一种基于改性玄武岩纤维粉的环保型钻井液用封堵剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改性玄武岩纤维粉的环保型钻井液用封堵剂，包括玄武岩纤维粉的重量份数为50~75份，纳米二氧化硅的重量份数为10~25份，表面活性剂的重量份数为1~3份，硅烷偶联剂的重量份数为1~3份，乙醇2-6份，多糖聚合物的重量份数为10~20份，其中，所述表面活性剂选自鼠李糖脂、大豆卵磷脂、槐糖脂或甘油酯；所述多糖聚合物为壳聚糖、多聚果糖或海藻酸钠；所述玄武岩纤维粉的粒径大小为100目-500目。本发明专利技术封堵剂主要用作随钻钻井液封堵剂和堵漏剂，提高了其机械强度及与钻井液的相容性，提高了与地层的化学结合力和膜效率，其组分均为环保型材料，与环境相容性好，符合当前钻井环保的要求。前钻井环保的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于改性玄武岩纤维粉的环保型钻井液用封堵剂及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种石油钻井用随钻封堵材料，具体地说，是涉及一种封堵地层纳微孔缝的天然矿物改性的环保型钻井液用随钻封堵剂。

技术介绍

[0002]近年来，随着油气勘探开发的进行，深井、复杂地层井逐渐增多；钻井施工过程中各种复杂事故频发，其中井漏和井塌问题在复杂事故中的占比远远高于其它。特别是近几年页岩油气的大规模开发，裂缝广泛发育泥页岩地层的井漏井塌问题更加突出，不仅造成了巨大的经济损失，也大大延缓了勘探开发的进程。
[0003]目前用的随钻封堵材料主要有超细碳酸钙、单向压力封闭剂、沥青类材料等。但超细碳酸钙粒径较小，主要用于封堵20μm以下的纳微孔缝，而对于100μm以上的微裂缝封堵效果差；单向压力封闭剂对于渗漏有较好的的封堵效果，但对钻井液性能有一定的影响；沥青类材料具有良好的变形封堵能力，对于微孔缝具有良好的封堵效果，但在当前的环保要求日益严格的大环境下，其应用越来越受到限制。对于微孔缝发育的泥页岩地层来说，大部分钻井液形成的滤饼封堵效果较差，不能完全阻止滤液的侵入，滤液的侵入一是会导致黏土矿物的水化，引起井壁失稳问题，二是滤液侵入也会引起压力的增加，从而引起裂缝的扩张，最终导致诱导性漏失的发生。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服上述技术的不足，提供一种以天然矿物纤维为主要材料，优选生物表面活性剂进行表面改性并复配有多糖聚合物成膜承压的基于改性玄武岩纤维粉的环保型钻井液用封堵剂及制备方法。其通过对玄武岩纤维粉的表面改性，利用其纤维架桥、堆积、表面吸附特性在地层微裂缝岩石表面快速滞留，同时多糖聚合物的多羟基基团和长分子链结构有利于在地层岩石表面和玄武岩纤维粉矿物表面形成致密承压膜，减轻压力传递，从而实现对微孔缝的有效封堵。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种基于改性玄武岩纤维粉的环保型钻井液用封堵剂，包括玄武岩纤维粉、纳米二氧化硅、表面活性剂、硅烷偶联剂、乙醇和多糖聚合物，其中，所述表面活性剂选自鼠李糖脂、大豆卵磷脂、槐糖脂或甘油酯；所述多糖聚合物为壳聚糖、多聚果糖或海藻酸钠；所述玄武岩纤维粉的粒径大小为100目-500目；所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷。
[0007]在所述封堵剂中，所述玄武岩纤维粉的重量份数为50～75份，纳米二氧化硅的重量份数为10～25份，表面活性剂的重量份数为1～3份，硅烷偶联剂的重量份数为1～3份，乙醇2-6份，多糖聚合物的重量份数为10～20份。
[0008]一种基于改性玄武岩纤维粉的环保型钻井液用封堵剂，其制备方法如下：
[0009]a)将玄武岩矿物粉和纳米二氧化硅置于搅拌机中，边搅拌边喷淋硅烷偶联剂与乙醇的混合溶液，充分搅拌使其混合均匀；
[0010]b)升温至55-60℃，并继续边搅拌边加入表面活性剂，充分搅拌至均匀；
[0011]c)控制温度在40-50℃，继续边搅拌边加入多糖聚合物，充分搅拌均匀并冷却至室温即得封堵剂产品。
[0012]进一步的，步骤a)硅烷偶联剂与乙醇的的混合溶液中硅烷偶联剂与乙醇的重量比1:2。
[0013]本专利技术所述的基于改性玄武岩纤维粉的环保型钻井液用封堵剂主要用作随钻钻井液封堵剂和堵漏剂。其封堵剂粒径D
90
值在100-500μm之间，主要用于1mm以下微裂缝的随钻封堵；其主要材料均选自天然矿物，与地层岩石矿物配伍性好，表面改性提高了其机械强度及与钻井液的相容性，利于在裂缝岩石表面滞留架桥；所含有成膜材料，多羟基结构提高了与地层的化学结合力和膜效率，承压能力强，阻缓压力传递效果好，在砂床实验中可承压10MPa以上；其组分均为环保型材料，产物基于改性玄武岩粉的环保型钻井液用封堵剂EC50值大于100000mg/L，生物降解性BOD5/COD
Cr
大于0.1，与环境相容性好，符合当前钻井环保的要求。
具体实施方式
[0014]下面通过实施例对本专利技术作进一步说明，但是本专利技术不仅限于这些例子。实施例的制备方法如前所述。
[0015]实施例1
[0016]玄武岩纤维粉的重量份数为50份，纳米二氧化硅的重量份数为25份，甘油酯的重量份数为1份，硅烷偶联剂的重量份数为2份，乙醇4份，多聚果糖的重量份数为18份。其中玄武岩纤维粉的粒径为500目。
[0017]其制备方法如下：
[0018]a)将玄武岩矿物粉和纳米二氧化硅置于搅拌机中，边搅拌边喷淋硅烷偶联剂与乙醇的混合溶液，硅烷偶联剂与乙醇的重量比1:2，充分搅拌使其混合均匀；
[0019]b)升温至55℃，并继续边搅拌边加入甘油酯，充分搅拌至均匀；
[0020]c)控制温度在40℃，继续边搅拌边加入多聚果糖，充分搅拌均匀并冷却至室温即得封堵剂产品。
[0021]实施例2
[0022]玄武岩纤维粉的重量份数为70份，纳米二氧化硅的重量份数为10份，大豆卵磷脂的重量份数为3份，硅烷偶联剂的重量份数为2份，乙醇4份，海藻酸钠的重量份数为11份。其中玄武岩纤维粉的粒径为100目。
[0023]其制备方法如下：
[0024]a)将玄武岩矿物粉和纳米二氧化硅置于搅拌机中，边搅拌边喷淋硅烷偶联剂与乙醇的混合溶液，硅烷偶联剂与乙醇的重量比1:2，充分搅拌使其混合均匀；
[0025]b)升温至60℃，并继续边搅拌边加入大豆卵磷脂，充分搅拌至均匀；
[0026]c)控制温度在50℃，继续边搅拌边加入海藻酸钠，充分搅拌均匀并冷却至室温即得封堵剂产品。
[0027]实施例3
[0028]玄武岩纤维粉的重量份数为60份，纳米二氧化硅的重量份数为15份，鼠李糖脂的重量份数为1份，硅烷偶联剂的重量份数为3份，乙醇6份，壳聚糖的重量份数为15份。其中玄武岩纤维粉的粒径为200目。
[0029]其制备方法如下：
[0030]a)将玄武岩矿物粉和纳米二氧化硅置于搅拌机中，边搅拌边喷淋硅烷偶联剂与乙醇的混合溶液，硅烷偶联剂与乙醇的重量比1:2，充分搅拌使其混合均匀；
[0031]b)升温至60℃，并继续边搅拌边加入鼠李糖脂，充分搅拌至均匀；
[0032]c)控制温度在50℃，继续边搅拌边加入壳聚糖，充分搅拌均匀并冷却至室温即得封堵剂产品。
[0033]实施例4
[0034]玄武岩纤维粉的重量份数为60份，纳米二氧化硅的重量份数为12份，槐糖脂的重量份数为2份，硅烷偶联剂的重量份数为2份，乙醇4份，壳聚糖的重量份数为20份。其中玄武岩纤维粉的粒径为400目。
[0035]其制备方法如下：
[0036]a)将玄武岩矿物粉和纳米二氧化硅置于搅拌机中，边搅拌边喷淋硅烷偶联剂与乙醇的混合溶液，硅烷偶联剂与乙醇的重量比1:2，充分搅拌使其混合均匀；
[0037]b)升温至60℃，并继续边搅拌边加入槐糖脂，充分搅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于改性玄武岩纤维粉的环保型钻井液用封堵剂，其特征在于包括玄武岩纤维粉、纳米二氧化硅、表面活性剂、硅烷偶联剂、乙醇和多糖聚合物。2.根据权利要求1所述的基于改性玄武岩纤维粉的环保型钻井液用封堵剂，其特征在于：所述表面活性剂包括鼠李糖脂、大豆卵磷脂、槐糖脂或甘油酯；所述多糖聚合物包括壳聚糖、多聚果糖或海藻酸钠；所述玄武岩纤维粉的粒径为100目-500目；所述硅烷偶联剂包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷。3.根据权利要求1或2所述的基于改性玄武岩纤维粉的环保型钻井液用封堵剂，其特征在于，所述玄武岩纤维粉的重量份数为50~75份，纳米二氧化硅的重量份数为10~25份，表面活性剂的重...

【专利技术属性】
技术研发人员：李公让，唐洪林，李炳太，于雷，刘振东，李海斌，李春光，李卉，王志伟，明玉广，黄元俊，
申请(专利权)人：中石化胜利石油工程有限公司中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，
类型：发明
国别省市：