一种采用交联聚合物凝胶堵漏剂进行中深井堵漏的方法
【技术领域】
[0002] 本发明设及一种采用交联聚合物凝胶堵漏剂进行中深井堵漏的方法，属于石油钻 井技术领域。
【背景技术】
[0003] 井漏是钻井过程中经常遇到的技术难题，尤其是高溫井漏会造成钻井液的大量流 失，导致钻井成本的上升，同时会导致井底压力发生变化，诱发井壁失稳、井塌、井涌、井喷 等复杂事故的发生，严重制约着钻井速度的提高。
[0004] 目前在石油钻井钻遇高溫地层漏失段时，由于缺乏抗高溫的堵漏技术，一般采用 常规堵漏剂堵漏。国内处理高溫井漏普遍采用的是桥接堵漏，桥接堵漏具有经济，使用方 便，施工安全的优点，可W解决由孔隙和裂缝造成的部分漏失和失返漏失。国内使用的桥接 堵漏材料大致分为=类：硬质果壳类、纤维状材料和薄片状材料。在堵漏过程中，任何一类 材料单独使用，其作用都是有限的，只有将上述=类材料化合理的比例和级配复合使用，才 能收到应有的效果，但是随着钻进的不断深入，漏失地层的溫度也在不断升高，浸泡在泥浆 中的硬质果壳类材料和植物纤维类材料如核桃壳、棲子壳、棉巧壳和银末等，在井内高溫、 高压和强碱腐蚀的条件下，随着时间的推移，运些材料将慢慢变软、腐蚀，甚至某些材料会 被烧焦，致使桥接强度急剧下降，很容易造成堵漏失败或二次漏失，无法从根本上解决高溫 堵漏的难题。
[0005] 井深为4000~5000m称为中深井，井下溫度通常在120°C~140°C。常规堵漏方 法虽然为石油钻井的堵漏工程发挥了作用，但同时存在着缺点或不足，抗高溫能力低、有效 期短、堵漏效率差、堵漏材料耗费量大、堵漏时间长、在高溫深井及地热井堵漏安全系数差， 易出现井下复杂情况，运些缺点直接影响高溫井和地热井的钻探开发进程，因此传统的高 溫堵漏材料已经远远不能够满足日益发展的深井复杂井的堵漏需求，因此研究一种高溫深 井用抗高溫堵漏剂是十分必要的。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种采用交联聚合物凝胶 堵漏剂进行中深井堵漏的方法，堵漏可靠，且抗高溫、抗压能力强。
[0007] 为解决W上技术问题，本发明的一种采用交联聚合物凝胶堵漏剂进行中深井堵漏 的方法，依次包括如下步骤：(1)按W下组分及重量含量准备原料，精制棉钢盐溶液：120份、 丙締酷胺：（75~85)份、过硫酸锭：（13~17)份、硫酸姉：（2~5)份、P-D-甘露糖醒酸 (M) :4份、憐酸二氨锭：（1~1. 5)份、复合娃酸盐水泥浆：100份和混杂型微纤维：（150~ 200)份；所述复合娃酸盐水泥浆的水灰比为0. 44 ;似向精制棉钢盐溶液中加入丙締酷胺， W4(K)r/min的转速进行高速揽拌10分钟使两者充分混合，然后W3(K)r/min的转速进行 中速揽拌，中速揽拌的同时加热至60°C并保持恒溫；樹向步骤似的反应产物和反应容器中 持续通入氮气，通入氮气3分钟后在保持中速揽拌且保持在恒溫60°C下，缓慢加入过硫酸 锭颗粒，反应直至颗粒物消失后，继续回流反应1. 5小时；(4)将溫度升高至80°C并保持恒 溫，在保持中速揽拌下，缓慢加入硫酸姉颗粒，然后关闭反应容器的加料口，提升氮气的充 入量，保持反应容器内的压力为1. 3MPa，回流反应3小时W上直至反应物呈现白色乳液状， 得到交联聚合物凝胶；检测所述交联聚合物凝胶的分子量在400万W上；脚在保持中速揽 拌的状态下，向上述交联聚合物凝胶中缓慢加入P-D-甘露糖醒酸（M)，加入完毕后继续中 速揽拌10分钟，并调节pH值为7~7. 5 ;做向步骤脚的反应产物中加入复合娃酸盐水泥浆 和混杂型微纤维，中速揽拌15分钟W上直至混合均匀；仍向步骤做的反应产物中加入憐酸 二氨锭，中速揽拌10分钟，得到中深井交联聚合物凝胶堵漏剂；佩继续中速揽拌10分钟后， 启动钻井液累将上述中深井交联聚合物凝胶堵漏剂经钻杆输送至漏层，钻井液累的排量为 1.5m3/min，且连续输送60~90m3 ;(9)继续采用钻井液累向钻杆中输送钻井液，直至将钻 杆中的中深井交联聚合物凝胶堵漏剂全部替换为钻井液，然后关闭钻井液累进行静置悠压 堵漏60分钟；朋)重新开启钻井液累进行试压，试压后若未出现井底压力上升，则关闭钻井 液累后重复步骤山至(9);⑩试压后若出现井底压力上升，则关闭钻井液累继续静置悠压20 分钟，然后再次启动钻井液累，且控制钻井液累的排量为0. 2~0.3m3/min,将井眼与钻杆 之间的中深井交联聚合物凝胶堵漏剂全部替换为钻井液，当钻井液从井口返出后关闭钻井 液累继续进行静置悠压12小时；静置悠压12小时期间每隔30分钟，向井下补充一次钻井 液，至钻井液重新从井口返出停止；脚开启钻井液累进行堵漏承压测试，当钻井液累的累压 恢复到漏失前的正常值时，继续进行打钻作业。
[0008]相对于现有技术，本发明取得了W下有益效果：①精制棉钢盐提供交联反应的纤 维素，丙締酷胺起到架桥吸附作用，使纤维素发生絮凝，相互交联。过硫酸锭引发交联反应， 同时使纤维脱浆；在加入过硫酸锭前通入氮气，确保反应环境无氧，避免纤维素在交联过程 中起粘，影响最终交联产物的分子量；回流反应1.化确保在交联反应引发剂的作用下，精 制棉纤维素与能提供架桥吸附作用的丙締酷胺充分交联、共聚反应，使纤维素分子链变长， 且分子量剧增。硫酸姉进一步引发纤维素与丙締酷胺之间、纤维素与丙締酷胺通过过硫酸 锭交联共聚反应产物之间及纤维素与交联共聚反应物之间相互接枝，使产生的高分子聚合 物的分子量更大，分子链有更多的支链，为形成之后在触变剂的作用下形成凝胶提供更多 的支链，形成的凝胶强度更高。反应机理为：
。②交联聚合物凝胶的分子量在400万W上说明交联、共聚、接枝反应的非常充分，为形成 "封堵墙"的强度提供保证。③交联聚合物凝胶中加入P-D-甘露糖醒酸（M)后，P-D-甘 露糖醒酸础）的钢离子与交联聚合物凝胶中的酷胺基交换，在簇基部位进行离子取代，从而 发生胶凝反应，形成胶块。P-D-甘露糖醒酸（M)在pH降低时粘度会增加，当抑为6. 7时 存在粘度触变，具有一定的抗碱性，抑为7~7. 5时，形成的胶块具有更好的剪切稀释性， 为累送提供有利条件。④复合娃酸盐水泥浆能够提供胶块的强度和抗压能力；交联聚合物 凝胶胶凝后，如果其中没有足够的架桥粒子，形成的胶块强度仅能达到1~2MPa，不能满足 中深井的承压堵漏要求；混杂型微纤维可W起到架桥粒子的作用，采用合成纤维与天然纤 维交联形成了相互缠绕的网状高分子聚合物，在井下高溫情况下高分子聚合冻胶慢慢开始 胶凝，完全胶凝后，形成胶块的强度可达到15MPa，能够抗140°CW上的高溫，可W满足井深 4000~5000m的中深井的堵漏需要。本发明中混杂型微纤维的添加比例使得堵漏剂具有最 高的强度，如果继续提高混杂型微纤维的重量比，反而会干扰凝胶化学物质的化学交联作 用，反而会降低其堵漏的承压能力。⑥加入本发明比例的憐酸二氨锭，可从隐胶凝控制在合 适的时间范围内，既保证在胶凝前，堵漏剂能够被累送至漏层，又能够在胶凝前完成钻杆与 井眼内的替浆，还能够使堵漏剂到达漏层后及时发生胶凝，使得堵漏浆液在漏层停得住。⑧ 累送堵漏剂时采用排量为1. 5m3/min,既避免排量过大造成已经发生井漏的地层裂缝在大 排量下进一步扩大，又能够在初凝前将堵漏剂全部送人漏层；针对大多数小漏与中漏的状 况，结合胶凝堵漏起胶时间，每次输送60~90m3最为恰当。⑦堵漏剂输送漏层后，先采用 钻井液完成钻杆中的替浆，然后进入静置悠压，防止交联聚合物凝胶在钻杆中发生胶凝，堵 塞钻杆的中屯、孔道。⑨试压未现井底压力上升，说明堵漏失败，需要再次进行堵漏；试压后 出现井底压力上升，说明堵漏成功，需要静置悠压20分钟，使漏层胶块