堵漏材料、堵漏钻井液、堵漏钻井液配制方法和堵漏方法技术

本发明专利技术公开了一种堵漏材料、堵漏钻井液、堵漏钻井液配制方法和堵漏方法。其中堵漏材料包括如下质量百分比的组分：固化主剂52％～64％、结构助剂20％～30％和激发剂14％～18％。本发明专利技术聚磺钻井液的液相部分为激发剂溶解提供了必要的水环境。堵漏材料掺入后，激发剂首先溶于聚磺钻井液，并增强聚磺钻井液体系的碱性，使其pH值由初始的8～9提高至12以上，为堵漏材料固化提供必要的碱性环境。当钻井液的碱性增强后，固化主剂中的活性氧化物成分在强碱性环境下会发生溶蚀反应，使得其中的活性元素溶出，生成硅铝质凝胶，使得聚磺钻井液由液态逐步向固态转化。结构助剂不参与反应，主要发挥填充骨料和增强固化体强度的作用。要发挥填充骨料和增强固化体强度的作用。要发挥填充骨料和增强固化体强度的作用。

【技术实现步骤摘要】
堵漏材料、堵漏钻井液、堵漏钻井液配制方法和堵漏方法


[0001]本专利技术涉及油气勘探开发作业中的钻完井工程
，具体涉及一种堵漏材料、堵漏钻井液、堵漏钻井液配制方法和堵漏方法。

技术介绍

[0002]固化材料是一种钻井常用基于的堵漏材料。常规固化材料需要预先单独配浆并以段塞形式泵入漏层，并在地层中实现固化封堵。但由于该类材料存在被冲稀和污染、无法保护储层、施工风险高等问题，极大地限制了其在漏失控制中的应用。
[0003]漏失控制通常依赖堵漏材料封堵、欠平衡钻井、控压钻井等技术实现，其中堵漏材料封堵是现场应用最广泛的技术，主要包括桥堵技术(通过颗粒堵漏材料在裂缝中架桥实现封堵)、凝胶堵漏技术和常规水泥浆堵漏技术。另外，对于储层段的漏失控制而言，不仅需要在钻完井过程可以实现高效封堵，还要求在钻完井之后可以有效解除(即满足储层保护需求)，以便后期恢复裂缝通道的渗流能力。桥堵技术可应用于储层和非储层，储层段应用可采用可酸溶堵漏材料，如碳酸钙颗粒。该技术成功应用的关键是实现桥堵材料粒径级配与漏失裂缝宽度相匹配，否则容易导致“封门”或堵不住的情况。但针对井下裂缝宽度识别目前依然存在诸多困难，如天然裂缝系统复杂、钻井产生新的裂缝、漏失位置无法准确定位等，导致无法获取准确可靠的裂缝宽度值。这些困难都大大限制了桥堵技术的成功应用，现场需要依赖工程师经验或采用多次试堵才可能达到预期目的，堵漏效率和成功率均较低。凝胶堵漏技术是通过向漏失层位泵入液体凝胶材料，并在井下实现交联形成高粘稠的凝胶材料来封堵漏失通道实现的。水泥浆堵漏通过采用常规水泥浆注入漏层，并在漏层固化以实现封堵的目的。水泥固化后形成的水泥石可以有效的强化井筒，大幅度提高承压能力。凝胶堵漏技术和水泥浆堵漏技术均不依赖井下裂缝宽度识别即可实现封堵，但由于凝胶材料和水泥石形成的封堵带均无法通过酸溶和自行降解等方式解除，因此这两种技术无法在储层段应用。
[0004]申请号为CN202011275486.1的中国专利中曾给出过一种用于解决上述问题的堵漏材料，该材料由堵漏材料粉末、聚合物液与纯水混合配置而成，其在施工时需要以段塞的形式将固化堵漏浆泵送至漏层，且在段塞前后需要设置隔离液。若固化堵漏浆混入了其他液体，如钻完井液、地层流体，使得堵漏浆成分改变，这会导致固化反应环境发生改变，影响堵漏浆固化进程；此外其他液体的混入还会使堵漏浆浓度下降。这都会导致固结体承压能力大幅降低，无法形成有效封堵带。因此该堵漏材料也不能与目前的任何钻井液同时使用。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种堵漏材料、堵漏钻井液、堵漏钻井液配制方法和堵漏方法解决了现有的堵漏材料不能和聚磺钻井液一起使用的问题。
[0006]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]提供一种堵漏材料，其包括如下质量百分比的组分：固化主剂52％～64％、结构助
剂20％～30％和激发剂14％～18％。
[0008]进一步的，固化主剂、结构助剂和激发剂的质量比为7：3：2。
[0009]进一步的，固化主剂包括三氧化二铝、粉煤灰和二氧化硅中的至少一种。
[0010]进一步的，激发剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和石灰粉中的至少一种。
[0011]进一步的，结构助剂包括碳酸钙粉、石英粉、氢氧化镁和惰性桥接材料中的至少一种。
[0012]提供一种堵漏钻井液，包括堵漏材料和聚磺钻井液；其中，堵漏材料与聚磺钻井液的质量比为0.3～0.5：1。
[0013]进一步的，堵漏材料与聚磺钻井液的质量比为0.4：1。
[0014]进一步的，还包括缓凝剂；其中缓凝剂与堵漏材料的质量比为0.1～0.4：1。
[0015]进一步的，缓凝剂包括硼酸钠、葡萄糖酸钠和磷酸钠中的至少一种，缓凝剂与堵漏材料的质量比为0.3：1。
[0016]提供一种堵漏钻井液的配制方法，包括堵漏材料，还包括以下步骤：
[0017]A1、根据堵漏方案确定需要配制的固化堵漏浆用量；
[0018]A2、根据固化堵漏浆用量计算所需掺入的堵漏材料和缓凝剂用量；
[0019]A3、向聚磺钻井液中加入激发剂，充分搅拌至少30min，放置至激发剂完全溶解；
[0020]A4、加入缓凝剂，充分搅拌至少10min；
[0021]A5、加入固化主剂和结构助剂，搅拌至固化主剂和结构助剂与聚磺钻井液混合均匀，完成堵漏钻井液的配制。
[0022]进一步地，步骤A5之后还包括步骤：
[0023]A6、加入碳酸钙颗粒，并搅拌至少10min。
[0024]提供一种堵漏方法，包括堵漏材料，还包括以下步骤：
[0025]B1、堵漏准备：起钻换光钻杆堵漏钻具，下钻到漏层以上50m，循环测漏速，得到井漏实际情况；
[0026]B2、现场配浆：根据井漏实际情况，确定所需固化堵漏浆数量，并配制堵漏钻井液；
[0027]B3、注替堵漏浆：计算顶替泥浆量，替入堵漏钻井液后根据堵漏钻井液面高度起钻至安全液面以上，直至顶替完成；
[0028]B4、起钻候堵：起钻至安全井段或套管内，静止候堵8～12h；
[0029]B5、钻塞验堵：起钻更换钻具，下钻探塞，下钻期间分段循环，遇阻确定塞面，钻塞；
[0030]B6、当钻塞后正常排量循环不漏时，恢复钻进，完成堵漏。
[0031]本专利技术的有益效果为：
[0032]将堵漏材料和缓凝剂按所需的配制比例掺入到聚磺钻井液体系中，并搅拌均匀，然后泵入地层。其中，激发剂属于易溶于水的碱性物质，聚磺钻井液的液相部分为激发剂溶解提供了必要的水环境。堵漏材料掺入后，激发剂首先溶于聚磺钻井液，并增强聚磺钻井液体系的碱性，使其pH值由初始的8～9提高至12以上，为堵漏材料固化提供必要的碱性环境。当钻井液的碱性增强后，固化主剂中的活性氧化物成分在强碱性环境下会发生溶蚀反应，使得其中的活性元素(Si、Al、Mg等)溶出，生成硅铝质凝胶，使得聚磺钻井液由液态逐步向固态转化。结构助剂不参与反应，主要发挥填充骨料和增强固化体强度的作用。
[0033]本堵漏材料/堵漏钻井液形成的封堵带可以通过酸溶解除。固化主剂中未完全反
应的金属氧化物、结构助剂中的可酸溶组分、残余的激发剂等都是容易与酸液反应的物质。酸液与固化体接触，主要通过酸液与固化体中可酸溶的部分发生反应，反应过程中固化体结构崩塌，封堵带解除，残余的少量固相可通过地层流体返排作用携带至井筒，最终到达酸溶解除的目的。
附图说明
[0034]图1为实施例1中激发剂采用氢氧化钠时的固化效果图；
[0035]图2为实施例1中激发剂采用氢氧化钾时的固化效果图；
[0036]图3为实施例1中激发剂采用碳酸钠或石灰粉时的固化效果图；
[0037]图4为实施例1中的实验结果示意图；
[0038]图5为实施例1中扫描电镜照片和相应的能谱图；
[0039]图6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种堵漏材料，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：固化主剂52％～64％、结构助剂20％～30％和激发剂14％～18％。2.根据权利要求1所述的堵漏材料，其特征在于，所述固化主剂、结构助剂和激发剂的质量比为7：3：2。3.根据权利要求1或2所述的堵漏材料，其特征在于，所述固化主剂包括三氧化二铝、粉煤灰和二氧化硅中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的堵漏材料，其特征在于，所述激发剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和石灰粉中的至少一种。5.根据权利要求1或2所述的堵漏材料，其特征在于，所述结构助剂包括碳酸钙粉、石英粉、氢氧化镁和惰性桥接材料中的至少一种。6.一种堵漏钻井液，包括权利要求1～5任一所述的堵漏材料，其特征在于，包括聚磺钻井液；其中，堵漏材料与聚磺钻井液的质量比为0.3～0.5：1。7.根据权利要求6所述的堵漏钻井液，其特征在于，堵漏材料与聚磺钻井液的质量比为0.4：1。8.根据权利要求6或7所述的堵漏钻井液，其特征在于，还包括缓凝剂；其中缓凝剂与堵漏材料的质量比为0.1～0.4：1。9.根据权利要求8所述的堵漏钻井液，其特征在于，缓凝剂包括硼酸钠、葡萄糖酸钠和磷酸钠中的至少一种，缓凝剂与堵漏材料的质量比为0.3：1。10.一种堵漏钻井液的配制方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘继平，张浩，倪建军，滕格格，李阳，张世玉，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：