一种钻井液用堵漏剂及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种钻井液用堵漏剂。所述堵漏剂的组成包括：高弹改性沥青颗粒50~80份；纤维材料5~20份；石墨材料5~20份；其中，所述高弹改性沥青颗粒具有核壳结构，且是以硅微粉为核，以改性环氧沥青为壳。该堵漏剂适用于油基钻井液，与油基钻井液配伍性能好，且堵漏速度快，抗高温能力强，对漏层孔隙或裂缝不同尺寸适应性较宽。

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液用堵漏剂及应用
本专利技术涉及石油钻井堵漏领域，具体涉及一种钻井液用堵漏剂及应用。
技术介绍
随着页岩气等非常规油气资源的勘探与开发，油基钻井液的应用越来越广泛。油基钻井液主要应用于髙温深井、海上钻井、大斜度定向井、水平井等各种复杂井段。但是油基钻井液漏失问题也日益严峻，造成了重大的经济损失。油基钻井液由于成本高，因此油基钻井液的堵漏问题就显得更为重要。不仅渗透滤失会造成成本增加，裂缝漏失更是会加剧油基钻井液的成本。因此，克服油基钻井液存在的漏失问题，充分发挥其优势，最大限度地降低油基钻井液的成本，是钻井工程中急需解决的一个难题。目前应用最广泛、成本较低的堵漏剂为桥接类堵漏剂。桥接堵漏主要是利用多种堵漏材料按一定比例配制堵漏浆，进而堵塞裂缝、孔隙通道，通过架桥、支撑、连接、封堵、填充等作用来堵塞漏层，其关键技术在于堵漏剂中颗粒尺寸的分布是否和漏失通道直径相匹配。然而在钻井过程中，有时不能准确掌握漏失地层的裂缝宽度和孔隙尺寸，无法优选和确定堵漏剂的配方，从而增加了成功施工的不确定性，降低了堵漏成功率。目前用于水基钻井液的堵漏剂较多，但专用的油基钻井液堵漏剂品种却较少。水膨体用作堵漏材料虽然已经表现出了技术优势，但目前这类产品用于钻井堵漏作业中还存在一些不足：凝胶强度较差，吸水后膨胀倍数大、膨胀速率快不易控制，热稳定性不好等等。对油基钻井液堵漏剂的基本要求是与油基钻井液配伍性能好，对高渗透及微裂缝地层堵漏效果好，承压能力高。CN1171969C公开了一种钻井堵漏剂，由溶胀性材料、架桥材料、填充材料和抑制性材料等组成，该暂堵剂使用了作为抑制性材料的聚丙烯腈钠盐等强碱性有机盐，该类物质的使用容易造成油气井的污染，同时还增加了暂堵剂构成的复杂性。CN103509534A公开了一种石油井用堵漏剂，该堵漏剂主要是采用一些无机物颗粒或粉末，加上一些纤维物质组成。由于采用的颗粒不具备粘弹性，与井下孔道或裂缝匹配度差，很难达到有效封堵。此外，这些无机物加入钻井液时，与钻井液配伍性较差。由此可见，目前用于油基钻井液的堵漏材料较少，多数为适于水基钻井液使用的堵漏剂，在用于油基钻井液时会引起油基钻井液粘度升高、随钻封堵效果不好等问题，油基钻井液防漏堵漏技术仍然是石油工程领域十分关注和有待解决的技术难题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种钻井液用堵漏剂，该堵漏剂适用于油基钻井液，与油基钻井液配伍性能好，且堵漏速度快，抗高温能力强，对漏层孔隙或裂缝不同尺寸适应性较宽。本专利技术提供了一种钻井液用堵漏剂，组成包括：高弹改性沥青颗粒50～80份；纤维材料5～20份；石墨材料5～20份；其中，所述高弹改性沥青颗粒具有核壳结构，且是以硅微粉为核，以改性环氧沥青为壳。其中，以高弹改性沥青颗粒的重量计，改性环氧沥青占70%～90%，硅微粉占10%～30%。所述高弹改性沥青颗粒粒径可以为40～80目、80～120目、120～160目、160目以上中的两种以上的不同粒径分布组合，（40目标准筛下，80目标准筛上部分计为40～80目，依此类推，160目以上为160目标准筛下部分）。不同粒径分布组合时，以高弹改性沥青颗粒的质量为基准，每种粒径分布的含量≤90%，优选≤70%，更优选≤50%。所述改性环氧沥青，按重量份数计，包括：改性沥青：100份，环氧树脂：5～30份，固化剂：5～20份。其中，所述改性沥青，按重量份数计，包括：基质沥青：100份，橡胶粉：1～30份，辛烯聚合物橡胶反应剂：1～15份。所述基质沥青为减压渣油、氧化沥青、溶剂脱沥青、天然沥青中的一种或几种，所述基质沥青的软化点为30～70℃。所述橡胶粉为丁基橡胶胶粉、丁腈橡胶胶粉、氯丁橡胶胶粉、丁苯橡胶胶粉或含氟橡胶胶粉中的一种或几种。所述橡胶粉的粒径为60～160目。所述辛烯聚合物橡胶反应剂为Vestenamer8012聚辛烯橡胶。所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，环氧当量为180～280克/当量，优选为CYD-127、CYD-128、CYD-134、E-42、E-44中的一种或几种，进一步优选为CYD-128、E-44中的一种或几种。所述固化剂为苯酐类物质，优选为甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐中的一种或几种。所述改性环氧沥青优选还包括促进剂。所述促进剂为4,4-二氨基二苯甲烷，促进剂加入量为基质沥青重量的0.5%～5%。所述纤维材料为再生纤维，包括再生纤维素纤维、再生蛋白质纤维、再生淀粉纤维中的一种或几种；所述纤维材料的长度为0.5～3.0mm。所述石墨材料为鳞片石墨、弹性石墨或膨胀石墨中的至少一种。所述高弹改性沥青颗粒采用如下方法制备：先制备改性沥青，然后加入硅微粉，经剪切、降温后加入固化剂，搅拌，再加入环氧树脂，再次搅拌，进行反应，然后经冷冻、粉碎得到高弹改性沥青颗粒。所述的高弹改性沥青颗粒的制备方法中优选在加入固化剂的同时加入促进剂。其中，所述的剪切时间为10～60分钟。所述降温为降温至120～150℃。加入环氧树脂后的反应条件为：在120～140℃条件下恒温4～10小时，所述冷冻时间1～10小时，冷冻温度-30℃～-50℃。所述搅拌均为搅拌均匀即可。其中，制备改性沥青的方法为：将基质沥青加热至熔融状态，然后加入橡胶粉和辛烯聚合物橡胶反应剂，进行反应得到改性沥青。所述反应的条件为：在150～200℃条件下反应30～300分钟。本专利技术第二方面提供了一种所述钻井液用堵漏剂的制备方法，包括：将纤维材料、高弹改性沥青颗粒、以及石墨材料按比例混合均匀，得到所述的钻井液用堵漏剂。本专利技术第三方面提供了一种上述钻井液用堵漏剂在油基钻井液中的应用。所述应用具体为：所述钻井液用堵漏剂可作为随钻堵漏使用：向油基钻井液中加入所述堵漏剂，以油基钻井液100重量份计，所述堵漏剂的加入量为1～10重量份，进一步优选为2～5重量。作为随钻堵漏使用时，在20～40目砂床中，滤液侵入深度小于3cm；对于封堵0.5mm裂缝，承压能力≥8MPa。所述应用还包括，所述堵漏剂和桥接材料一起加入油基钻井液中形成堵漏浆，用于堵漏作业。所述的桥接材料是指与漏失通道宽度相适应的粒径较大的颗粒材料，通常为大于0.5mm的颗粒状材料，其可以在漏失通道中互相接触形成“桥状结构”。所述的桥接材料可以是秸秆类材料和/或果壳类材料，秸秆类材料如小麦秸秆、水稻秸秆、大豆秸秆等，果壳类材料如核桃壳、杏仁壳、花生壳等，所述的桥接材料的长度3～6mm；以油基钻井液100重量份计，所述堵漏剂的加入量为1～10重量份，进一步优选为2～5重量；所述的桥接材料的加入量为1～5重量份。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：（1）本专利技术的堵漏剂中包括高弹改性沥青颗粒，所述高弹改性沥青颗粒是以硅微粉为核，以改性环氧沥青为壳的核-壳结构，使得所述堵漏剂既具有一定的粘弹性，又具有一定的强度，能更好的嵌入不规则孔道和裂缝，提高了其在井下的使用效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻井液用堵漏剂，组成包括：高弹改性沥青颗粒50～80份；纤维材料5～20份；石墨材料5～20份；其中，所述高弹改性沥青颗粒具有核壳结构，且是以硅微粉为核，以改性环氧沥青为壳。/n

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用堵漏剂，组成包括：高弹改性沥青颗粒50～80份；纤维材料5～20份；石墨材料5～20份；其中，所述高弹改性沥青颗粒具有核壳结构，且是以硅微粉为核，以改性环氧沥青为壳。


2.按照权利要求1所述的堵漏剂，其特征在于：以高弹改性沥青颗粒的重量计，改性环氧沥青占70%～90%，硅微粉占10%～30%。


3.按照权利要求1所述的堵漏剂，其特征在于：所述高弹改性沥青颗粒的粒径为40～80目、80～120目、120～160目、160目以上中的两种以上的不同粒径分布组合；不同粒径分布组合时，以高弹改性沥青颗粒的质量为基准，每种粒径分布的含量≤90%，优选≤70%，更优选≤50%。


4.按照权利要求1所述的堵漏剂，其特征在于：所述改性环氧沥青，按重量份数计，包括：改性沥青：100份，环氧树脂：5～30份，固化剂：5～20份。


5.按照权利要求4所述的堵漏剂，其特征在于：所述改性沥青，按重量份数计，包括：基质沥青：100份，橡胶粉：1～30份，辛烯聚合物橡胶反应剂：1～15份。


6.按照权利要求5所述的堵漏剂，其特征在于：所述基质沥青为减压渣油、氧化沥青、溶剂脱沥青、天然沥青中的一种或几种，所述基质沥青的软化点为30～70℃；所述橡胶粉为丁基橡胶胶粉、丁腈橡胶胶粉、氯丁橡胶胶粉、丁苯橡胶胶粉或含氟橡胶胶粉中的一种或几种；所述橡胶粉的粒径为60～160目；所述辛烯聚合物橡胶反应剂为Vestenamer8012聚辛烯橡胶。


7.按照权利要求4所述的堵漏剂，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，环氧当量为180~280克/当量，优选为CYD-127、CYD-128、CYD-134、E-42、E-44中的一种或几种，进一步优选为CYD-128、E-44中的一种或几种。


8.按照权利要求4所述的堵漏剂，其特征在于：所述固化剂为苯酐类物质，优选为甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐中的一种或几种。


9.按照权利要求4所述的堵漏剂，其特征在于：所述改性环氧沥青还包括促进剂；所述促进剂为4,4-二氨基二苯甲烷，促进剂加入量为基质沥青重量的0.5%～5%。

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【专利技术属性】
技术研发人员：傅丽，李志军，郭皎河，张建峰，刘树华，吴晓颖，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11