆切割成3-5cm,用质量浓度为5%碳酸氢钠液浸泡24小时,取出,保持水分含量10-15%,再通过膨化设备对杆进行膨化,得到棉球状的稻草裂解纤维;

(2)改性沥青的制备:

先将360kg水与22kg十二烷基二甲基苄基氯化铵混合后,经过乳化机充分混合形成皂液并加热到65℃;再将皂液与580kg的90#沥青过胶体磨研磨混合得乳化沥青,再将该乳化沥青与加热到40℃的38kg液体氟硅橡胶在混融器内迅速混合,并充分搅拌,得改性沥青;

(3)钻井液用承压堵漏剂的制备

按重量份配比计,取核桃壳粉45份、稻草裂解纤维35份、碳酸钙粉6份、水解聚丙烯腈铵盐2份、速溶硅酸钠4份、硬脂酸铝6份、羧甲基纤维素7份、可再分散乳胶粉7份、改性沥青15份,置于搅拌设备中混合1.5小时,在60℃下恒温烘干、造粒,平均粒径为20-300目,即得钻井液用承压堵漏剂。

实施例2

稻草裂解纤维和改性沥青的制备如实施例1。

钻井液用承压堵漏剂的制备

按重量份配比计,取核桃壳粉40份、稻草裂解纤维30份、碳酸钙粉4份、水解聚丙烯腈铵盐1份、速溶硅酸钠4份、硬脂酸铝6份、羧甲基纤维素5份、可再分散乳胶粉5份、改性沥青10份,置于搅拌设备中混合1小时,在60℃下恒温烘干、造粒,平均粒径为20-300目,即得钻井液用承压堵漏剂。

实施例2

稻草裂解纤维和改性沥青的制备如实施例1。

钻井液用承压堵漏剂的制备

按重量份配比计,取核桃壳粉50份、稻草裂解纤维40份、碳酸钙粉8份、水解聚丙烯腈铵盐3份、速溶硅酸钠8份、硬脂酸铝12份、羧甲基纤维素10份、可再分散乳胶粉10份、改性沥青20份,置于搅拌设备中混合2小时,在60℃下恒温烘干、造粒,平均粒径为20-300目,即得钻井液用承压堵漏剂。

我们对实施例1所制得的承压堵漏剂做了如下测试:

应用指标和理化指标如下表1:其中标准指标是以Q/72084246-4.2-2010 为标准。

表1应用指标和理化指标表

将实施例1所制得的承压堵漏剂按企业标准Q/728084264-4-2001进行质量监测和封漏效果及配伍评价实验,测定其在钙土浆重点漏失泥浆量(ml)和封漏时间(s),测试结果如下表2和表3:

表2漏失泥浆量(mL)

表3封漏时间(s)

将实施例1所制得的承压堵漏剂分别在多种泥浆体系中进行配伍性试验,配伍实验表如下:

表4配伍实验表

表4中的A浆成分包括有钙土浆、PHP、XY-27、铵盐、磺化沥青,B浆成分包括钙上浆、FA367、XY-27、SMP.1、NaHPAN;C浆成分包括钠土浆、CUD、CPF、FRH和硫酸钡。

表4中:P:密度,T:漏斗粘度(s),API:滤失量,K:泥饼厚度,PV:塑性粘度,YP:动切力。

表4中的数据除漏失泥浆量、封漏时间外均为恒温140℃,养护16小时,50℃下测得。

我们也对实施例2和3所制得的承压堵漏剂做了与实施例1相同的试验,试验结果与实施例1的试验结果并无明显差别,故在此不作敷述。

从上述各实施例及试验表中可以看出本暂堵剂是封漏快捷、使用高效、施工方便等特点,集承压、屏蔽暂堵、保护油气层、防漏、堵漏、废物利用为一体的新型油气层暂堵剂材料。能对环境产生较好的改善作用,能迅速、有效封漏微裂缝、空隙性地层的渗透性漏失,可随钻加入泥浆中,不会被振动筛筛出,对地层起到防漏、堵漏的作用。

其次,本堵漏剂采用维核桃壳粉、稻草裂解纤维以及改性沥青等为主要原材料,因此容易相互交织形成网布,并能在泄漏点的压差下形成多层叠加,与同类产品相比,具有更好的经济效益和实用性,且成本更低。

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