一种钻井液用堵漏剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钻井液用堵漏剂及其制备方法。该钻井液用堵漏剂，组成包括：高弹改性沥青颗粒58～90份；纤维材料5～21份；石墨材料5～21份；其中，所述高弹改性沥青颗粒具有核壳结构，且是以橡胶粉为核，以改性沥青为壳。本发明专利技术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。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其制备方法


[0001]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其制备方法。

技术介绍

[0002]随着复杂地层勘探开发的深入，中国非常规油气资源对油基钻井液需求越来越多。目前应用广泛、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。
[0003]目前常规防漏堵漏材料多为亲水疏油型，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。
[0004]CN102504776A公开了用于一种恶性漏失的堵漏剂和配制方法。该制备方法主要是将烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、苯乙烯硫酸钠溶于水，调节pH值，加入引发剂进行反应后反复用溶剂冲洗、沉淀得到共聚物。该过程制备工艺复杂，成本高，易造成污染，同时也不太适合在油基钻井液中使用。
[0005]CN102618230B公开了一种可控制交联凝胶堵水堵漏材料。该方法是以油相为连续相、以水相和固体颗粒为分散相，采用反向悬浮聚合方法对含有交联剂的颗粒凝胶进行包覆，再把包覆颗粒分散到HPAM水溶液中进行缓交联得到堵水堵漏剂。该方法过程复杂，成本高，且在制备过程中，形成的是一种强凝胶，虽然强度较高，但是应用困难，适应性较差，使用效果不理想。
[0006]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，作为油基钻井液的配套技术，油基钻井液的防漏堵漏技术的开发和应用方面还不够成熟。

技术实现思路

[0007]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及其制备方法，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。
[0008]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58～90份；纤维材料5～21份；石墨材料5～21份；
其中，所述高弹改性沥青颗粒具有核壳结构，且是以橡胶粉为核，以改性沥青为壳；所述改性沥青由接枝活化沥青与火山灰反应得到；按改性沥青的重量计，接枝活化沥青占85%～95%，火山灰占5%～15%。
[0009]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%。
[0010]以高弹改性沥青颗粒的重量计，改性沥青占70%～90%，橡胶粉占10%～30%。
[0011]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60～200目。
[0012]所述接枝活化沥青由基础沥青和有机酸酐反应制备，所述有机酸酐选自顺丁烯二酸酐、聚乙二酸酐、聚戊二酸酐、聚壬二酸酐和聚异丁烯丁二酸酐中的至少一种；所述基质沥青为减压渣油、氧化沥青、调和沥青、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60～90℃。其中有机酸的加入量占基础沥青重量的2%～20%。
[0013]所述火山灰为粒径200～800nm的超细火山灰，硫含量≥5wt%，优选硫含量为6%～15%。
[0014]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，然后加入橡胶粉，进行充分剪切，然后经冷冻、粉碎得到高弹改性沥青颗粒。
[0015]其中，所述的剪切时间为10～60分钟，温度为150～190℃。所述冷冻时间为1～10小时，冷冻温度为-30℃～-50℃。
[0016]其中，制备改性沥青的方法，包括以下步骤：将基质沥青加热至熔融状态，加入有机酸酐，并通入惰性气体使沥青反应釜压力保持在0.2～1.0MPa，反应温度为150～250℃，反应2～8小时，得到接枝活化沥青；向接枝活化沥青中加入火山灰在150～180℃条件下混合反应30～180分钟，得到所述改性沥青。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]所述应用具体为：所述钻井液用堵漏剂作为随钻堵漏使用：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重量份。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。
[0022]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重量份；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橡胶粉为核，以改性沥青为壳的核-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。
[0023]（2）本专利技术在制备改性沥青过程中，首先将基础沥青接枝活化，使沥青表面接枝上酸性基团。火山灰中含有大量的碱性离子，如 Ca
2+
、Mg
2+
和 Fe
3+
等 ，这些碱性离子会与沥青接枝上的酸酐发生反应，因此加入火山灰改性的沥青不仅有更好高温稳定性，而且强度也更高。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用堵漏剂，其特征在于：所述钻井液用堵漏剂的组成包括：高弹改性沥青颗粒58～90份；纤维材料5～21份；石墨材料5～21份；其中，所述高弹改性沥青颗粒具有核壳结构，且是以橡胶粉为核，以改性沥青为壳；所述改性沥青由接枝活化沥青与火山灰反应得到；按改性沥青的重量计，接枝活化沥青占85%～95%，火山灰占5%～15%。2.按照权利要求1所述的钻井液用堵漏剂，其特征在于：以高弹改性沥青颗粒的重量计，改性沥青占70%～90%，橡胶粉占10%～30%。3.按照权利要求1所述的钻井液用堵漏剂，其特征在于：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60～200目。4.按照权利要求1所述的钻井液用堵漏剂，其特征在于：所述接枝活化沥青由基础沥青和有机酸酐反应制备，所述有机酸酐选自顺丁烯二酸酐、聚乙二酸酐、聚戊二酸酐、聚壬二酸酐和聚异丁烯丁二酸酐中的至少一种；所述基质沥青为减压渣油、氧化沥青、调和沥青、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60～90℃；其中有机酸的加入量占基础沥青重量的2%～20%。5.按照权利要求1所述的钻井液用堵漏剂，其特征在于：所述火山灰为粒径200～800nm的超细火山灰...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅丽，李志军，刘成，吴晓颖，
申请(专利权)人：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：