本发明属于钻井组合物
技术领域：
，具体涉及一种用于钻井裂缝性漏失的堵漏剂及堵漏液。
背景技术：
：在石油工业油气井建井过程中，普遍面临着复杂的漏失问题。固井漏失不仅造成工作液返高不够，而且影响顶替效率提高，导致固井质量差，不利于油气井继续钻进，给淡水层保护以及油气井增产改造安全实施均带来隐患，为提高固井质量及加快钻井周期，各种固井防漏、堵漏技术的研究备受关注。目前常见的堵漏方法有桥塞堵漏、水泥浆堵漏、桥塞与挤水泥堵漏等。但在实际处理井漏过程中，桥塞堵漏凭经验进行颗粒级配，一次堵漏成功率偏低；应用水泥浆堵漏存在水泥浆在初凝前在漏失通道中呈流体状，易被地层流体冲稀带走或泵入的水泥浆全部进入地层裂缝的问题，从而造成堵漏失败，且极易出现污染钻井液的现象。固井用低密度水泥浆具有一定的防漏功能，但存在着水泥石高体积收缩率、高脆性和低抗压强度的缺点。裂缝性漏失的宽度为3-10mm，存在难以封堵的问题。申请公布号为cn105925253a的中国专利申请公开了一种低密度可酸溶固化堵漏剂，包括以下重量份组分：50～100份胶凝材料，50～100份酸溶材料，0.5～5份可酸溶架桥纤维，0.5～5份延迟膨胀树脂，0.1～0.5份酸溶助剂，0.5～5份凝胶调节剂，5～20份激活剂和0.5～5份分散剂；其中，胶凝材料由钠膨润土和高炉矿渣按重量比1:1～1:10混合而成，酸溶材料为石灰石粉、超细碳酸钙，可酸溶架桥纤维为长度为1～2mm的海泡石纤维。首先，该堵漏剂与钾铵基钻井液存在不相容现象，堵漏作业后对钻井液性能影响较大。其次，该堵漏剂不含有降失水剂，失水量得不到有效控制，强度发展太快，稠化时间难以调整，不适用于非目的层的漏失。申请公布号为cn107722956a的中国专利申请公开了一种用于钻井裂缝性漏失的堵漏水泥组合物，由以下重量份的组分组成：油井水泥100份，减轻剂9～36份，微硅7～10份，膨胀剂1～2份，降失水剂2～3.6份，缓凝剂0.15～2份，增粘剂0.036～0.1份，短纤维0.6～3.5份，长纤维0.18～3.6份；所述短纤维的长度1～5mm，所述长纤维的长度为3～19mm。但其存在着水泥成分含量高、与钻井液相容性差的问题。首先，该堵漏组合物与钻井液的相容性较差，污染钻井液，影响钻井液的性能，易诱发其他不利于堵漏的复杂情况。其次，该堵漏组合物的强度过高，使得扫塞效率降低。技术实现要素：本发明的第一个目的在于提供一种用于钻井裂缝性漏失堵漏剂，以解决现有堵漏剂的稠化时间长、与钻井液相容性差、污染钻井液、强度低的问题。本发明的第二个目的在于提供一种用于钻井裂缝性漏失的堵漏液，以解决现有堵漏液的稠化时间长、与钻井液相容性差、污染钻井液、强度低的问题。为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于钻井裂缝性漏失的堵漏剂，主要由以下重量份的组分组成：水渣100份，减轻剂10～20份，微硅粉10～15份，激活剂7～10份，降失水剂1.5～3份，增强剂2～4份，缓凝剂1～2份，提粘剂0.5～2份，纤维3～6份。本发明的用于钻井裂缝性漏失的堵漏剂，主要由原料水渣，减轻剂，微硅粉，激活剂，降失水剂，增强剂，缓凝剂，提粘剂和纤维组成；堵漏剂中纤维可均匀地分散在其中，当堵漏剂进入漏层后，堵漏剂能够有效停留并迅速凝结，利用纤维的架桥作用和固相颗粒的填充作用，最终达到堵漏承压的效果。堵漏剂中水渣作为胶凝材料，水渣是把熔融状态的高炉矿渣置于水中急速冷却而形成的，利用其碱激活性，控制固化时间，达到堵漏液在进入漏失层后迅速凝固，封固漏层，且大大提高了水渣的利用量，减少了固体废弃物对环境的污染，水渣激活后不仅可固化并提供强度，同时与多种钻井液相容性较好，避免了堵漏作业造成钻井液污染，减少钻井液治理时间。堵漏剂中减轻剂、微硅粉在降低堵漏剂密度的同时，与水渣共同作为固相颗粒进行填充。为进一步提高堵漏剂的堵漏性能，优选的，主要由以下重量份的组分组成：水渣100份，减轻剂10-15份，微硅粉15份，激活剂8-10份，降失水剂2.5份，增强剂3份，缓凝剂1.2-1.5份，提粘剂1份，纤维4-5份。为进一步提高堵漏剂各原料之间的颗粒级级配，从而提高堵漏剂的强度，优选的，所述水渣的粒径为28～50μm。为进一步优化减轻剂与水渣之间的颗粒级级配，提高堵漏剂的密度，优选的，所述减轻剂的粒径为20μm～400μm。为进一步提高堵漏剂的强度和堵漏剂的流动性，优选的，所述减轻剂为漂珠、珍珠岩、玻璃微珠中的至少一种。为进一步优化微硅粉与水渣之间的颗粒级级配，提高堵漏剂强度，降低堵漏剂的密度，优选的，所述微硅粉的粒径为0.312μm～11.197μm。为进一步提高堵漏剂的粘度，优选的，所述提粘剂为羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺钾盐中的至少一种。为进一步提高架桥堵漏能力，优选的，所述纤维由长纤维和短纤维组成。基于上述技术方案，为进一步提高封堵裂缝性漏失的封堵效率，进一步优选的，所述长纤维的长度为3-6mm，所述短纤维的长度为1-3mm。基于上述技术方案，为进一步提高堵漏浆的流动性，提高堵漏剂的强度，进一步优选的，所述纤维为石棉纤维、玻璃纤维中的至少一种。基于上述技术方案，为进一步提高纤维稳定架桥的作用，进一步优选的，所述短纤维和长纤维的重量比为(1-3)：(2-3)。为进一步提高水渣的水化活性，进而提高堵漏剂的强度，优选的，所述激活剂为金属氢氧化物、金属碳酸盐、金属硅酸盐或金属硫酸盐中的至少一种。基于上述技术方案，为使得水渣的水化活性得到进一步提高，进一步优选的，所述激活剂为金属氢氧化物、金属碳酸盐、金属硅酸盐或金属硫酸盐中的两种以上。一种用于钻井裂缝性漏失的堵漏液，主要由以下重量份的组分组成：水渣100份，减轻剂10～20份，微硅粉10～15份，激活剂7～10份，降失水剂1.5～3份，增强剂2～4份，缓凝剂1～2份，提粘剂0.5～2份，纤维3～6份，水130～145份。本发明的用于钻井裂缝性漏失的堵漏液，主要由原料水渣，减轻剂，微硅粉，激活剂，降失水剂，增强剂，缓凝剂，提粘剂、纤维和水组成，得到的堵漏液中纤维可均匀地分散在其中，当堵漏液进入漏层后，堵漏液能够有效停留并迅速凝结，利用纤维的架桥作用和固相颗粒的填充作用，最终达到堵漏承压的效果。堵漏剂中水渣作为胶凝材料，水渣是把熔融状态的高炉矿渣置于水中急速冷却而形成的，利用碱控制水渣的激活性，进而控制固化时间，使得堵漏液在进入漏失层后能够迅速凝固，封固漏层，且大大提高了水渣的利用量，减少了固体废弃物对环境的污染，水渣激活后的堵漏液强度进一步提高。本发明的堵漏液中减轻剂、微硅粉在降低堵漏剂密度的同时，与水渣作为固相颗粒进行填充，进一步提高了堵漏液的强度。提粘剂的引入，增加了堵漏液的粘度，使堵漏液在进入漏层时能够有效驻留。堵漏液中各组分相互配合作用，最终得到的堵漏液与钾铵基钻井液或硅酸盐钻井液的相容性好，避免了堵漏液对钻井液的污染，减少了钻井液的治理时间。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明。以下实施例中，水渣，减轻剂，微硅粉，激活剂，降失水剂，增强剂，缓凝剂，提粘剂，纤维等原料均可通过市售常规渠道获得。长纤维的长度大于短纤维的长度。降失水剂为河南新星建材有限公司生产的中温降失水剂xjl-2，增强剂为河南新星建材有限公司生产的中温增强剂xjq-2，缓凝剂为河南新星建材有限公司生产的中温缓凝剂xjh-2。水渣为巩义市恒旺耐材有限公司生产，水渣的密度为2.65～2.8g/cm3，漂珠或珍珠岩的密度为0.7～0.75g/cm3，微硅粉的表面积为15～25mm2/g。本发明的用于钻井裂缝性漏失的堵漏液，主要由以下重量份的组分组成：水渣100份，减轻剂10～20份，微硅粉10～15份，激活剂7～10份，降失水剂1.5～3份，增强剂2～4份，缓凝剂1～2份，提粘剂0.5～2份，纤维3～6份，水130～145份。优选的，主要由以下重量份的组分组成：水渣100份，减轻剂10-15份，微硅粉15份，激活剂8-10份，降失水剂2.5份，增强剂3份，缓凝剂1.2-1.5份，提粘剂1份，纤维4-5份，水130～145份。优选的，所述水渣的粒径为28～50μm。优选的，所述减轻剂的粒径为20μm～400μm。优选的，所述减轻剂为漂珠、珍珠岩、玻璃微珠中的至少一种。优选的，所述微硅粉的粒径为0.312μm～11.197μm。优选的，所述提粘剂为羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺钾盐中的至少一种。优选的，所述纤维由长纤维和短纤维组成。优选的，所述长纤维的长度为3-6mm，所述短纤维的长度为1-3mm。优选的，所述纤维为石棉纤维、玻璃纤维中的至少一种。优选的，所述短纤维和长纤维的重量比为(1-3)：(2-3)。优选的，所述短纤维和长纤维的重量比为2：3。优选的，所述激活剂为金属氢氧化物、金属碳酸盐、金属硅酸盐或金属硫酸盐中的至少一种。优选的，所述激活剂为金属氢氧化物、金属碳酸盐、金属硅酸盐或金属硫酸盐中的两种以上。优选的，所述金属氢氧化物为naoh、ca(oh)2中的至少一种。优选的，所述金属碳酸盐为na2co3。优选的，所述金属硅酸盐为na2sio3。优选的，所述金属硫酸盐为caso4·2h2o、al2(so4)3·18h2o中的至少一种。本发明的用于钻井裂缝性漏失的堵漏剂的实施例1本实施例的用于钻井裂缝性漏失的堵漏剂，由以下重量份的组分组成：100份水渣，20份漂珠，10份微硅粉，5份氢氧化钠，2份碳酸钠，2.5份xjl-2，3份xjq-2，1份xjh-2，1份羧甲基纤维素钠，长度为2mm的石棉纤维2份，长度为6mm的玻璃纤维3份，水渣的粒径为28～50μm，漂珠的粒径为30～287μm，微硅粉的粒径为0.312～11.197μm。本发明的用于钻井裂缝性漏失的堵漏剂的实施例2本实施例的用于钻井裂缝性漏失的堵漏剂，由以下重量份的组分组成：100份水渣，15份珍珠岩，15份微硅粉，5份氢氧化钠，3份碳酸钠，2.5份xjl-2，3份xjq-2，1.3份xjh-2，1份聚丙烯酰胺钾盐，长度为2mm的石棉纤维3份，长度为6mm的玻璃纤维3份，水渣的粒径为28-50μm，珍珠岩的粒径为60～400μm，微硅粉的粒径为0.312～11.197μm。本发明的用于钻井裂缝性漏失的堵漏剂的实施例3本实施例的用于钻井裂缝性漏失的堵漏剂，由以下重量份的组分组成：100份水渣，10份玻璃微珠，15份微硅粉，6份氢氧化钠，3份碳酸钠，1份硅酸钠，2.5份xjl-2，3份xjq-2，1.2份xjh-2，0.5份羧甲基纤维素钠，0.5份聚丙烯酰胺钾盐，长度为3mm的石棉纤维2份，长度为6mm的玻璃纤维3份，水渣的粒径为30～50μm，玻璃微珠的粒径为20～35μm，微硅粉的粒径为0.312～11.197μm。本发明的用于钻井裂缝性漏失的堵漏剂的实施例4本实施例的用于钻井裂缝性漏失的堵漏剂，由以下重量份的组分组成：100份水渣，5份珍珠岩，5份玻璃微珠，10份微硅粉，6份氢氧化钠，1份碳酸钠，1.5份xjl-2，2份xjq-2，1.5份xjh-2，1份羧甲基纤维素钠，1份聚丙烯酰胺钾盐，长度为3mm的石棉纤维1份，长度为6mm的玻璃纤维2份，水渣的粒径为28～50μm，玻璃微珠的粒径为20～40μm，微硅粉的粒径为0.312～11.197μm，珍珠岩的粒径为60～400μm。本发明的用于钻井裂缝性漏失的堵漏剂的实施例5本实施例的用于钻井裂缝性漏失的堵漏剂，由以下重量份的组分组成：100份水渣，5份漂珠，10份珍珠岩，5份玻璃微珠，15份微硅粉，6份氢氧化钠，3份碳酸钠，1份硅酸钠，3份xjl-2，4份xjq-2，2份xjh-2，0.5份聚丙烯酰胺钾盐，长度为3mm的石棉纤维2份，长度为6mm的玻璃纤维2份，水渣的粒径为28～50μm，玻璃微珠的粒径为20～40μm，微硅粉的粒径为0.312～11.197μm，珍珠岩的粒径为60～400μm，漂珠的粒径为30～287μm。本发明的用于钻井裂缝性漏失的堵漏液的实施例1本实施例的用于钻井裂缝性漏失的堵漏液，由以下重量份的组分组成：100份水渣，20份漂珠，10份微硅粉，5份氢氧化钠，2份碳酸钠，2.5份xjl-2，3份xjq-2，1份xjh-2，1份羧甲基纤维素钠，长度为2mm的石棉纤维2份，长度为6mm的玻璃纤维3份，140份水，水渣的粒径为28～50μm，漂珠的粒径为30～287μm，微硅粉的粒径为0.312～11.197μm。本发明的用于钻井裂缝性漏失的堵漏液的实施例2本实施例的用于钻井裂缝性漏失的堵漏液，由以下重量份的组分组成：100份水渣，15份珍珠岩，15份微硅粉，5份氢氧化钠，3份碳酸钠，2.5份xjl-2，3份xjq-2，1.3份xjh-2，1份聚丙烯酰胺钾盐，长度为2mm的石棉纤维3份，长度为6mm的玻璃纤维3份，130份水，水渣的粒径为28～50μm，珍珠岩的粒径为60～400μm，微硅粉的粒径为0.312～11.197μm。本发明的用于钻井裂缝性漏失的堵漏液的实施例3本实施例的用于钻井裂缝性漏失的堵漏液，由以下重量份的组分组成：100份水渣，10份玻璃微珠，15份微硅粉，6份氢氧化钠，3份碳酸钠，1份硅酸钠，2.5份xjl-2，3份xjq-2，1.2份xjh-2，0.5份羧甲基纤维素钠，0.5份聚丙烯酰胺钾盐，长度为3mm的石棉纤维2份，长度为6mm的玻璃纤维3份，140份水，水渣的粒径为30～50μm，玻璃微珠的粒径为20～35μm，微硅粉的粒径为0.312～11.197μm。本发明的用于钻井裂缝性漏失的堵漏液的实施例4本实施例的用于钻井裂缝性漏失的堵漏剂，由以下重量份的组分组成：100份水渣，5份珍珠岩，5份玻璃微珠，10份微硅粉，6份氢氧化钠，1份碳酸钠，1.5份xjl-2，2份xjq-2，1.5份xjh-2，1份羧甲基纤维素钠，1份聚丙烯酰胺钾盐，长度为3mm的石棉纤维1份，长度为6mm的玻璃纤维2份，130份水，水渣的粒径为28～50μm，玻璃微珠的粒径为20～40μm，微硅粉的粒径为0.312～11.197μm，珍珠岩的粒径为60～400μm。本发明的用于钻井裂缝性漏失的堵漏液的实施例5本实施例的用于钻井裂缝性漏失的堵漏剂，由以下重量份的组分组成：100份水渣，5份漂珠，10份珍珠岩，5份玻璃微珠，15份微硅粉，6份氢氧化钠，3份碳酸钠，1份硅酸钠，3份xjl-2，4份xjq-2，2份xjh-2，0.5份聚丙烯酰胺钾盐，长度为3mm的石棉纤维2份，长度为6mm的玻璃纤维2份，145份水，水渣的粒径为28～50μm，玻璃微珠的粒径为20～40μm，微硅粉的粒径为0.312～11.197μm，珍珠岩的粒径为60～400μm，漂珠的粒径为30～287μm。对比例1本对比例的用于钻井裂缝性漏失的堵漏剂，由以下重量份的组分组成：100份油井水泥，10份减轻剂，10份微硅，2份膨胀剂，2份降失水剂，0.15份缓凝剂，0.036份增粘剂，长度1mm的短纤维0.6份，长度3mm的长纤维0.18份。试验例：1)性能测试对实施例1-5及对比例1中所得堵漏液样品进行比重、流动度、自由液量、api失水量、抗压强度和稠化时间测试。其中，抗压强度测试条件为样品在70℃*24h的抗压强度；稠化时间的测试条件为在70℃/30mpa/30min下，测试样品从30bc到60bc所需要的时间；api失水量的测试条件为70℃养护20min后在6.9mpa压力下测试失水量；自由液量的测试条件为常温常压下静置2小时后测量自由液量；流动度的测试条件为常温常压下测量流动度。测试结果如表1所示。表1不同堵漏液样品比重、流动度、自由液量、api失水量、抗压强度和稠化时间样品号比重流动度自由液量api失水量抗压强度稠化时间实施例11.33215mm0.5ml30ml2.5mpa205min-233min实施例21.40220mm0.1ml25ml3.1mpa188min-216min实施例31.38210mm0.1ml20ml4.0mpa180min-203min实施例41.38220mm0.2ml35ml3.5mpa175min-210min实施例51.35210mm0.5ml30ml2.9mpa230min-258min对比例11.45200mm0.1ml13ml10.2mpa165min-180min2)与钾铵基钻井液、硅酸盐钻井液的相容性测试将实施例1-5及对比例1中所得堵漏液样品分别与钾铵基钻井液、硅酸盐钻井液搅拌混合，然后进行相容性测试。钾铵基钻井液的组成为：膨润土+碳酸钠+k-pam+铵盐+防蹋剂+树脂+褐煤+超钙；硅酸盐钻井液的组成为：钠土+淀粉+xc+naksio4+k-pam+封堵剂。相容性测试的条件为：取堵漏液100ml，取钾铵基钻井液200ml或硅酸盐钻井液200ml，将堵漏液与钾铵基钻井液或硅酸盐钻井液进行搅拌混合，搅拌速度为6000r/min，搅拌时间为10min，测量失水量、初切/终切、ph、塑粘性，测试结果如表2和表3所示。表2不同堵漏液样品与钾铵基聚磺钻井液的相容性测试表3不同堵漏液样品与硅酸盐钻井液的相容性测试由上表可知，本发明的堵漏剂针和堵漏液对钻井裂缝性漏失具有显著的优势，配方简单可调，相比水泥浆堵漏得到的强度适中，扫塞效率高。本发明的堵漏剂和堵漏液与钾铵基钻井液、硅酸盐钻井液均有较好的相容性，按一定比例与钻井液混合后，混合液性能(api失水、初终切、塑粘等)与混合前的钻井液性能差距较小；对比例1按相同比例分别与钾铵基、硅酸盐钻井液混合后，混合液失去流动性，其他性能(api失水、初终切等)与混合前的钻井液性能均出现较大改变或无法测量数据。表明本发明的堵漏剂和堵漏液与钻井液相容性较好，能够有效解决水泥浆堵漏后污染钻井液的问题。当前第1页12