一种石油钻井用堵漏剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种石油钻井用堵漏剂及其制备方法和应用。堵漏剂包含堵漏液A和堵漏液B，堵漏液A包含海藻酸盐、核桃壳和水，以水为100重量份计，海藻酸盐：0.5～0.8重量份，核桃壳：0～5重量份；堵漏液B包含油井水泥、纤维和水，以水为100重量份计，油井水泥：200～250重量份，纤维：0.5～1重量份；堵漏液A和堵漏液B的体积比为1∶2～1∶3。制备方法包括：a、海藻酸盐溶于水配成溶液，加入核桃壳，制得堵漏液A；b、油井水泥和水配成水泥浆，加入纤维，制得堵漏液B。本发明专利技术所述的堵漏剂可以解决裂缝、孔洞性复杂地质条件下的堵漏效果差的问题，保证裂缝和大孔洞地层的封堵效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油钻井领域，进一步地说，是涉及一种石油钻井用堵漏剂及其制备方法和应用。
技术介绍
对于裂缝和孔洞引起的井漏，主要采用桥接堵漏材料、化学堵漏材料和无机胶凝堵剂等。对于地层裂缝不明确或大的孔洞，目前主要是尝试用桥堵的方法，逐渐摸索地层情况来进行封堵漏失层，或者采用化学堵漏材料和无机胶凝堵剂封堵漏失层。桥接堵漏是利用不同形态、尺寸的惰性材料，以不同的配方混合于泥浆中直接注入漏层的一种堵漏方法。桥接堵漏时应根据漏层的性质，选择恰当的级配和浓度，否则，在漏失通道中形不成“桥架”，或是在井壁处“封门”，使堵漏失效。因此在利用桥接堵漏方法时，如果对地层情况判断不准，往往需要调整颗粒级配，经过多次堵漏才能完全封堵住漏失层。化学堵漏材料指的是以聚合物和聚合物-无机胶凝物质为基础的堵漏处理剂，化学堵漏材料大致可分为三种类型一是高分子化合物堵漏剂；二是无机胶凝物质和高分子化合物混合而成的堵漏剂；三是以泥浆为基础加入各种固化剂所形成的堵漏体系。化学堵漏浆液密度较低，凝固时间调整范围大，浆液的渗滤能力较强，滤液也能固化。但化学堵漏材料普遍存在价格昂贵，施工、配制复杂，使用成本较高的缺点，因此，在一定程度上阻碍了化学堵剂的发展。无机胶凝堵剂包括水泥、石膏、石灰等混合浆液，其中以水泥为主，其最大特点是封堵漏层后，具有很高的承压能力，但堵漏施工后扫塞留下的水泥环对后续钻井施工是个安全隐患，有可能引起卡钻等复杂情况。无机凝胶堵漏必须搞清楚漏层位置和漏层压力，经过准确计算方可保证施工质量和安全。对于地层特性不明确的裂缝和大的孔洞引起的井漏，除了常规的桥接堵漏外，通常会采用化学堵漏材料和无机胶凝堵剂等。化学堵漏材料指的是以聚合物和聚合物-无机胶凝物质为基础的堵漏处理剂；无机胶凝堵剂包括水泥、石膏、石灰等混合浆液，以水泥为主。化学堵漏材料普遍存在价格昂贵，施工、配制复杂，使用成本较高的缺点；水泥浆作为堵漏浆有以下缺点不容易在漏失通道滞留，常因漏入地层深处而导致堵漏失败；或者进入漏层后，水泥浆与地层水混合稀释，造成水泥浆的凝固时间增长，甚至不凝固，导致堵漏失败。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种石油用堵漏剂及其制备方法和应用。可以解决裂缝、孔洞性复杂地质条件下的堵漏效果差的问题，保证裂缝和大孔洞地层的封堵效果。本专利技术的目的之一是提供一种石油钻井用堵漏剂。包含堵漏液A和堵漏液B，所述堵漏液A包含海藻酸盐、核桃壳和水，以水为100重量份计，海藻酸盐0. 5 0. 8重量份；核桃壳0 5重量份，优选2 4重量份；其中核桃壳颗粒的粒径范围要小于等于所需封堵裂缝的宽度。其中所述海藻酸盐可选用现有技术中各种海藻酸盐，优选以下物质中的至少一种海藻酸钾、海藻酸钠。所述堵漏液B包含油井水泥、纤维和水，以水为100重量份计，油井水泥200 250重量份，优选200 225重量份；纤维0. 5 1重量份；优选0. 5 0. 8重量份。所述堵漏液A和堵漏液B的体积比为1 2 1 3;优选1 2 2 5;其中所述的油井水泥为现有技术中所有的油井水泥，优选G级水泥。其中所述纤维选自现有技术中的聚丙烯纤维和聚酯纤维中的至少一种。纤维长度为3 5mmο实际操作中，可根据需要在堵漏液A中加入其他桥接材料如杏壳、长石等，但粒径要小于等于裂缝的宽度。本专利技术的目的之二是提供一种石油钻井用的堵漏剂的制备方法。包含以下步骤a、海藻酸盐溶于水配成溶液，加入核桃壳，制得堵漏液A ；b、油井水泥和水配成水泥浆，加入纤维，制得堵漏液B ；取堵漏液A和堵漏液B的体积比为1 2 1 3 ；优选1 2 2 5。本专利技术的目的之三是提供所述堵漏剂在石油钻井中的应用。本专利技术的堵漏剂尤其适用于地层特性不明确的裂缝和大的孔洞引起的井漏，堵漏作业时，可将所述的海藻酸盐和所述油井水泥按上述方法的组分和配比，各自配成溶液，称为堵漏液A和堵漏液B。先浆海藻酸盐溶液(堵漏液A)注入地层，后注水泥浆(堵漏液B)。现场施工中，为了避免前后两段堵漏液在未到达目的段前接触发生反应，影响施工效果或造成如堵钻杆等事故。中间要有一段隔离液，隔离液就是把前后两段工作液分隔开并不与之反应的液体，堵漏作业中类似两种液体接触发生反应来封堵漏层的通常做法是两种液体分别在钻杆和环空中注入，在出钻杆的位置接触发生反应。本专利技术中所用隔离液可以是现有技术中通常采用的隔离液，如钻井液，用于隔离前后两段堵漏液，并不与堵漏液发生反应。两段堵漏液在进入地层后向漏层深入渗流，波及面积变大，隔离液的作用减弱， 两种堵漏液接触发生反应起到封堵漏失层的目的。当海藻酸盐水溶液与Ca2+接触后，随着Ca2+浓度的增加，粘度快速增加，迅速生成凝胶状物质。油井水泥中含有大量的Ca2+，当水泥浆与海藻酸盐溶液接触时，两者立即发生反应，生成胶状物，该胶状物有一定的强度，受压后形成封堵层，起到堵漏的作用。在海藻酸盐溶液中加入一定量的核桃壳(不需要考虑粒径级配，核桃壳粒径小于等于裂缝宽度即可)，在水泥浆中加入一定的纤维，可扩大封堵裂缝的范围，提高封堵强度，从而保证堵漏效^ ο堵漏液A与堵漏液B接触后反应生成的凝胶物质承压能力可达7MPa以上，只加入纤维，可直接封堵2mm宽的人造裂缝，再根据情况加入一定量的桥接材料，可封堵2-5mm宽的人造裂缝，承压能力均达到7MPa以上。具体实施例方式下面结合实施例，进一步说明本专利技术。所用油井水泥为四川嘉华的G级水泥，封堵实验所用仪器为华北油田钻井院的 DLM-OlA型堵漏模拟装置。以下组成均为重量份。海藻酸盐工业级，粘度800，市售纤维聚丙烯纤维混凝土、砂浆用，市售聚酯纤维浙青混凝土用，市售其他各组分均市售而得。实施例1 堵漏液A 水100;海藻酸盐0· 5 ；堵漏液B为水100;油井水泥200 ；3mm 聚酯纤维0· 5。堵漏液A的配置方法为把海藻酸盐加入水中搅拌15min ；堵漏液B的配置方法为将水和油井水泥先配置水泥浆，然后加入纤维。堵漏液A与堵漏液B按1 2的体积比，依次加入堵漏模拟装置中(人造裂缝宽度为2mm)，缓慢加压至7MPa (该仪器最大允许压力为7MPa)，30min后压力降至6. 5MPa，说明该堵漏剂承压强度可以达到7MPa。实施例2 堵漏液A /K 100 ；海藻酸盐0· 7 ；细核桃壳3。堵漏液B为水100;油井水泥220 ；3mm聚丙烯纤维0· 5。堵漏液A的配置方法为先配置海藻酸盐水溶液，搅拌15min后加入细核桃壳；堵漏液B的配置方法为先配置水泥浆，然后加入纤维。堵漏液A与堵漏液B按1 2的体积比，依次加入堵漏模拟装置中(人造裂缝宽度为3mm)，缓慢加压至7MPa (该仪器最大允许压力为7MPa)，30min后压力降至6. 8MPa，说明该堵漏剂承压强度可以达到7MPa。实施例3 堵漏液A 水100;海藻酸盐0· 7 ；中核桃壳4。堵漏液B为水100;油井水泥225 ；5mm 聚酯纤维0· 6。堵漏液A的配置方法为先配置海藻酸盐水溶液，搅拌15min后加入核桃壳；堵漏液B的配置方法为先配置水泥浆，然后加入纤维；堵漏液A与堵漏液B按1 2的体积比，依次加入堵漏模拟装置中(人造裂缝宽度为4mm)，缓慢加压至7MPa (该仪器最大允许压力为7MP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：刘金华，刘四海，赵素丽，石秉忠，李胜，江山红，张凤英，
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：