一种钻井液用高效封堵剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及石油钻井领域的一种钻井液用高效封堵剂及其制备方法和应用。所述钻井液用高效封堵剂，包含重量份数计的以下组分：碳酸钙10～50重量份；活性纤维3～20重量份；蛭石8～30重量份；云母5～25重量份。本发明专利技术在架桥材料的基础上形成堵漏配方，得到的钻井液用高效封堵剂抗温能力可达到200℃，可满足高温地层的高承压要求。各级碳酸钙、活性纤维、蛭石、云母，形成吸附能力强的封堵层，强度高、抗温性好、持续时间长，可酸溶，在储层进行堵漏作业满足储层保护要求。足储层保护要求。足储层保护要求。

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液用高效封堵剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及石油钻井领域，进一步地说，涉及一种钻井液用高效封堵剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]井漏是指在钻井、固井完井、测试或修井等各种井下作业过程中，各种工作液(包括钻井液、水泥浆、完井液及其它液体)在压差的作用下，流进地层的一种井下复杂情况。井漏不仅会耗费钻井时间，损失钻井液，而且有可能引起卡、喷、塌等一系列井下复杂情况，严重时会导致井眼报废，造成巨大的经济损失。对于随钻堵漏技术来说，普通的物理级配和架桥封堵等堵漏方式采用物理堆积方式，堵漏成功率和复漏风险高。
[0003]对于渗透性漏失，主要是在钻井液中加入一定量的单封、非渗透剂、超细碳酸钙、磺化沥青等细颗粒的材料，随钻防漏堵漏。对于部分漏失，通常是使用不同类型、不同形状及不同大小的桥堵材料进行停钻堵漏。对于恶性漏失，基本上采用普通水泥、速凝水泥、触变水泥、泡沫水泥、凝胶+水泥、柴油—膨润土—水泥等堵漏技术。
[0004]中国专利CN 110003853 A涉及一种高效封堵剂，该高效封堵剂由100重量份的刚性颗粒、5
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150重量份的柔性颗粒、10
‑
100重量份的分散剂、1
‑
10重量份的凝胶、凝胶重量0.1％
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5％的硅酸钠。其通过凝胶与硅酸钠在纳米粒子催化下反应，大大提高堵漏效果。
[0005]中国专利CN 109810678 A涉及一种钻井液用基于纳米纤维复合物的泥页岩地层封堵剂及制备方法。其所述的纳米纤维复合物，主要采用酸解和透析法，制备出纳米纤维，在此基础上与球形纳米颗粒和片状纳米颗粒相结合，形成复合纳米颗粒泥页岩地层封堵剂；本专利技术以纳米纤维为架桥粒子，以纳米石墨和纳米二氧化硅为充填粒子，可有效封堵纳米孔隙和微纳米裂缝，提高钻井液在泥页岩地层中稳定性和井壁稳定性；同时，由于多种纳米颗粒的结合，使钻井液的抗温性得到一定程度提高。
[0006]为了有效地保护储层，须使用能够解堵的堵漏材料，一般称为暂堵材料。而水泥、桥接堵漏材料虽然堵漏效果较好，但不易解堵而不适宜储层堵漏。目前效果最好亦最常用为酸溶解堵材料，最常用的为各级碳酸钙的复配堵漏剂，通过酸洗的方式进行解堵。植物纤维主要是从农作物和植物本身的各部分提取而来，然后通过各种加工处理工艺制备而成，是非常普遍被使用的一种纯天然纤维。它们具有纯天然生长，可降解和重量轻的特点，它们可以在回收过程中采取分解或焚化的方法。因此聚合物增强材料可以采用植物纤维，从而可以制备绿色、可降解的环保型植物纤维增强复合材料。这与传统合成纤维(如碳纤维、玻璃纤维等)形成了鲜明的对比，合成纤维具有生产成本高、不可生物降解处理、重新回收利用困难等缺点。
[0007]与人工合成纤维相比，植物纤维存在极性羟基集团的分子结构，使植物纤维易亲水和团聚，导致纤维与非极性聚合物基体间界面相容性较差。
[0008]植物纤维与化学纤维有本质的区别，酸溶率更高，吸附性更强，更容易获取原材料，符合环保要求。
[0009]从防漏堵漏技术发展的趋势来看，井漏的预防和可酸溶的随钻堵漏材料日益受到重视，因此，高效封堵剂将是今后持续的发展方向。

技术实现思路

[0010]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提出一种钻井液用高效封堵剂。具体地说涉及一种钻井液用高效封堵剂及其制备方法和应用。因为漏失性地层具有较强的应力敏感性，堵漏作业时，漏失通道在高压差作用下将会变宽，堵漏材料被挤入地层深部，无法有效在裂缝内形成物理封堵层。缺乏有效的活性协同堵漏材料是目前可酸溶随钻封堵的普遍缺点。本专利技术的目的就是形成一种具有高效堵漏效果的堵漏剂，该堵漏剂不但具有堵漏材料全部可酸溶性质，而且堵漏材料具有活性的特点，钻井作业时可以使得堵漏作业兼具强化井壁的作用，提高裂缝性长裸眼地层的井筒稳定性。
[0011]本专利技术目的之一是提供一种钻井液用高效封堵剂，可包含重量份数计的以下组分：
[0012]碳酸钙；10～50重量份；优选10～45重量份；更优选25～45重量份；
[0013]活性纤维：3～20重量份；优选5～15重量份；更优选10～15重量份；
[0014]蛭石：8～30重量份；优选10～25重量份；更优选15～25重量份；
[0015]云母：5～25重量份；优选5～15重量份；更优选10～15重量份。
[0016]其中，
[0017]所述碳酸钙包含A、B两种不同粒径的碳酸钙粒子中的至少一种：
[0018]A：400～800目；
[0019]B：1250目～2500目；
[0020]其中，400～800目碳酸钙可采用立磨、研磨法制备，800目以上的微纳米级超细碳酸钙无法用立磨制备，可采用气化法制备。
[0021]优选地，所述碳酸钙可包含A、B两种不同粒径的碳酸钙的混合物；其中，所述400～800目碳酸钙：1250目～2500目碳酸钙的重量比例可为(10～30)：(0.5～10)，优选可为(10～25)：(2～10)，优选可为(16～25)：(1～8)，更优选为(18～25):(1～5)。
[0022]在本专利技术的一些优选实施中，
[0023]所述活性纤维的平均长度为80～400微米，平均直径为10～40微米；和/或，
[0024]所述活性纤维可为植物改性纤维。
[0025]在本专利技术的一些优选实施中，
[0026]所述蛭石的粒径可为40～60目；和/或，
[0027]所述云母的粒径可为20～40目。
[0028]在本专利技术的一些具体实施中，
[0029]所述的钻井液用高效封堵剂，可包含重量份数比例的以下组分：
[0030]碳酸钙：活性纤维：蛭石：云母的重量比范围为(10～50)：(3～20)：(8～30)：(5～25)，优选可为(10～45)：(5～15)：(10～25)：(5～15)，更优选为(25～45)：(10～15)：(15～25)：(10～15)。
[0031]本专利技术目的之二是提供所述钻井液用高效封堵剂的制备方法，可包括以下步骤：
[0032]将所述碳酸钙、活性纤维、蛭石、云母在内的组分按所述用量进行混合后即得。
[0033]其中，所述活性纤维的制备方法可包括以下步骤：
[0034]将植物纤维炭化，得到植物纤维炭化物，再进行植物纤维活化，得到所述活性纤维；
[0035]优选地，所述植物纤维可选自楠木粉、杨木粉、竹粉、核桃壳粉、椰壳粉中的至少一种；
[0036]优选地，所述植物纤维的平均长度可为80～400微米，平均直径可为10～40微米。
[0037]在本专利技术的一些优选实施中，
[0038]所述植物纤维炭化的步骤可包括：
[0039]将所述植物纤维进行低温炭化得到低温炭化物，然后将低温炭化物进行高温炭化，得到植物纤维炭化物；
[0040]具体地，所述低温炭化为将植物纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用高效封堵剂，包含重量份数计的以下组分：2.根据权利要求1所述的钻井液用高效封堵剂，其特征在于包含重量份数计的以下组分：3.根据权利要求1或2所述的钻井液用高效封堵剂，其特征在于：所述碳酸钙包含A、B两种不同目数的碳酸钙中的至少一种；A：400～800目；B：1250目～2500目；优选地，所述碳酸钙包含A、B两种不同目数的碳酸钙的混合物；其中，所述400～800目碳酸钙：1250目～2500目碳酸钙的重量比例为(10～30)：(0.5～10)，优选为(16～25)：(1～8)。4.根据权利要求1或2所述的钻井液用高效封堵剂，其特征在于：所述活性纤维的平均长度为80～400微米，平均直径为10～40微米；所述活性纤维为植物改性纤维。5.根据权利要求1或2所述的钻井液用高效封堵剂，其特征在于：所述蛭石的粒径为40～60目；和/或，所述云母的粒径为20～40目。6.根据权利要求1～5之任一项所述的钻井液用高效封堵剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将所述碳酸钙、活性纤维、蛭石、云母在内的组分按所述用量进行混合后即得。7.根据权利要求6所述的钻井液用高效封堵剂的制备方法，其特征在于：所述活性纤维的制备方法包括以下步骤：将植物纤维炭化，得到植物纤维炭化物，再进行植物纤维活化，得到所述活性纤维；优选地，所述植物纤维选自楠木粉、杨木粉、竹粉、核桃壳粉、椰壳粉中的至少一种；优选地，所述植物纤维的平均长度为80...

【专利技术属性】
技术研发人员：王西江，李大奇，刘金华，陈曾伟，宋碧涛，张国，张凤英，
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：