多情况适用化学凝胶复合堵漏体系及其制备方法和应用与流程

本发明涉石油勘探开发中的钻井堵漏，更具体地说，涉及一种多情况适用化学凝胶复合堵漏体系、制备方法及其应用。

背景技术：

1、随着油气资源的不断勘探开发，井漏已成为钻井过程中频繁出现的难题，严重井漏更会造成工期大量延误，甚至形成更严重的井下事故，从而导致钻井成本大量增加，经济损失严重，因此，井漏难题需要进行重点研究。

2、针对井漏难题，特别是复杂地层钻井液漏失，出现常规堵漏材料对漏失地层适应性差，粒径级配难以与漏失通道尺寸相匹配，从而出现“封门”等问题；常规堵漏材料存在承压能力和驻留能力不足等问题，导致一次堵漏成功率低、堵漏方法难以重复问题；常规堵漏材料适用范围窄，一般针对水基钻井液或油基钻井液研究专门的堵漏体系，两种体系存在壁垒，且适用于油基钻井液的堵漏材料较匮乏。因此，需要研制出一种能克服上述问题的堵漏体系。

技术实现思路

1、本发明提供化学凝胶复合堵漏体系及其制备方法和应用，该堵漏体系成胶时间可控，适用范围广，与卤水、水基钻井液、油基钻井液均具有良好的配伍性，并且与岩石有良好的粘附性，便于在漏失通道的驻留。

2、本发明提供一种化学凝胶复合堵漏体系，包括如下组分：化学凝胶、膨润土浆、引发剂、固化剂、悬浮剂和刚性堵漏材料，其配比以膨润土浆重量为基准计为：膨润土浆400份，化学凝胶400份，增粘剂1～2份，固化剂0.05～0.2份，引发剂0.05～0.2份，刚性堵漏材料0-72份；其中：

3、所述膨润土浆为淡水钠基膨润土浆、盐水钠基膨润土浆、淡水钙基膨润土浆和盐水钙基膨润土浆中的一种或两种；

4、所述化学凝胶由丙烯酸单体经自由基聚合反应制得；

5、所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢和过氧化甲乙酮中的一种或几种；所述固化剂为二氨基环己烷、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、二丙烯三胺、二甲胺基丙胺、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、联苯胺、酰胺基胺类等中的一种或几种；

6、所述悬浮剂为黄孢胶、黄原胶、xc聚合物、瓜胶及衍生物、高粘聚阴离子纤维素、pac、羟乙基纤维素、高粘羧甲基纤维素等中的一种或几种；

7、所述刚性堵漏材料为单封、随钻、核桃壳、云母、纤维混合物、复合ⅰ型、复合ⅱ型等中的一种或几种；

8、在本发明中，膨润土浆用于流型调节、提升整体弹韧性以及协助其他组分均匀悬浮；引发剂用于诱导反应发生；固化剂用于促进形成固化体；悬浮剂用于增粘、絮凝、改变流型、降滤失、改善弹韧性等；刚性堵漏材料用于填充，提供骨架结构，提高体系结构强度。

9、本发明化学凝胶复合堵漏体系作用原理为：①控制好稠化时间，配制好的堵漏浆可以在进入漏层后，受地层温度影响，引发剂和固化剂被激活，缓慢形成一整段固化凝胶段塞；②通过调整引发剂和固化剂加量，控制堵漏浆稠化时间，掌握好其在开始形成固化体和最终形成固化体的时间，从其开始形成类固化体的粘弹性浆体时打入地层，在漏层处迅速形成一个整体的固化体段塞，该方法提高了堵漏浆整体的粘附性、抗冲刷性，提高了堵漏成功率。同时，膨润土浆和增粘剂能提高整个堵漏体系的悬浮性，提高所形成固化体内部的粘聚力，提升固化体整体的弹韧性和抗拉伸能力，使其不易被外力影响而断裂失效。刚性堵漏材料可提升固化体的整体强度，提升其承压能力。

10、实施本发明的化学凝胶复合堵漏体系，具有以下有益效果：

11、(1)化学凝胶复合堵漏体系稠化时间可控，最快在十几秒，其他稠化时间可根据现场施工要求进行具体调整；

12、(2)化学凝胶复合堵漏体系自身是广谱封堵体系，不受裂缝大小影响，适用范围广，能够适用于水基堵漏或油基堵漏；

13、(3)化学凝胶不添加刚性堵漏材料时自身所形成的固化体强度>7mpa；

14、(4)增压稠化仪中化学凝胶堵漏剂形成的固化体与其具有良好的粘附性，说明化学凝胶复合堵漏体系具有良好的粘附性；

15、(5)可以通过控制化学凝胶和膨润土浆比例、固化剂加量、引发剂加量等控制化学凝胶复合堵漏体系的稠化时间和强度。

16、本发明化学凝胶复合堵漏体系具有稠化时间和强度任意可调、弹韧性好、配方组成及现场施工简单、经济性强、适用范围广等特性，水基堵漏、油基堵漏均能适用。可实现在地面预成胶、在地层完全成胶固化，也能实现直接在漏层形成强结构固化体，且该固化体与漏层壁面有较强粘附性，驻留性强。

技术特征：

1.一种化学凝胶复合堵漏体系，其特征在于，包括以下组分，按重量份数计为：膨润土浆400份，化学凝胶400份，增粘剂1～2份，固化剂0.05～0.2份，引发剂0.05～0.2份，刚性堵漏材料0-72份。

2.根据权利要求1所述的化学凝胶复合堵漏体系，其特征在于，所述膨润土浆为淡水钠基膨润土浆、盐水钠基膨润土浆、淡水钙基膨润土浆和盐水钙基膨润土浆中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的化学凝胶复合堵漏体系，其特征在于，所述化学凝胶由丙烯酸单体经自由基聚合反应制得。

4.根据权利要求1所述的化学凝胶复合堵漏体系，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢和过氧化甲乙酮中的一种或几种；所述固化剂为二氨基环己烷、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、二丙烯三胺、二甲胺基丙胺、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、联苯胺、酰胺基胺类等中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的化学凝胶复合堵漏体系，其特征在于，所述悬浮剂为黄孢胶、黄原胶、xc聚合物、瓜胶及衍生物、高粘聚阴离子纤维素、pac、羟乙基纤维素、高粘羧甲基纤维素等中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的化学凝胶复合堵漏体系，其特征在于，所述刚性堵漏材料为单封、随钻、核桃壳、云母、纤维混合物、复合ⅰ型、复合ⅱ型等中的一种或几种。

7.一种权利要求1所述的化学凝胶复合堵漏体系的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的化学凝胶复合堵漏体系制备方法的制备方法，其特征在于，所述高速搅拌的转速为6000-12000rpm。

9.根据权利要求7所述的化学凝胶复合堵漏体系制备方法的制备方法，其特征在于，所述完全溶解、搅拌均匀的搅拌时间至少控制在10min以上。

10.权利要求1所述的化学凝胶复合堵漏体系或根据权利要求7-8任一项所述方法制得的化学凝胶堵漏体系可在水基钻井液或油基钻井液堵漏中应用。

技术总结
本发明提供多情况适用化学凝胶复合堵漏体系及其制备方法和应用，复合堵漏体系包括如下组分及其质量份数：膨润土浆400份，化学凝胶400份，悬浮剂1～2份，固化剂0.05～0.2份，引发剂0.05～0.2份，刚性堵漏材料0‑72份。本发明的化学凝胶体系具有良好的吸水溶胀但不溶解性，吸水后机械强度高，遇盐水会缩短该凝胶体系的稠化时间，该特点可用于卤水堵漏。同时，本发明的化学凝胶体系与水基钻井液、油基钻井液均具有良好的配伍性，可用于水基堵漏和油基堵漏，适用范围广，稠化时间可控，现场应用工艺简单，经济性强。

技术研发人员：高云伟,张静静,刘俊君,周涛,梅露强,卞江
受保护的技术使用者：中石化石油工程技术服务有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11