本发明专利技术为一种防止堵漏材料被地层水稀释的预处理剂及其制法和应用。预处理剂的基本组成组分包括：海藻酸盐：50-100，优选85；聚阴离子纤维素：0-20，优选13；硅酸钠：0-2，优选2。该处理剂尤其适用于钙、镁离子含量丰富的含水漏失层，当防水冲稀预处理剂与地层水中的钙、镁离子接触后粘度会迅速升高，从而避免了堵漏浆还未发挥作用便被冲稀或漏入地层深部；当地层不含钙、镁离子时，可通过配伍钙剂和缓凝剂联合使用；当防水冲稀预处理剂配伍水泥浆使用时，由于水泥浆里含有大量钙离子，与防水冲稀预处理剂接触后可迅速生成软性堵漏塞，对漏失通道进行预封堵，从而解决水泥浆易被水冲稀或在漏失通道中停不住的难题，提高水泥浆的堵漏效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油钻井领域，特别是涉及钻井过程中的一种防止堵漏材料被地层水稀释的堵漏用处理剂及其制法和应用。
技术介绍
在裂缝、溶洞发育和高孔隙度的地层中钻井时，钻井液会向地层中漏失。在这些漏层中，许多漏层本身又是含水层，或与地下水层连通。当井内液体压力大于水层压力时，即发生井漏。井内形成的液面，是液柱压力与地层流体压力平衡的结果。由于有的漏层与地下潜流或暗河连通，地下水十分活跃，所发生的井漏漏速快、漏失量大，往往很难处理。因为堵漏浆液一般为水基体系，当体系与地层水相混时，必然将堵漏剂冲稀，则带来两个直接结果(1)冲稀使堵漏浆粘度下降，容易流走，堵漏材料难以滞留堆集在漏层内的入口附近;堵漏液冲稀后，难以凝结固化，或凝结强度大大降低，难以支撑泥浆的破坏作用，从而使堵漏失败。因此要在地层水存在条件下取得堵漏成功，必须具备以下条件①堵漏材料不被流动的地下水所稀释、冲散或者被水携带而流失；②堵漏材料必须能在漏失通道中建立起牢固的能承受正反压力的封隔层。目前，对于有流动水的漏层，堵漏方法主要有以下几种1、连续灌液堵漏法。这种方法要求压井堵漏同步进行，先注入一定量的堵剂压住水，然后大排量连续不断的注入桥浆、重晶石、水泥等堵漏浆液。注入时要保持一定的灌注压力，将流动的地下水推向地层深处，远离井壁周围，使其不能返回井眼附近冲蚀堵剂，以便堵漏浆液凝固，形成牢固的堵塞隔墙。这种方法处理水层漏失效果明显，但堵漏材料耗油量大，成本高。2、快速凝固堵漏法。这种方法就是注入井内的堵漏浆能在还未被地下水破坏或者大部分未被破坏的很短时间内初凝或固结。采用的处理剂有聚合物堵漏、速凝水泥堵漏以及硅酸盐类等。这种方法要求主体材料和固化剂在井口或井内漏层位置混合，并根据需要控制其凝固时间。为了实现主体材料和固化剂的有效混合，一般采用三种灌注工艺①井下注液法。将特制的灌注器下至漏层位置，通过液压将主体材料和固化剂同时挤出，使其在井下混合，或主体材料灌入井内，固化剂通过灌注器挤入井内同主体材料混合。②双管注液法。将钻杆下至漏层顶部，主体材料从环空注入，固化剂从钻杆内注入，使其在井下漏层处混合。③井口混合注液法。将两条输液管线连接在井口，同时注入主体材料和固化剂，使其在井口混合后受压力作用往下推。由于从井口到漏层位置的距离较长，需要控制较长的反应时间，如果浆液过早凝固，则有可能导致施工事故，把钻杆固化，造成实心钻杆；如果浆液到达漏层位置尚不凝固，浆液就有可能遭到地下水的破坏。总之，采用这种方法所进行的堵漏需要控制反应时间，确保两种材料到达漏层部位及时凝固，这样才能起到封堵漏层的作用。3、段塞式隔水堵漏法。就是用化学凝胶堵剂进行堵漏的方法。化学凝胶堵剂是一种疏水聚合物，分子链上含有少量的疏水基团，当疏水缔合聚合物溶于水时，由于疏水基团之间的缔合作用而形成超分子聚集体，从而形成可逆的网络结构，溶液粘度显著提高。网络结构形成后由于疏水基团的存在，分子本身的内聚力强于与水的作用力，因此水很难把它冲稀，化学凝胶配合水泥浆使用，用于水泥浆之前的驱水，它具有防止水泥浆和泥浆混浆、 避免地下水对水泥浆稀释、预先堵塞漏失通道三方面的作用。采用化学凝胶-水泥浆段塞式复合堵漏，是目前处理水层漏失的有效手段之一。但这种凝胶主要是靠分子间形成的强结构进行驱水的，使用时必须配制成很高的粘度，另外这种凝胶在钙、镁离子存在条件下， 粘度会明显下降，影响驱水效果。
技术实现思路
本专利技术的目的就是在裂缝、溶洞发育和高孔隙度的地层中钻井发生漏失时，由于这些漏失层常常含地层水或与地下水连通，造成堵漏剂被地下水稀释而影响堵漏效果。处理水层漏失问题采用的几种方法中，连续灌浆法使用的堵漏剂量大、成本高；快速凝固堵漏法凝固时间不好把握、并且需要特定的工具，操作程序较为复杂；段塞式隔水堵漏法中化学凝胶不与水泥浆反应，只能靠凝胶与漏层岩石的作用来减缓水泥浆进入漏失带深部地层的速度，影响堵漏的成功率。本专利技术的目的就是为了解决堵漏剂被地层水稀释造成浓度下降而影响堵漏效果的问题。本专利技术之一的防止堵漏材料被地层水稀释的预处理剂，按重量比计，所述的预处理剂的基本组成组分包括海藻酸盐50-100，优选85 ；聚阴离子纤维素0_20，优选13 ；硅酸钠0-2，优选2。所述的海藻酸盐选自下列海藻酸盐及其衍生物海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸铵、 海藻酸钠-海藻酸钙复盐、海藻酸铵-海藻酸钙复盐。在具体实施中所述的预处理剂组分中还可以包括钙剂和缓凝剂磷酸盐；按其与基本组成的重量百分比计，所述的钙剂所为(0 0.幻100 ；所述的缓凝剂磷酸盐为(0-0. 2) 100;其中，所述的钙剂优选自氯化钙、碳酸钙、硫酸钙、氢氧化钙或磷酸氢二钙；所述的磷酸盐优选自磷酸钠、偏磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、 磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸钾、焦磷酸钾、聚偏磷酸钾。另夕卜，所述的预处理剂组分中还可以包括水泥浆；所述的水泥浆所用水泥为嘉华水泥，所述的水泥的水灰重量比为0. 3-0. 6 ；所述的预处理剂与水泥浆的体积比为1 2。本专利技术之二是防止堵漏材料被地层水稀释的预处理剂的制备方法，该方法是将全面所述的预处理剂组分按所述的重量比混合均勻后即成。本专利技术之三是防止堵漏材料被地层水稀释的预处理剂在防止堵漏材料被地层水稀释中的应用。在具体实施中(1)对于钙、镁离子含量丰富的地层，所述预处理剂的基本组成可以直接使用或加入到常规桥堵配方中使用；(2)对于地层水中的钙、镁离子含量较低的地层，所述预处理剂还可以包括钙剂、 缓凝剂磷酸盐；(3)对于出现大漏、失返、漏速几十方/小时以上的裂缝性、溶洞性、破碎性地层， 或者用桥塞堵漏、随钻堵漏等方法无法解决的漏失问题的地层，所述预处理剂还可以包括水泥浆。本专利技术的防止堵漏材料被地层水稀释的防水冲稀预处理剂的突出特点是它在地面配置时粘度低，流动性好，但遇到地层水后粘度迅速上升，从而防止堵漏材料还没有发挥作用便被冲稀。防水冲稀预处理剂主要成分为一种海藻酸盐，并配伍其他几种高聚物及纤维类组分如聚阴离子纤维素而成。海藻酸盐水溶性好，它有三个主要特性①溶液的粘度随酸碱度的变化而变化，在酸性条件下，海藻酸盐溶液的粘度随PH值的降低而升高；当PH值大于 6. 7时防水冲稀预处理剂溶液的粘度基本保持不变；②遇钙、镁离子后粘度迅速变大，海藻酸盐遇到钙离子后生成不溶于水的网状结构，从而使粘度变大，钙离子在其中起交连作用。 如果海藻酸盐浓度和钙离子浓度足够，整个体系可形成不可逆的凝胶结构；③剪切稀释性好，海藻酸盐溶液具有一般聚合物共有的特征，具有显著的剪切稀释特征，当浆体缓慢流动或静止时粘度上升很快，但在高速搅拌下能维持好的流变性。因为地层一般呈弱酸性并含有钙、镁离子，这两个特点都会使海藻酸盐溶液粘度升高，因此可以利用它的这个性质来进行辅助堵漏。尤其适用于钙、镁离子含量丰富的地层中，如果地层不含钙、镁离子，则须配伍钙处理剂和缓凝剂一起使用。防水冲稀处理剂防水冲稀预处理剂成分为50 100%海藻酸盐，0 13%聚阴离子纤维素，0 2%硅酸钠，其中聚阴离子纤维素和硅酸钠的作用主要是提高海藻酸盐的作用效果。因此，本专利技术的防止堵漏材料被地层水稀释的预处理剂的使用方法突出效果可以体现在以下几个方面(1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵素丽，刘金华，刘四海，李胜，任立伟，王显光，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。