一种钻井用粘结堵漏浆及其应用方法与流程

本发明涉及油气井堵漏，具体涉及到一种钻井用粘结堵漏浆及其应用方法。

背景技术：

1、钻井过程中，井漏不仅是普遍现象，而且是制约安全钻井的重要因素，时常会因为发生裂缝型、孔洞型等复杂漏失而造成巨大损失。实践表明，常规的桥接堵漏材料在处理裂缝型、孔洞型等复杂漏失时，尽管效果较好，但仍然存在局限性：一是堵漏材料颗粒粒径与地层裂缝或孔隙的匹配问题难以准确把握，二是堵漏材料在井筒周围的漏层驻留能力差，易与地层流体相混，堵漏浆很难在井筒周围形成足够强度的封堵体，降低堵漏效果，堵漏一次成功率较低，有时多次桥堵仍无效果。因此，研究一种强驻留、对漏失通道适应性好的堵漏浆能克服现有桥堵材料的不足，具有显著的应用前景和市场。

2、发明专利cn109054785b提供了一种钻井用凝胶堵漏浆以及堵漏浆的制备方法和段塞堵漏方法，该凝胶堵漏浆包括水、特种凝胶、架桥材料、衔接材料和填充材料，该发明凝胶堵漏浆静止候凝时间短，见效快，能快速在漏失地层裂缝处形成结构，同时架桥材料、衔接材料与填充材料能够有效封堵加大范围宽度的各种裂缝。但该堵漏浆抗钻井液污染性差，现场不能直接用钻井液配制，配浆存在局限性，同时浆体候凝时间短，起黏速度快，如泵注不及时会导致泵注压力高，不利于破碎性地层施工，同时作业过程中有可能出现“灌香肠”事故。

技术实现思路

1、针对现有钻井用堵漏剂存在的堵漏效果差，普适性差的问题，本发明提供了一种钻井用粘结堵漏浆。该粘结堵漏浆现场应用方便，施工过程安全，同时堵漏浆不仅能强粘结于漏层表面，提升浆体驻留效果，而且能粘结桥接堵漏剂，形成高强度段塞，具有优异抗冲稀和抗污染能力，对于裂缝、溶洞以及破碎性地层封堵具有显著效果。

2、本发明提供的钻井用粘结堵漏浆，包括以下重量份的组分：

3、基浆100份、抗污染剂1～10份、粘结主剂0.5～5份、缓黏剂0～20份、桥接堵漏剂5～20份。

4、所述基浆是坂土浆或现场水基钻井液。

5、所述抗污染剂是由硫铝酸钙、硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙、硅藻土、漂珠和碳酸钠组成。优选的，所述抗污染剂中硫铝酸钙、硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙、硅藻土、漂珠和碳酸钠重量份比例为(20～40)：(15～30)：(5～20)：(5～10)：(1～5)：(0～30)：(1～5)。

6、所述粘结主剂是由原料丙烯酰胺、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酰氧烷基季铵盐和马来酸酐通过反相微乳液聚合而成。丙烯酰胺、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酰氧烷基季铵盐、马来酸酐四种原料的用量重量份比例为100：2.5～10：1.2～5：0～15。聚合方法如下：

7、(1)制备油相溶液：将甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酰氧烷基季铵盐溶于白油中，并加入span-80和op-10组成的复合乳化剂搅拌至充分溶解；

8、(2)制备水相溶液：将丙烯酰胺、马来酸酐加入到水中充分溶解，调节体系ph值至7～11；

9、(3)制备乳化液：将水相溶液加入到油相溶液中，加入完毕后，通入氮气并高速搅拌乳化20～60min，得到乳化液；

10、(4)聚合反应：在25℃水浴条件下，向乳化液中加入过硫酸钾和亚硫酸氢钠引发聚合反应，反应4～6h即制得反相乳液；

11、(5)乳液加工成颗粒：向反相乳液中加入甲醇破乳、沉淀、离心，用无水乙醇洗涤沉淀物，90～100℃干燥2h，随后粉碎，过筛，得到粘结主剂颗粒。

12、所述缓黏剂选自氯化钾、氯化钙、甲酸钾、氯化钠中的一种或多种。

13、所述桥接堵漏剂由刚性颗粒、纤维材料、片状材料和可变性填充材料复配而成。刚性颗粒、纤维材料、片状颗粒和可变性填充材料的重量比为(60～80)：(1～10)：(5～20)：(0.5～8)。

14、优选的是，所述桥接堵漏剂中刚性颗粒是由粒径0.1～1mm的硫酸钡、1～1.5mm得碳酸钙、1.5mm～3mm的核桃壳和大于3mm的橄榄壳按照重量(30～50)：(20～30)：(10～20)：(1～5)复配而成。

15、优选的是，所述桥接堵漏剂中纤维材料是植物纤维、聚丙烯纤维中的一种或多种混合，其长度≤10mm。

16、优选的是，所述桥接堵漏剂中片状材料是片状聚丁酯、云母片、片状热固性树脂中的一种或多种混合。

17、优选的是，所述桥接堵漏剂中可变性填充材料是橡胶粒、石蜡中的一种或多种混合。

18、本发明的钻井用粘结堵漏浆的应用方法，步骤如下：

19、(1)配浆：在搅拌情况下，向基浆中依次加入抗污染剂、桥接堵漏剂和缓黏剂，待混合均匀后，停止搅拌，通过剪切漏斗加入粘结主剂，即得粘结堵漏浆；

20、(2)泵注：下钻具至漏层底部，以300～500l/s排量向井筒中泵入粘结堵漏浆，泵注过程监测环空液面高度，如有钻井液返出，则关井挤注，如无钻井液返出，则全部泵注完，然后向泥浆罐中加入5～20m3基浆作为替浆；

21、(3)顶替：起钻具至理论堵漏浆液面之上，挤注堵漏浆，观察挤注压力，如挤注压力≤2mpa，停止挤注，候堵1.5～3h，等候粘结堵漏浆起黏；如2mpa＜挤注压力＜设定压力，间歇15～30min挤注，直至挤注压力达到指定值；

22、(4)憋压候堵：压力达到预定值后，憋压候堵4～6h，然后缓慢泄压开井，再静堵4h。

23、本发明所提供的粘结堵漏浆中，抗污染剂主要是减少基浆对粘结主剂性能的影响，同时提升主剂粘结的粘结性能。粘结主剂是仿干燥“熟糯米”，地面配制时粘结主剂部分溶解，堵漏浆保持较低黏度，随桥堵材料一起进入漏失通道，桥堵材料封堵漏失通道后形成有限水空间，且在地层压差作用下，失去体系中部分自由水，粘结主剂有效含量相对增加，在地层温度作用下，粘结主剂吸水膨胀速率增加，浆体粘附性增强，不仅能强粘结于漏层表面，提升堵漏浆驻留效果，而且能粘结桥接堵漏剂，形成高强度段塞，堵塞井下裂缝、溶洞等漏失通道，强化井眼，提高漏失地层承压能力。

24、与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

25、(1)现场配浆简单，可直接用坂土浆或水基钻井液配制；

26、(2)对钻井液无污染，浆体稀释后可作为悬浮剂使用；

27、(3)浆体成胶后能强吸附于漏失通道表面，驻留效果好；

28、(4)固相颗粒封堵大孔隙，液相填充缝隙同时进入小孔隙进行封堵，表现出对漏失通道的良好适应性；

29、(5)浆体黏度可通过缓黏剂进行调剂，且不影响浆体的最终成胶强度；

30、(6)桥接材料架桥、填充、拉筋，同时在粘结主剂强粘结作用下，具有高承压能力，展现出优异的封堵效果。

31、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种钻井用粘结堵漏浆，其特征在于，包括以下重量份的组分：

2.如权利要求书1所述的钻井用粘结堵漏浆，其特征在于，所述粘结主剂中，丙烯酰胺、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酰氧烷基季铵盐、马来酸酐四种原料的用量重量份比例为100：2.5～10：1.2～5：0～15。

3.如权利要求书2所述的钻井用粘结堵漏浆，其特征在于，所述粘结主剂的制备方法如下：

4.如权利要求书1所述的钻井用粘结堵漏浆，其特征在于，所述抗污染剂中硫铝酸钙、硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙、硅藻土、漂珠和碳酸钠的重量比为(20～40)：(15～30)：(5～20)：(5～10)：(1～5)：(0～30)：(1～5)。

5.如权利要求书1所述的钻井用粘结堵漏浆，其特征在于，所述桥接堵漏剂中刚性颗粒、纤维材料、片状颗粒和可变性填充材料的重量比为(60～80)：(1～10)：(5～20)：(0.5～8)。

6.如权利要求书5所述的钻井用粘结堵漏浆，其特征在于，所述刚性颗粒由粒径0.1～1mm的硫酸钡、1～1.5mm得碳酸钙、1.5～3mm的核桃壳和大于3mm的橄榄壳按照重量比(30～50)：(20～30)：(10～20)：(1～5)复配而成。

7.如权利要求书5所述的钻井用粘结堵漏浆，其特征在于，所述纤维材料是植物纤维、聚丙烯纤维中的一种或多种混合，其长度≤10mm。

8.如权利要求书5所述的钻井用粘结堵漏浆，其特征在于，所述片状材料是片状聚丁酯、云母片、片状热固性树脂中的一种或多种混合。

9.如权利要求书5所述的钻井用粘结堵漏浆，其特征在于，所述可变性填充材料是橡胶粒、石蜡中的一种或多种混合。

10.一种如权利要求书1-9任意一项所述的钻井用粘结堵漏浆的应用方法，其特征在于，步骤如下：

技术总结
本发明公开了一种钻井用粘结堵漏浆及其应用方法，包括以下重量份的组分：基浆100份、抗污染剂1～10份、粘结主剂0.5～5份、缓黏剂0～20份、桥接堵漏剂5～20份；抗污染剂由硫铝酸钙、硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙、硅藻土、漂珠和碳酸钠组成。粘结主剂由丙烯酰胺、甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酰氧烷基季铵盐和马来酸酐通过反相微乳液聚合而成。粘结主剂通过吸附基浆中自由水，黏度增加，粘附性增强，不仅能强粘结于漏层表面，提升堵漏浆驻留效果，而且能粘结桥接堵漏剂，形成高强度段塞，堵塞井下裂缝、溶洞等漏失通道，强化井眼，提高漏失地层承压能力；堵漏浆漏层驻留效果明显，形成的封堵段承压能力高，对于裂缝、溶洞以及破碎性地层封堵具有显著效果。

技术研发人员：乔国发,龙海锋,黄承建,郭振斌,杨斌,任庭飞
受保护的技术使用者：新疆格瑞迪斯石油技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14