本发明专利技术公开了一种钻井堵剂用支撑颗粒及其制备方法和应用。所述钻井堵剂用支撑颗粒包括100重量份的聚己二酰己二胺和20~45重量份的填充助剂。本发明专利技术中,利用特定重量配比的聚己二酰己二胺和填充助剂所得到的钻井堵剂用支撑颗粒,能够耐高温高压,且强度高、密度可调,且应用便利,在使用时只需按照实际需求,将其加入到堵漏浆中即可,可根据不同的需要,对尺寸进行调整,从而满足不同尺寸裂缝的封堵。从而满足不同尺寸裂缝的封堵。
【技术实现步骤摘要】
一种钻井堵剂用支撑颗粒及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及油气井钻井领域,具体涉及一种钻井堵剂用支撑颗粒及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]在钻井过程中,井漏指的是钻井液从井眼漏入地层中的现象,是一种比较常见的井下复杂事故。近年来,随着复杂油气藏钻井工作量的逐渐加大,由井漏引起的一系列问题也日益突出。这些问题主要体现在钻井周期延长、钻井液损失、井壁坍塌、卡钻甚至井眼报废等,会造成巨大的经济损失。其中,在各种漏失种类中,由天然裂缝和溶洞引起的恶性漏失现象最难解决。长期以来,针对不同的恶性漏失情况,本领域的工程技术人员在实践中对各种堵漏材料进行了优选和总结,把堵漏材料归类为桥塞类堵漏材料、高失水堵漏材料、暂堵类堵漏材料和有机凝胶堵漏材料等。
[0003]实际操作中,要想封堵一定尺寸的孔洞或裂缝,通常需要合理搭配堵漏材料。1977年,由A.Abram提出了1/3架桥规则:架桥材料的粒径不小于孔隙尺寸的1/3,堵漏材料浓度需达到5%。1992年,罗向东等提出了2/3暂堵理论:堵漏材料的颗粒粒径为孔喉直径的1/3~2/3,充填粒子的粒径为1/3~1/4的孔喉直径,堵漏材料的浓度需达到5%。并且,在利用不同的堵漏材料封堵漏失层时,都需要加入一定尺寸的大颗粒,能够起到十分重要的支撑作用。针对不同的地层温度和不同的密度需求,对所加入的支撑颗粒的要求也不同。在高温井中,传统的颗粒材料(例如核桃壳、云母片等)具有易被水浸透软化、材料太脆、耐温性较差、密度单一的缺陷,不能完全满足工程上的需求。
[0004]CN 100398608 C公开了降低碳酸钙颗粒填充尼龙66复合材料加工温度的方法。该方法的步骤是:将两种不同粒径的碳酸钙按照特定的粒径和质量配比进行混合;将上述混合物以20wt%
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50wt%的比例填充尼龙66;“两种不同粒径的碳酸钙”的粒径为:碳酸钙A:200目至600目;碳酸钙B:800目至2500目;两种粒径碳酸钙填料的质量之比为30∶70至70∶30;所述的碳酸钙填料和尼龙66的质量之比为20∶80至50∶50。优化方案中两种不同粒径的碳酸钙填料均经过2%的硬脂酸表面处理。本专利技术可以明显降低尼龙66的加工温度(30℃左右),保证复合材料色泽无泛黄发褐,并可使复合材料的机械性能提高30%以上,还可实现减少能耗,降低成本的目的。
[0005]因此,提供一种成本较低、操作简便且强度足够的支撑颗粒,是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0006]针对现有技术存在的上述问题,本专利技术提供一种钻井堵剂用支撑颗粒及其制备方法和应用,本专利技术的钻井堵剂用支撑颗粒能够耐高温高压,且强度高、密度可调,能够满足不同情况下的堵漏浆配制和应用需求。
[0007]本专利技术第一方面提供一种钻井堵剂用支撑颗粒,所述支撑颗粒包括100重量份的
聚己二酰己二胺和20~45重量份的填充助剂。
[0008]本专利技术中,利用特定的重量配比的聚己二酰己二胺和填充助剂所得到的钻井堵剂用支撑颗粒,能够耐高温高压,且强度高、密度可调,在使用时只需按照实际需求,将其加入到堵漏浆中即可,其可根据不同的需求调整该支撑颗粒的尺寸,从而满足不同尺寸裂缝的封堵。
[0009]其中,聚己二酰己二胺是一种白色固体,又名尼龙
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66或PA66,其通常作为一种热塑性树脂,密度为1.05~1.15g/cm3,熔点为150℃~260℃。并且,尼龙
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66不溶于一般溶剂,仅溶于间苯甲酚等,其机械强度和硬度都较高,刚性较大。
[0010]根据本专利技术所述的钻井堵剂用支撑颗粒的一些实施方式,所述聚己二酰己二胺的数均分子量为1.5万~2万,优选为1.8万~2万。
[0011]根据本专利技术所述的钻井堵剂用支撑颗粒的一些实施方式,所述填充助剂的粒径为180~350目,优选为200~325目,更优选为240~300目。其中,通过控制填充助剂的粒径有利于聚己二酰己二胺和填充助剂之间充分接触,混合分散均匀。
[0012]根据本专利技术所述的钻井堵剂用支撑颗粒的一些实施方式,所述填充助剂选自碳酸钙、二氧化硅、铁矿粉、重晶石、锰矿粉、钛白粉和刚玉粉中的至少一种。
[0013]根据本专利技术所述的钻井堵剂用支撑颗粒的具体实施方式,所述碳酸钙、锰矿粉、钛白粉和刚玉粉的粒径为200~300目,所述二氧化硅的粒径为180~220目,所述重晶石的粒径为240~300目,所述铁矿粉的粒径为300~325目。
[0014]根据本专利技术所述的钻井堵剂用支撑颗粒的一些实施方式,所述聚己二酰己二胺的含水率<0.3%。根据聚己二酰己二胺(尼龙
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66)的分子结构可知,尼龙
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66的分子链段极性较大容易吸水,当体系含水率≥0.3%时无法挤出,因此,进行挤出操作之前需要对其进行干燥。
[0015]根据本专利技术所述的钻井堵剂用支撑颗粒的一些实施方式,所述钻井堵剂用支撑颗粒的密度为1.3~2.3g/cm3。本专利技术提供的钻井堵剂用支撑颗粒的密度较大且可调,进而能够满足不同的堵漏需求,且堵漏效果较好。
[0016]本专利技术第二方面提供了一种钻井堵剂用支撑颗粒的制备方法,包括步骤:
[0017]步骤A、将所述聚己二酰己二胺和填充助剂混合,并加热形成熔体;
[0018]步骤B、对所述熔体进行挤出、造粒处理,得到所述钻井堵剂用支撑颗粒。
[0019]根据本专利技术所述的制备方法的一些实施方式,所述加热过程温度为275℃~295℃。优选地,所述加热温度为285℃,使得所述聚己二酰己二胺和填充助剂形成熔体。
[0020]根据本专利技术所述的制备方法的一些实施方式,所述聚己二酰己二胺的含水率<0.3%。优选地,将所述聚己二酰己二胺在100~115℃下进行干燥,干燥时间为5.5~6.5h。进一步优选地,将所述聚己二酰己二胺在110℃下干燥6h,得到含水率<0.3%的聚己二酰己二胺。
[0021]在本专利技术中,根据聚己二酰己二胺(尼龙
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66)的分子结构可知,尼龙
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66的分子链段极性较大容易吸水,当体系含水率≥0.3%时无法挤出,因此进行挤出操作之前需要对其进行干燥。优选地,利用鼓风干燥箱在110℃下对尼龙
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66进行干燥脱水。由于分子链段吸水难以直接测试水含量,本专利技术中,通过干燥时间来间接体现含水量对挤出性能的影响,该影响情况如表1所示。
[0022]表1
[0023][0024][0025]从表1可以看出,干燥时间较短时,尼龙
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66中含水量较高,因此在高温下无法有效挤丝,出丝断断续续,而干燥时间过长时,尼龙
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66外观变为浅黄色至黄棕色,表明发生了热氧老化,会影响其力学性能。可见,当在110℃下,控制干燥时间为6h时,能够保证尼龙
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66仍然具有较好的力学性能,且外观不会发生变化。
[0026]根据本专利技术所述的制备方法的一些本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钻井堵剂用支撑颗粒,其特征在于,所述支撑颗粒包括100重量份的聚己二酰己二胺和20~45重量份的填充助剂。2.根据权利要求1所述的钻井堵剂用支撑颗粒,其特征在于,所述聚己二酰己二胺的数均分子量为1.5万~2万,优选为1.8万~2万。3.根据权利要求1或2所述的钻井堵剂用支撑颗粒,其特征在于,所述填充助剂的粒径为180~350目,优选为200~325目,更优选为240~300目。4.根据权利要求1
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3中任意一项所述的钻井堵剂用支撑颗粒,其特征在于,所述填充助剂选自碳酸钙、二氧化硅、铁矿粉、重晶石、锰矿粉、钛白粉和刚玉粉中的至少一种。5.根据权利要求1
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4中任意一项所述的钻井堵剂用支撑颗粒,其特征在于,所述聚己二酰己二胺的含水率<0.3%。6.根据权利要求1
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5中任意一项所述的钻井堵剂用支撑颗粒,其特征在于,所...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘学鹏,刘飞,曾义金,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院,
类型:发明
国别省市:
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