抗温钻井液随钻堵漏剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种抗温钻井液随钻堵漏剂：按重量份由植物纤维30-80重量份；矿物纤维10-40重量份；果壳10-40重量份；滑石粉0-10重量份；硅基凝胶变形颗粒3-10重量份组成；硅基凝胶变形颗粒是按重量份将1.4-2.5份的乙烯基三乙氧基硅烷单体乳化分散到由18-24份的丙烯酰胺，0.0025-0.005份的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，0.7-1.25份OP-10和0.1-0.17份十二烷基苯磺酸钠，0.003份乙二胺四乙酸二钠，0.009-0.012份过硫酸铵和0.009-0.012份亚硫酸氢钠水溶液中，进行胶束共聚合，将聚合物烘干、造粒、粉碎即成平均粒径为80-200目的硅基凝胶变形颗粒；能有效封堵易漏高渗地层及微裂缝，不影响钻井液流变参数，可降低钻井液摩阻系数，保护储层，适用于150℃以下易漏、裂缝地层及储层防漏堵漏。

【技术实现步骤摘要】
抗温钻井液随钻堵漏剂及其制备方法
本专利技术涉及一种钻井领域的钻井液随钻堵漏剂，特别涉及150℃高温条件下使用的、能在第一时间封堵地层小裂缝及渗漏层，对井漏起到预防和控制作用的抗温钻井液随钻堵漏剂及其制备方法。
技术介绍
井漏是钻井过程中普遍而常见的技术难题,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变化，诱发井壁失稳、井塌、井涌、井喷等复杂事故的发生。随钻堵漏，是指在钻遇可能发生漏失的地层前，将堵漏材料加入到钻井液中，在钻井的同时发挥堵漏材料封堵作用，第一时间封堵小裂缝及渗漏层，对漏失起到预防和控制的作用。由于随钻堵漏是在钻井过程中完成的，不像其他堵漏一样影响钻井生产，因此随钻堵漏极大地降低了钻井施工的成本。目前在钻井现场应用的随钻堵漏材料普遍存在下列问题：1、封堵性能差，起不到预期的封堵效果，不能实现随钻堵漏；2、抗温性差，在地层温度高于120℃时，封堵性能变差，温度达到150℃时，材料失效；3、加入随钻堵漏材料后，钻井液严重增稠；4、加入堵漏材料后，钻井液摩阻扭矩变大；5、因钻井液增黏或堵漏材料颗粒过大，出现的糊振动筛的现象。这些问题在一定程度上限制了随钻堵漏剂的应用。因此，有必要开发一种抗高温、不增黏、不增加摩阻，同时具有较强封堵性能的新型随钻堵漏剂。中国专利CN101724383B公开了“一种钻井液随钻堵漏剂”，这种堵漏剂在其变形填充材料合成过程中加入膨润土、碳酸钙、高岭土等填料，虽然对提高材料抗温性有一定作用，但合成出的颗粒较脆，吸水后容易破碎，造成使用上的缺陷；另外该体系中的有机材料（植物纤维、沥青、变形填充材料）比例过高，难以满足150℃高温条件下的应用要求。本专利技术采用硅基凝胶变形颗粒，即在聚合物合成过程中加入乙烯基三乙氧基硅烷进行共聚，从而提高了颗粒的抗温性和机械强度；另外，在体系中加入较大比例的抗温无机矿物纤维，使体系的抗温性进一步提高。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
难以满足150℃高温条件下的应用要求的问题，本专利技术提供一种充分利用刚、柔两种性质的材料，实现屏蔽暂堵，在渗漏地层形成薄而韧的滤饼，实现良好的封堵效果用于150℃条件下的多元高性能的一种抗温钻井液随钻堵漏剂及其制备方法。解决上述技术问题采用以下技术方案：一种抗温钻井液随钻堵漏剂，所述的堵漏剂由架桥纤维、填充材料、有机凝胶填充颗粒组成，按照重量份计，架桥纤维10-80份，填充材料10-40份，硅基凝胶变形颗粒3-10重量份，上述物质按重量份数比例，放入混合器中混合25-40分钟，即为抗温钻井液随钻堵漏剂。进一步，所述的架桥纤维由植物纤维和矿物纤维组成，按照重量份计，植物纤维30-80份、矿物纤维10-40份。进一步，所述的填充材料由果壳、滑石粉组成，按照重量份计，果壳10-40份、滑石粉0-10份。进一步，所述的堵漏剂按重量份由以下组分构成，植物纤维55份，矿物纤维25份；果壳25份；滑石粉5份；硅基凝胶变形颗粒6份，将上述组分按重量份数比例，放入混合器中混合30分钟，即为抗温钻井液随钻堵漏剂。进一步，所述的植物纤维材料选用稻壳、玉米秸秆、木屑、棉籽壳的一种或几种混合。进一步，所述的矿物纤维材料选用方解石、硅灰石、海泡石的一种或几种混合。进一步，所述的填充材料的果壳是榛子壳、核桃壳、花生壳的一种或几种混合。进一步，所述的硅基凝胶变形颗粒是按重量份将1.4-2.5份的乙烯基三乙氧基硅烷单体乳化分散到由18-24份的丙烯酰胺，0.0025-0.005份的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，0.7-1.25份OP-10和0.1-0.17份十二烷基苯磺酸钠，0.003份乙二胺四乙酸二钠，0.009-0.012份过硫酸铵和0.009-0.012份亚硫酸氢钠水溶液中，进行胶束共聚合，聚合反应条件为：体系PH为6-8，反应温度40-50℃，反应时间8-10小时,将聚合物烘干、造粒、粉碎即成平均粒径为80-200目的硅基凝胶变形颗粒。进一步，所述的植物纤维、矿物纤维、果壳、滑石粉分别为80-100目。一种抗温钻井液随钻堵漏剂的制备方法，根据防漏堵漏施工状况，制备钻井液随钻堵漏剂，分为钻至易漏地层前用堵漏剂和井漏用堵漏剂，具体制备方法是：a.钻至易漏地层前用堵漏剂：按照重量份取100目的植物纤维30-80份、矿物纤维10-40份、果壳10-40份、滑石粉0-10份，150-200目的有机凝胶填充颗粒3-10份，放入混合器中混合25-40分钟，即为钻至易漏地层前用堵漏剂；b.井漏用堵漏剂：按照重量份取80目的植物纤维30-80份、矿物纤维10-40份、果壳10-40份、滑石粉0-10份，80-200目的有机凝胶填充颗粒3-10份，放入混合器中混合25-40分钟，即为用于钻井液漏速＜5方/小时时的井漏用堵漏剂；按照重量份取60目的植物纤维30-80份、矿物纤维10-40份、果壳10-40份、滑石粉0-10份，80-200目的有机凝胶填充颗粒3-10份，放入混合器中混合25-40分钟，即为用于钻井液漏速＞5方/小时时井漏用堵漏剂。选用纤维类材料架桥，是利用纤维材料进入地层孔隙或裂缝时，可将大孔喉分隔为小孔喉的特点，同时，纤维类材料可有效改善泥饼质量。植物纤维材料根据封堵效果的要求，优选以下纤维材料中的一种或几种：稻壳、玉米秸秆、木屑、棉籽壳。矿物纤维根据其架桥封堵、承压能力不同优选以下材料的一种或几种：方解石、硅灰石、海泡石。填充材料起到填充孔道和二次架桥的作用，使漏失通道孔、缝更小，其中果壳材料根据与架桥纤维的配伍性，封堵性特点，优选下材料的一种或几种：榛子壳、核桃壳、花生壳。有机凝胶填充颗粒吸水膨胀后可变形，能与孔隙或裂缝大小、形状很好匹配形成稳定的封堵层，有效阻止钻井液向地层深处渗透。根据实际需求，合成了高强度，具有优良抗温性能的硅基凝胶变形颗粒。采用上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术能有效封堵易漏高渗地层及微裂缝，不影响钻井液流变参数，可降低钻井液摩阻系数，保护储层，适用于150℃以下易漏、裂缝地层及储层防漏堵漏。其显著效果在于：（1）强封堵，具有较强的随钻封堵能力；（2）不增黏，随钻堵漏剂加入钻井液中，不会使黏度上升；（3）抗高温，可满足150℃下钻井随钻堵漏的需求；（4）降摩阻，随钻堵漏剂加入钻井液中，可有效降低泥浆的润滑系数。（5）不停钻，堵漏过程不需停钻，不影响钻井生产进度；（6）保护储层，选取的无机纤维、滑石粉为可酸溶材料；有机凝胶填充颗粒可在一定时间后自动降解。该体系具有较好的储层保护特性，可在油层段钻井中使用。具体实施方式实施例1将50g丙烯酰胺，0.01gN,N'-亚甲基双丙烯酰胺,0.008g乙二胺四乙酸二钠，2gOP-10和0.3g十二烷基苯磺酸钠完全溶解于215g去离子水中。然后向上述溶液中加入4g乙烯基三乙氧基硅烷超声乳化15min，通氮除氧20min后，再依次加入2.5g质量分数为1%的过硫酸铵溶液和2.5g质量分数为1%的亚硫酸氢钠溶液，继续通氮15min,密封后置于45℃水溶锅中引发聚合。反应9小时后，将反应产物取出，经干燥、粉碎、过筛后制得目数为80-200目的硅基凝胶变形颗粒。实施例2按重量份取烘干、粉碎过后过80目的稻壳50份、硅灰石20份、核桃壳20份、滑石粉5份、实施例1的1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗温钻井液随钻堵漏剂，其特征在于，所述的堵漏剂由架桥纤维、填充材料、有机凝胶填充颗粒组成，按照重量份计，架桥纤维10‑80份，填充材料10‑40份，硅基凝胶变形颗粒3‑10重量份，上述物质按重量份数比例，放入混合器中混合25‑40分钟，即为抗温钻井液随钻堵漏剂成品。

【技术特征摘要】
1.一种抗温钻井液随钻堵漏剂，其特征在于，所述的堵漏剂由架桥纤维、填充材料、硅基凝胶变形颗粒组成，按照重量份计，架桥纤维10-80份，填充材料10-40份，硅基凝胶变形颗粒3-10重量份，将上述物质按重量份数比例，放入混合器中混合25-40分钟，即为抗温钻井液随钻堵漏剂成品；所述的硅基凝胶变形颗粒是按重量份将1.4-2.5份的乙烯基三乙氧基硅烷单体乳化分散到由18-24份的丙烯酰胺，0.0025-0.005份的N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，0.7-1.25份OP-10和0.1-0.17份十二烷基苯磺酸钠，0.003份乙二胺四乙酸二钠，0.009-0.012份过硫酸铵和0.009-0.012份亚硫酸氢钠水溶液中，进行胶束共聚合，聚合反应条件为：体系pH为6-8，反应温度40-50℃，反应时间8-10小时,将聚合物烘干、造粒、粉碎即成平均粒径为80-200目的硅基凝胶变形颗粒；所述的填充材料由果壳、滑石粉组成，按照重量份计，果壳10-40份、滑石粉0-10份；所述的架桥纤维由植物纤维和矿物纤维组成，按照重量份计，植物纤维30-80份、矿物纤维10-40份。2.根据权利要求1所述的抗温钻井液随钻堵漏剂，其特征在于，所述的堵漏剂按重量份由以下组分构成，植物纤维55份，矿物纤维25份；果壳25份；滑石粉5份；硅基凝胶变形颗粒6份，将上述组分按重量份数比例，放入混合器中混合30分钟，即为抗温钻井液随钻堵漏剂。3.根据权利要求1所述的抗温钻井液随钻堵漏剂，其特征在于，所述的植物纤维材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢淑芹，张艺馨，朱宽亮，徐伟，姜薇，左刘明，任小强，邢丽洁，颜菲，郭吉清，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司冀东油田分公司钻采工艺研究院，
类型：发明
国别省市：河北;13