一种万米深井钻井液用抗超高温高承压堵漏剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种万米深井钻井液用抗超高温高承压堵漏剂及其应用，涉及石油钻井防漏堵漏技术领域，其技术方案要点是：按重量百分含量计，包括以下组分：(1)10％

【技术实现步骤摘要】
一种万米深井钻井液用抗超高温高承压堵漏剂及其应用


[0001]本专利技术涉及石油钻井防漏堵漏
，更具体地说，它涉及一种万米深井钻井液用抗超高温高承压堵漏剂及其应用。

技术介绍

[0002]井漏是指在钻井、固井、测试等井下作业过程中，井筒工作液(包括钻井液、水泥浆、完井液等)在压差作用下漏入地层的现象。国外统计资料表明，全球石油行业中井漏发生率约占总井数的20％～25％，每年因为井漏而耗费的资金高达30亿美元。在钻井过程中钻遇的裂缝性地层较易发生漏失。据统计，裂缝性漏失占总井漏的80％以上。裂缝性漏失的主要特征是封堵难度大、钻井液漏失量大。
[0003]随着油气资源勘探、开发程度不断提高，常规油气资源越来越少，钻探开发范围已逐步走向深层超深层、海洋深水等复杂地层。深井超深井、海洋深水井高温高压环境给钻井液防漏堵漏带来了更为严峻的挑战。四川盆地蓬深6井井深达到9026米，刷新亚洲最深直井纪录，面对超深(超过9000米)、超高温(超过200摄氏度)、超高压(超过150兆帕)等挑战，对堵漏材料抗温抗压性能提出要求。塔里木盆地油气井钻探具有以下特点：
①
施工井段深(＞6000m)，井底温度高(＞260℃)；
②
高压/超高压地层，钻井液密度大(＞2.0g/cm3)，90％以上复杂时效为溢流和井漏。莺歌海盆地和琼东南盆地是我国近海海域典型的高温高压型盆地，具有井底温度高、地层压力系数大的典型特征：高温高压井段长，地层温度(≥150℃)和井底压力高(地层压力系数≥2.0)。该盆地地温梯度最高达5.73℃/100m，主要储层温度范围为186～218℃；地层压力系数范围为1.6～2.4。
[0004]目前，在处理高温高压地层裂缝性漏失最常用的方法是桥塞堵漏法。桥塞堵漏法是将不同种类、不同尺寸的堵漏材料以合适的比例混合在钻井液中，进行堵漏的一种方法。桥塞堵漏材料通常分为颗粒状、片状、纤维状等三大类。随着中国万米深井钻探技术的发展，高温钻井液漏失问题接踵而至，而处理高温高压地层钻井液漏失最大的挑战是桥塞堵漏材料的抗/耐高温性能及承压强度。
[0005]现有高温高压井钻井液防漏堵漏技术缺少兼有抗高温不降解、高强度不破碎、低密度不沉降、耐酸碱不腐蚀、惰性不吸水等优点的抗超高温高承压刚性架桥颗粒；缺少抗高温不降解、高强度不断裂、强分散不团聚、耐酸碱不腐蚀等优点的抗高温高强度纤维材料。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决上述问题，提供一种万米深井钻井液用抗超高温高承压堵漏剂及其应用，该堵漏剂包括刚性架桥颗粒、纤维材料、微细填充颗粒、弹性变形颗粒、片状填塞材料等组份，通过五种材料的合理复配，提高高温高压裂缝地层的承压能力，满足不同开度裂缝性漏失地层堵漏的需要。
[0007]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种万米深井钻井液用抗超高温高承压堵漏剂，按重量百分含量计，包括以下组分：(1)10％～30％的抗超高温高
承压刚性架桥颗粒；(2)5％～10％的抗超高温高强度合成纤维材料；(3)40％～50％的维细填充颗粒；(4)10％～20％的弹性变形颗粒；(5)片状填塞材料10％～20％。
[0008]本专利技术进一步设置为：所述抗超高温高承压刚性架桥颗粒的制备方法包括以下步骤：
[0009]S1：将含有杂环高分子的单体材料聚苯硫醚粒料作为基料和碳酸钙晶须在超高速混合机内共混，使基料熔融后与无机填料充分混合；
[0010]S2：用双螺杆挤出机熔融混合挤出，挤出成型的同时加入碳纤维，后造粒得到抗超高温高承压刚性架桥颗粒。
[0011]通过采用上述技术方案，分子链中含有元素高分子(如含氟高分子、有机硅高分子)和杂环高分子(如刚性苯环等)，在热或热、氧同时作用下，不发生化学变化，具有抗/耐高温特性，但由于基料机械性能、力学性能等较差，且成本较高，而其与无机填料(如碳酸钙、石墨、纳米材料、碳纳米管等)和增强材料(如玻璃纤维、碳纤维、芳纶等)等具有良好的亲和能力，共混填充改性后可提高其耐温性、刚性、韧性、耐化学性能等，且大大降低成本；通过上述方法制备得到的抗超高温高承压刚性架桥颗粒具有抗高温不降解、高强度不破碎、低密度不沉降、耐酸碱不腐蚀、惰性不吸水、产品原料充足，易于加工，使用工艺简便，安全环保的特点
[0012]本专利技术进一步设置为：所述抗超高温高强度合成纤维材料的制备方法包括以下步骤：
[0013]S1：将石料和合金粉碎处理成细小颗粒，在超高速混合机中熔融混合均匀，所述石料可选用辉长岩、辉绿岩、橄榄石、角闪石和玄武岩；所述合金可选用铝、铜；
[0014]S2：将细小颗粒熔融后经过合金漏板快速拉丝，制成抗高温纤维基料；
[0015]S3：将抗高温纤维基料经过涂油器，利用硅烷偶联剂对抗高温纤维基料进行表面浸润；
[0016]S4：将浸润的抗高温纤维基料经过烘干器烘干得到抗高温合成纤维材料；
[0017]S5：将抗高温合成纤维材料经切割机加工成需要的长度。
[0018]通过采用上述技术方案，制备的抗超高温高强度合成纤维材料具有抗高温不降解、高强度不断裂、强分散不团聚、耐酸碱不腐蚀、化学惰性、不与钻井液反应，对钻井液体系性能影响较小，具有良好的配伍性、产品原料充足，易于加工，使用工艺简便，安全环保。
[0019]本专利技术进一步设置为：所述微细填充颗粒为20～40目、40～80目、80～160目的不同粒径级配的颗粒，所述微细填充颗粒可选用石灰石颗粒、方解石颗粒、石英砂颗粒。
[0020]通过采用上述技术方案，微细填充颗粒粒径级配合理，在钻井液中悬浮稳定性好，架桥颗粒在裂缝中成功架桥后，微细填充颗粒进一步充填架桥颗粒之间的孔隙，降低封堵层渗透率，进一步降低漏失量。
[0021]本专利技术进一步设置为：所述弹性变性颗粒为10～20目、20～40目、40～80目的不同粒径级配的颗粒，所述弹性变性颗粒为弹性石墨颗粒。
[0022]通过采用上述技术方案，弹性变形颗粒粒径级配合理，钻井液中悬浮稳定性好，弹性变形率高，在钻井作业中，裂缝开度随钻井液当量循环密度动态变化，且难以准确预测裂缝开度，弹性变形颗粒的加入使得封堵层自适应裂缝开度的变化；弹性颗粒由于弹性变形特征充填于微小孔隙之间，进一步降低封堵层渗透率，增加封堵层强力链数目，提高封堵层
致密承压能力。
[0023]本专利技术进一步设置为：所述片状填塞材料为云母片。
[0024]通过采用上述技术方案，由于云母片具有良好的抗温、抗酸、抗碱性、抗压性能，在700℃摄氏度以内，其机械性能、物理化学性能均不发生任何改变。形状为片状，通过不同方向的填塞作用来提高封堵层的致密承压能力。
[0025]本专利技术还提供了一种万米深井钻井液用抗超高温高承压堵漏剂在石油钻井防漏堵漏上的应用。
[0026]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0027]本专利技术的钻井液用抗高温高承压堵漏剂通过研制和优选的刚性架桥颗粒、纤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种万米深井钻井液用抗超高温高承压堵漏剂，其特征是：按重量百分含量计，包括以下组分：(1)10％～30％的抗超高温高承压刚性架桥颗粒；(2)5％～10％的抗超高温高强度合成纤维材料；(3)40％～50％的维细填充颗粒；(4)10％～20％的弹性变形颗粒；(5)片状填塞材料10％～20％。2.根据权利要求1所述的一种万米深井钻井液用抗超高温高承压堵漏剂，其特征是：所述抗超高温高承压刚性架桥颗粒的制备方法包括以下步骤：S1：将含有杂环高分子的单体材料聚苯硫醚粒料作为基料和碳酸钙晶须在超高速混合机内共混，使基料熔融后与无机填料充分混合；S2：用双螺杆挤出机熔融混合挤出，挤出成型的同时加入碳纤维，后造粒得到抗超高温高承压刚性架桥颗粒。3.根据权利要求1所述的一种万米深井钻井液用抗超高温高承压堵漏剂，其特征是：所述抗超高温高强度合成纤维材料的制备方法包括以下步骤：S1：将石料和合金粉碎处理成细小颗粒，在超高速混合机中熔融混合均匀，所述石料可选用辉长岩、辉绿岩、橄榄石、角闪石和玄武岩；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：暴丹，刘思源，桑宇彤，张鹏，贾振幅，周成裕，李小江，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：