一种酸溶性复合堵漏剂及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种酸溶性复合堵漏剂，主要包含贝壳类颗粒、预交联凝胶体膨颗粒、纤维材料和石灰石粉。本发明还提供了上述酸溶性复合堵漏剂在处理钻井过程储层井漏中的应用。根据本发明，所述酸溶性复合堵漏剂在处理钻井过程储层井漏，将与其质量比为1：2-9的钻井液混合均匀，配制成堵漏浆用于钻井堵漏。贝壳类颗粒酸溶率高，硬度大，可作为堵漏剂中的刚性桥堵颗粒；聚合物颗粒，其膨胀体积随着吸水时间延长不断增大；纤维材料可将裂缝性漏失通道通过桥联作用变为孔隙性漏失通道。次要成分为酸溶性的石灰石粉，可将上述三种材料形成的堵墙小空隙进一步填充，使堵墙的致密性和强度进一步增加，最终形成致密高强度堵墙。
【专利说明】一种酸溶性复合堵漏剂及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于石化领域，涉及一种石油钻井工程中的钻井液处理剂，特别涉及一种 钻井液用酸溶性复合堵漏剂的制备方法。
【背景技术】
[0002] 石油天然气钻井中，井漏是钻井过程中经常遇到的井下复杂情况。目前，对井漏的 处理通常采取防、堵并重的方式，对于易发生井漏的地层，预先向钻井液中加入随钻防漏材 料，以防止孔隙性渗漏，避免小漏变大漏。对于已经发生漏失的地层，尤其是钻井液只进不 出的大型井漏，则需要停钻进行专门堵漏。常规堵漏材料繁多，如桥接堵漏剂、胶结堵漏剂、 凝胶堵漏剂、髙失水堵漏剂等，在处理复杂井漏施工中各有其技术优势。但以上堵漏剂主要 考虑了对井漏的处理效果，均未考虑对储层的保护。储层钻井过程中一旦发生井漏，必须首 先进行堵漏，同时还必须兼顾堵漏材料对储层的伤害问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的就是针对裂缝性和破碎性储层钻井堵漏与酸化投产的需要，提供一 种酸溶性复合堵漏剂，该堵漏剂封堵效果好，封堵强度高，完井后可以酸化解堵投产。
[0004] 本发明所述酸溶性复合堵漏剂，主要由以下重量份数的原材料混合制备而成： a) 贝壳类颗粒 20-40份； b) 预交联聚合物吸水膨胀颗粒 20-30份； c) 纤维材料 30-40份； d) 石灰石粉 10-15份。
[0005] 根据本发明实施方式之一，所述贝壳类颗粒包括贝类外壳，蛘蟹壳，海螺壳。
[0006] 优选的，所述贝壳类颗粒粒度分为粗型、中粗型和细型三种，其中粗型颗粒中，粒 径为3. 35mm_8. 00mm颗粒不低于90%wt ;中粗型颗粒中，粒径为1. 18mm_3. 35mm颗粒不低于 85%wt ;细型颗粒中，粒径为0. 425mm-l. 18mm颗粒不低于80%wt。
[0007] 优选的，所述的贝壳类颗粒，在25°C下用15%wt盐酸浸泡24h酸溶率大于70%wt。
[0008] 根据本发明另一实施方式，所述预交联聚合物吸水膨胀颗粒为预交联凝胶体膨颗 粒。
[0009] 所述预交联凝胶体膨颗粒可由市场购买得到，也可由聚丙烯酰胺和膨润土在交联 剂作用下，利用膨润土颗粒表面的硅羟基等官能团和聚丙烯酰胺分子的酰胺基进行缩合交 联反应制备而成，其中聚丙烯酰胺与膨润土的质量比例1:2-4,主要目的是降低材料成本， 同时利用膨润土颗粒本身的吸水膨胀性能。
[0010] 优选的，所述预交联凝胶体膨颗粒分为粗型和细型两种，其中粗型颗粒中，粒径为 颗粒不低于90%wt ;细型颗粒中，粒径为颗粒不低于90%wt。 toon] 根据钻井现场要求，结合钻井液或完井液漏失速度和地层漏失通道的情形来确 定使用不同粒径的贝壳类颗粒和预交联凝胶体膨颗粒。一般情况下钻井液漏失速度低于 l〇m3/h的孔隙性或微裂缝渗透性漏失，贝壳类颗粒细型，预交联凝胶体膨颗粒选择细型；如 果漏速在10_30m3/h范围的砂砾岩漏失或裂缝性漏失，贝壳类颗粒选用中粗型，预交联凝胶 体膨颗粒选择细型；如果漏速大于30m 3/h范围的大型裂缝性漏失，贝壳类颗粒选择粗型，预 交联凝胶体膨颗粒选择粗型。
[0012] 优选的，所述预交联凝胶体膨颗粒，在25°C下蒸馏水中浸泡24h体积膨胀倍数大 于15倍，在25°C下用15%wt盐酸浸泡24h酸溶率大于60%wt。
[0013] 根据本发明再一实施方式，所述纤维材料为报纸粉碎后的纤维颗粒，其粒径范围 为 0· 38-0. 83mm。
[0014] 为降低成本，所述报纸优选废旧报纸。
[0015] 报纸经过造纸过程的各种处理，具有一定的吸水膨胀性，粉碎后的纤维颗粒其外 观同时呈现为纤维和片状颗粒形状，柔软而有一定弹性。同时，该纤维颗粒与钻井液中的自 由水具有很好的亲和性。在室内堵漏实验和现场应用中，对漏失介质和漏失地层具有很好 的封闭效果，与其它纤维相比具有很强的对比优势。
[0016] 根据本发明再一实施方式，所述石灰石粉中碳酸钙含量为90%wt以上。
[0017] 优选的，所述石灰石粉中粒径大于0. 074mm的重量比不超过5%wt。
[0018] 根据本发明，所述还可以包含表面活性剂、降滤失剂、增粘剂、膨润土和矿物纤维 如海泡石、蛭石、云母片等，其用量可以是常规用量。
[0019] 本发明还提供了上述酸溶性复合堵漏剂在处理钻井过程储层井漏中的应用。
[0020] 根据本发明，所述酸溶性复合堵漏剂在处理钻井过程储层井漏，将与其质量比为 1 :2_9的钻井液混合均匀，配制成堵漏浆用于钻井堵漏。
[0021] 本发明所述钻井液选用市售的钻井液，用于钻井堵漏的其他操作均为本领域的公 知技术。
[0022] 本发明酸溶性复合堵漏剂配制成堵漏浆，在堵漏压差作用下对漏失通道产生高强 度堵塞，其中的贝壳类颗粒刚性大，强度高，在漏失通道中形成桥塞；预交联凝胶体膨颗粒 进一步镶嵌桥塞堵墙空隙，随着时间延长，体积膨胀，进一步挤压漏失空间；纤维材料具有 一定的柔性，可对裂缝通道产生分割变为小孔隙，纤维材料本身也可以变形产生软封堵；细 颗粒的石灰石粉进一步封堵堵墙微孔隙。上述组分在漏失通道中形成的堵墙，在堵漏压差 下进一步被压实，堵墙更加致密，因此能够显著提高低压易漏失地层的承压能力。上述组分 大部分属于酸溶性物质，在储层堵漏作业后，可以采用酸化作业进行投产，恢复地层产能。 本发明所述堵漏剂通过硬堵和软堵相结合，颗粒和纤维材料相结合，吸水膨胀性和变形封 堵相结合，物理化学堵漏与酸化解堵相结合，为裂缝性和孔隙性储层漏失提供了一种堵漏 与保护储层相结合的有效手段。其具体作用效果可以归纳为以下几个方面： (1) 对裂缝性漏失和砂砾岩漏失具有快速堵漏效果，适合于处理较大类型的井漏； (2) 对于低压易漏失地层具有较高的堵漏承压效果； (3) 适合于处理储层漏失，有利于酸化投产，保护储层； (4) 在堵漏压差作用下对漏失通道产生的堵墙，随时间延长，承压强度增大，堵墙致密 性增加。 【具体实施方式】
【权利要求】
1. 一种酸溶性复合堵漏剂，其特征在于，主要由以下重量份数的原材料混合制备而 成： a) 贝壳类颗粒 20-40份； b) 预交联聚合物吸水膨胀颗粒 20-30份； c) 纤维材料 30-40份； d) 石灰石粉 10-15份。
2. 如权利要求1所述酸溶性复合堵漏剂，其特征在于，所述贝壳类颗粒包括贝类外壳， 蛘蟹壳，海螺壳。
3. 如权利要求2所述酸溶性复合堵漏剂，其特征在于，所述贝壳类颗粒粒度分为粗型、 中粗型和细型三种，其中粗型颗粒中，粒径为3. 35mm-8. 00mm颗粒不低于90%wt ;中粗型颗 粒中，粒径为1. 18mm_3· 35mm颗粒不低于85%wt ;细型颗粒中，粒径为0· 425mm-l. 18mm颗粒 不低于80%wt。
4. 如权利要求2或3所述酸溶性复合堵漏剂，其特征在于，所述的贝壳类颗粒在25°C 下用15%wt盐酸浸泡24h酸溶率大于70%wt。
5. 如权利要求1所述酸溶性复合堵漏剂，其特征在于，所述预交联聚合物吸水膨胀颗 粒为预交联凝胶体膨颗粒。
6. 如权利要求5所述酸溶性复合堵漏剂，其特征在于，所述预交联凝胶体膨颗粒分为 粗型和细型两种，其中粗型颗粒中，粒径为颗粒不低于90%wt ;细型颗粒中，粒径为 lmm-3mm颗粒不低于90%wt。
7. 如权利要求5或6所述酸溶性复合堵漏剂，其特征在于，所述预交联凝胶体膨颗粒， 在25°C下蒸馏水中浸泡24h体积膨胀倍数大于15倍，在25°C下用15%wt盐酸浸泡24h酸 溶率大于60%wt。
8. 如权利要求1所述酸溶性复合堵漏剂，其特征在于，所述纤维材料为报纸粉碎后的 纤维颗粒，其粒径范围为0. 38-0. 83mm。
9. 如权利要求1所述酸溶性复合堵漏剂，其特征在于，所述石灰石粉中碳酸钙含量为 90%wt以上；优选的，所述石灰石粉中粒径大于0. 074mm的重量比不超过5%wt。
10. 如权利要求1-9任一项所述酸溶性复合堵漏剂在处理钻井过程储层井漏中的应 用。
【文档编号】C09K8/42GK104119847SQ201410379550
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】王富华, 王德兴, 刘浩, 蔡德利, 李雪雨 申请人:中国石油大学(华东), 山东瀚海科技有限公司