一种钻井液用纤维聚合物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纤维聚合物堵漏剂，以重量份计，包括以下原料：木质纤维、碳酸钙、机制石英砂、碳酸氢钠、聚丙烯吸水树脂粉末、氯化铵和氯化钙。其中，所述聚丙烯吸水树脂粉末采用丙烯酸或者丙烯酸盐，以及丙烯酰胺为单体经交联共聚而成，丙烯酸或者丙烯酸盐与丙烯酰胺的质量比为0.3~0.6：1，D50粒径0.1~0.2mm；所述木质纤维、碳酸钙和碳酸氢钠经湿法制成预制混合粉A，所述聚丙烯吸水树脂粉末和氯化铵经湿法制成预制混合粉B，而后再与其余原料混合。本发明专利技术提供一种钻井液用纤维聚合物堵漏剂及其制备方法，解决了现有纤维堵漏材料中，由于纤维原料固有特性导致的混合之后的均匀性问题，确保了封堵效果。确保了封堵效果。确保了封堵效果。

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液用纤维聚合物堵漏剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钻井液助剂
，尤其涉及一种钻井液用纤维聚合物堵漏剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着资源勘探开发的发展，我国深井钻探的数量逐年增加，为了控制井壁失稳，提高钻探效率，防止钻井液中的流体、固体颗粒和其他添加剂向地层漏失，需要加入堵漏剂，对井壁岩石的空隙进行有效封堵。现有刚性堵漏剂，其主要成分为刚性颗粒比如碳酸钙、二氧化硅等，刚性粒径不可变，由此对裂缝、孔隙的封堵具有选择性，封堵性并不理想。由此，行业内的技术人员在现有刚性堵漏剂基础上，通过引入聚合物形成了刚柔并济的柔性聚合物堵漏剂，或者开发以棉花纤维、花生壳、核桃壳等植物纤维为主要成份的纤维堵漏材料。
[0003]然而，纤维堵漏材料中，由于纤维原料固有特性，比如比重过轻、易交结，流动性差等因素，导致纤维堵漏材料原料混合之后的均匀性，限制了纤维堵漏材料进一步应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种钻井液用纤维聚合物堵漏剂及其制备方法，解决了现有纤维堵漏材料中，由于纤维原料固有特性导致的混合之后的均匀性问题，确保了封堵效果。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：一种钻井液用纤维聚合物堵漏剂，以重量份计，包括以下原料：木质纤维1~2份；碳酸钙2~5份；机制石英砂2~3份；碳酸氢钠0.05~0.1份；聚丙烯吸水树脂粉末0.1~0.5份；氯化铵0.05~0.1份；氯化钙0.05~0.1份；其中，所述聚丙烯吸水树脂粉末采用丙烯酸或者丙烯酸盐，以及丙烯酰胺为单体经交联共聚而成，丙烯酸或者丙烯酸盐与丙烯酰胺的质量比为0.3~0.6：1，D50粒径0.1~0.2mm；所述木质纤维、碳酸钙和碳酸氢钠经湿法制成预制混合粉A，所述聚丙烯吸水树脂粉末和氯化铵经湿法制成预制混合粉B，而后再与其余原料混合。
[0006]进一步地，所述木质纤维的纤维长度为0.1~2mm。
[0007]进一步地，所述碳酸钙的粒径为400~600目，所述机制石英砂的粒径为200~300目。
[0008]一种钻井液用纤维聚合物堵漏剂的制备方法，包括以下步骤，步骤S1，将木质纤维、碳酸钙和碳酸氢钠湿法混合，制成预制混合粉A；步骤S2，将聚丙烯吸水树脂粉末和氯化铵湿法混合，制成预制混合粉B；
步骤S3，将预制混合粉A、预制混合粉B、机制石英砂、氯化钙和羧甲基纤维素钠混合，得到钻井液用纤维聚合物堵漏剂。
[0009]进一步地，所述步骤S1中，将木质纤维、碳酸钙和碳酸氢钠湿法混合，制成预制混合粉A的具体过程包括：步骤S11，按照木质纤维与水的重量比为1：20~60的比例，将木质纤维置于分散装置中，分散20~30min，分散温度50~60℃；步骤S12，向分散装置中加入碳酸钙份，继续分散30~60min，形成均匀的浆料；步骤S13，采用喷雾造粒方式将浆料形成球状微粉，控制球状微粉的粒径为0.1~0.3mm，含水率为10~15%；步骤S14，将球状微粉与碳酸氢钠进行常温混合，混合时间20~30min，而后进行真空干燥，干燥温度60~70℃，干燥时间30~120min，得到预制混合粉A，预制混合粉A的含水率小于5%。
[0010]进一步地，所述步骤S11中，采用质量浓度为5~10%的氢氧化钠溶液调节木质纤维与水的混合体系的pH值至8~10。
[0011]进一步地，所述步骤S12中，按照碳酸钙的重量的1~2%的比例加入偶联剂。
[0012]进一步地，所述步骤S12中，按照碳酸钙和木质纤维的重量的0.1~0.2%的比例加入明胶、黄原胶或者羧甲基纤维素钠。
[0013]进一步地，所述步骤S2中，将聚丙烯吸水树脂粉末和氯化铵湿法混合，制成预制混合粉B的具体过程包括：步骤S21，于高速混合机内，按照聚丙烯吸水树脂粉末和氯化铵的总重量1~2%向将聚丙烯吸水树脂粉末和氯化铵中加入水，混合30~60min；步骤S22，混合后，真空干燥，干燥温度50~60摄氏度，干燥时间60~600min；步骤S23，干燥后，于高速混合机内再次混合，混合时间5~10min，得到预制混合粉B。
[0014]进一步地，所述步骤S21中，采用多次喷雾方式加入水，喷雾次数5~6次，水加入完毕后继续搅拌5~10min.本专利技术的有益效果是：1.为提高木质纤维的分散均匀性，保证堵漏剂的应用效果，本专利技术提供了一种钻井液用纤维聚合物堵漏剂及其制备方法。本专利技术中采用湿法分散方式对木质纤维进行分散，同时将碳酸钙与木质纤维、碳酸氢钠进行混合，形成均质的预制混合粉A。木质纤维和碳酸钙进行混合后，分散的木质纤维穿插于碳酸钙的小聚集体中，这相当于增加了木质纤维的比重，克服了木质纤维单独在堵漏剂混合时，容易停留在混合区域上层的缺陷。同时，碳酸钙的小聚集体对木质纤维有一定的包覆作用，使得木质纤维与木质纤维之间不容易受混合作用而缠结成团。再者，碳酸钙的小聚集体的流动性较好，自然也就使得木质纤维的流动性得以改善。最后，预制混合粉A中含有碳酸氢钠，在井下环境中，碳酸钙的小聚集体逐步崩解，木质纤维得以释放，碳酸氢钠可提供的局部碱性氛围，加速木质纤维发生一定程度的吸水膨胀，并形成表面水滑层，利于木质纤维快速进入到地层裂缝中。
[0015]2.本专利技术的钻井液用纤维聚合物堵漏剂中还含有机制石英砂。相比于碳酸钙，机制石英砂的表面棱角，其进度到地层裂缝中，通过棱角的刮擦作用，能够提高机制石英砂在
地层裂缝中停留阻力，与碳酸钙配合，形成良好的刚性封堵。
[0016]3.本专利技术的钻井液用纤维聚合物堵漏剂中含还有粒径分布较宽的聚丙烯吸水树脂粉末，该聚丙烯吸水树脂粉末可以吸水膨胀，并优良的柔性变形能力，能够在井内压力下进入到地层裂缝中，形成良好的柔性封堵。同时，聚丙烯吸水树脂粉末和氯化铵制成预制混合粉B后，在井下环境中，氯化铵提供的局部酸性分氛围，可以适当抑制聚丙烯吸水树脂粉末吸水膨胀过程，从而保证与钻井液配合，混合体系粘度较低。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有现技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为实施例中，堵漏剂的制备原理和封堵过程的示意图。
具体实施方式
[0019]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0020]下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用纤维聚合物堵漏剂，其特征在于，以重量份计，包括以下原料：木质纤维1~2份；碳酸钙2~5份；机制石英砂2~3份；碳酸氢钠0.05~0.1份；聚丙烯吸水树脂粉末0.1~0.5份；氯化铵0.05~0.1份；氯化钙0.05~0.1份；其中，所述聚丙烯吸水树脂粉末采用丙烯酸或者丙烯酸盐，以及丙烯酰胺为单体经交联共聚而成，丙烯酸或者丙烯酸盐与丙烯酰胺的质量比为0.3~0.6：1，D50粒径0.1~0.2mm；所述木质纤维、碳酸钙和碳酸氢钠经湿法制成预制混合粉A，所述聚丙烯吸水树脂粉末和氯化铵经湿法制成预制混合粉B，而后再与其余原料混合。2.根据权利要求1所述的钻井液用纤维聚合物堵漏剂，其特征在于，所述木质纤维的纤维长度为0.1~2mm。3.根据权利要求1所述的钻井液用纤维聚合物堵漏剂，其特征在于，所述碳酸钙的粒径为400~600目，所述机制石英砂的粒径为200~300目。4.制备如权利要求1、2或3所述的所述的钻井液用纤维聚合物堵漏剂，其特征在于，包括以下步骤，步骤S1，将木质纤维、碳酸钙和碳酸氢钠湿法混合，制成预制混合粉A；步骤S2，将聚丙烯吸水树脂粉末和氯化铵湿法混合，制成预制混合粉B；步骤S3，将预制混合粉A、预制混合粉B、机制石英砂、氯化钙和羧甲基纤维素钠混合，得到钻井液用纤维聚合物堵漏剂。5.根据权利要求1所述的钻井液用纤维聚合物堵漏剂，其特征在于，所述步骤S1中，将木质纤维、碳酸钙和碳酸氢钠湿法混合，制成预制混合粉A的具体过程包括：步骤S11，按照木质纤维与水的重量比为1：20~60的比例，将木质纤维置于分散装置中，分散20~30min，分散温度50~60℃；步骤S12，向分散装置中加入碳酸钙份，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽洋，
申请(专利权)人：库尔勒同益工贸有限责任公司，
类型：发明
国别省市：