一种钻井液用可变形封堵防塌剂制造技术

本发明专利技术涉及一种钻井液用可变形封堵防塌剂，其由10-90重量份的不可变形材料、20-80重量份的纳米级可变形可再分散聚合物和10-60重量份的天然高分子改性材料组成。本发明专利技术还涉及钻井液用可变形封堵防塌剂的制备方法，其包括将各组分按相应配比混合，在混合搅拌机中混合80-120分钟，过100-300目筛即得。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钻井液用添加剤，且具体涉及ー种钻井液用可变形封堵防塌剂。
技术介绍
在油气田开发过程中，钻井液在钻井作业过程中使用。钻井液的作用是冷却和清洁钻头，将钻屑携帯进环空，进行分离。保持裸眼的井壁稳定，降低磨阻。同时，钻井液也设计为，形成薄而坚韧的泥饼，封堵孔喉，微裂缝和其他的滲透性地层。钻井液也用来，通过钻屑，岩心和电缆测井，收集和解读地层信息。钻井液典型地分类方式，是通过基质进行分类。在水基钻井液中，固体颗粒悬浮在水或者盐水中。当钻遇页岩时，钻井液方面遇到的突出问题是井壁失稳。当钻井液或者流体侵入页岩，孔隙压力升高，但是井筒内与页岩的压差降低。当压差降到一定程度，页岩将得不到足够的支撑，就会垮塌或者掉块。发生井壁失稳。同时，由于水侵入页岩的基质，导致易水化的软泥岩发生水化，变软，造成井壁不稳定降低钻井液压カ传导，是井壁稳定因素方面非常重要的方法之一。一般认为，较大的裸眼压力，会稳定页岩，起到稳定井壁的作用。因此，需要ー种特殊的材料或者方法稳定井壁。对于钻滲透性的砂岩地层或者压カ衰竭地层也同样有类似的需求。压カ衰竭地层，由于之前高产，造成巨大的压カ降，造成孔隙压力低于钻井液的水力学压力。巨大的压差容易引发井下漏失，或者由于漏失较大，形成较厚的泥饼，容易发生压差卡钻。因此，需要部分或者全部封堵住砂岩地层，降低压カ传递，減少压差，提高井下安全。因此，需要一种改进的钻井液用可变形封堵防塌剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种钻井液用可变形封堵防塌剂。本专利技术的另ー个目的是提供一种制备钻井液用可变形封堵防塌剂的方法。本专利技术的钻井液用可变形封堵防塌剂由10-90重量份的微米级不可变形材料、20-80重量份的纳米级可变形可再分散聚合物和10-60重量份的天然高分子改性材料组成。在优选实施方式中，本专利技术的钻井液用可变形封堵防塌剂由30-80重量份的微米级不可变形材料、20-60重量份的纳米级可变形可再分散聚合物和20-50重量份的天然高分子改性材料组成。在本专利技术的钻井液用可变形封堵防塌剂中，微米级不可变形材料选自呈微米级的颗粒形式的木棉短纤維、碳酸钙、重晶石、大理石、云母、蛭石、石英、锯末、亚麻纤维、花生壳、玉米心、纸纤维、甘蔗渣、棉籽壳、石棉粉、稻壳、赛璐珞、玻璃纸和鱼鳞中的ー种或多种。它们是市售的，例如可购自北京中科日升科技有限公司。 在本专利技术的钻井液用可变形封堵防塌剂中，纳米级可变形可再分散聚合物选自纳米级的聚甲基丙烯酸甲酷、聚异戊ニ烯、聚ニ甲基硅氧烷和其共聚物、聚こ烯、羧基化的苯乙烯/ 丁ニ烯共聚物、苯こ烯/ 丁ニ烯共聚物、聚こ酸こ烯酯共聚物、聚こ酸こ烯酯/氯こ烯/こ烯共聚物、こ烯/氯こ烯/醋酸こ烯共聚物、醋酸こ烯酷/高级脂肪酸こ烯酯共聚物、こ烯/氯こ烯/月硅酸こ烯酯三元共聚、こ烯/氯こ烯共聚物、聚こ酸こ烯酯/こ烯共聚物和天然胶乳中的ー种或多种。它们可购自天津中海油服化学有限公司。在本专利技术的钻井液用可变形封堵防塌剂中，天然高分子改性材料选自腐植酸类改性材料、橡胶类材料、浙青类材料、淀粉类改性材料、木质素类改性材料中ー种或多种。其中，腐植酸类改性材料选自腐植酸钾、腐植酸钠、腐植酸羧甲基化产物、腐植酸磺化产物和腐植酸硝化产物。橡胶类材料选自天然橡胶和磺化橡胶。浙青类材料选自天然浙青、磺化浙青和氧化浙青。淀粉类改性材料选自预胶化淀粉、羧甲基淀粉、阳离子淀粉和羟丙基淀粉。木质素类改性材料选自磺化木质素和羧甲基木质素钠中的ー种或两种。它们可购自北京中科日升科技有限公司。 本专利技术的制备钻井液用可变形封堵防塌剂的方法包括下述步骤将10-90重量份的微米级不可变形材料、20-80重量份的纳米级可变形可再分散聚合物、10-60重量份的天然高分子改性材料按相应配比混合，在混合搅拌机中混合80-120分钟，过100-300目筛即得。本专利技术人将纳米级可变形可再分散聚合物应用于石油钻井领域，出人意料地发现本专利技术的包含纳米级可变形可再分散聚合物的封堵防塌剂通过封堵孔喉和微裂缝，能够实现减小孔隙压力传递的目的。将本专利技术的封堵防塌剂应用于水基钻井液时，在压力衰竭地层和砂岩地层，能够有效降低钻井液漏失和压差卡钻的风险。另外本专利技术的封堵防塌剂可以在井下发生变形，形成致密的膜，能够大大降低钻井液滤失，提高钻井液的造壁性和井壁的稳定性。使用时，通常向钻井液中添加占钻井液总重量的I. 0-3. 0wt%的本专利技术的钻井液用可变形封堵防塌剂。与现有技术相比，本专利技术的钻井液用可变形封堵防塌剂具有以下显著优点I、针对渗透封堵快、封堵带浅，封堵效果好本专利技术封堵剂的基本组成组分为微米级不可变形材料，纳米级可变形可再分散聚合物和天然高分子改性材料。微米级不可变形材料韧性好，能够吸附钻井液中的部分水分等张开，形成网状结构，在流动压カ的作用下，迅速在孔喉处形成封堵。本专利技术中另外的主要组分，为纳米级可变形可再分散聚合物，有助于发挥变形封堵作用，増加泥饼的致密性。纳米级可变形可再分散聚合物、天然高分子改性材料协同微米级不可变形材料起到快速封堵的作用，对储层的伤害深度浅。以本专利技术为主要封堵材料的钻井液体系高温高压动态岩心滤失速率< O. 15ml/10min。2、易返排、保护低渗储层本专利技术的主要组分微米级不可变形材料和纳米级可变形可再分散聚合物等决定了返排容易，以本专利技术为主要封堵剂的钻井液体系低渗岩心滲透率恢复值> 90%，且重复率达到100%。3、成本低廉本专利技术原料来源广泛,取材方便,价格低廉。4、对环境无污染，环保本专利技术化学PH值呈中性，LC50 > 30000ppm,不会污染环境。附图说明图I是根据本专利技术ー个实施例的动失水速率对比图；和图2是根据本专利技术ー个实施例的滤失量图；图3a是根据本专利技术的PPT试验中未使用本专利技术的封堵防塌剂的泥饼的图；以及图3b是根据本专利技术的PPT试验中使用本专利技术的封堵防塌剂的泥饼的图。 具体实施例方式下面结合实施例，对本专利技术作进ー步描述，但是不应认为本专利技术受到下面的具体实施例的任何限定。以下各实施例中用到的物质，如果没有特别说明，均为市售的。实施例I将30重量份的微米级不可变形的木棉短纤维颗粒(购自北京中科日升科技有限公司)、20重量份的纳米级可变形可再分散的こ烯/氯こ烯/醋酸こ烯共聚物(购自天津中海油服化学有限公司)和10重量份的腐植酸钾(购自北京中科日升科技有限公司)在混合器中混合80分钟后，过200目筛，即得到本专利技术的钻井液用可变形封堵防塌剂。对得到的可变形封堵防塌剂进行岩心封堵返排试验，得到以下如表I所示的试验数据表I 岩心I岩心类孔隙度I动失水速I油相渗透返排渗透率I渗透率恢 号型率，ml/10min 率 Kg, md Ko2, md复值，％51# 天然露_ ,L14.95 0.13526.1726.1399.8从表I的数据可以看出，动失水速率很低，对岩心形成了有效封堵。通过返排试验，滲透率恢复值99. 8%。这说明本专利技术的封堵防塌剂，堵得住，排得出，对储层保护效果好。实施例2将35重量份的微米级不可变形的重晶石颗粒(购自北京中科日升科技有限公司)、40重量份的纳米级可变形可再分散的こ烯/氯こ烯/月硅酸こ烯酯三元共聚物(购自天津中海油服化学有限公司)和25重量份的磺化橡胶(购自北京中科日升科本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用可变形封堵防塌剂，由10-90重量份的微米级不可变形材料、20-80重量份的纳米级可变形可再分散聚合物和10-60重量份的天然高分子改性材料組成。2.如权利要求I所述的钻井液用可变形封堵防塌剂，由30-80重量份的微米级不可变形材料、20-60重量份的纳米级可变形可再分散聚合物和20-50重量份的天然高分子改性材料组成。3.如权利要求I或2所述的钻井液用可变形封堵防塌剂，其中所述微米级不可变形材料选自呈微米级的颗粒形式的木棉短纤維、碳酸钙、重晶石、大理石、云母、蛭石、石英、锯末、亚麻纤维、花生壳、玉米心、纸纤维、甘蔗渣、棉籽壳、石棉粉、稻壳、赛璐珞、玻璃纸和鱼鳞中的ー种或多种。4.如权利要求I或2所述的钻井液用可变形封堵防塌剂，其中所述纳米级可变形可再分散聚合物选自纳米级的聚甲基丙烯酸甲酷、聚异戊ニ烯、聚ニ甲基硅氧烷和其共聚物、聚こ烯、羧基化的苯こ烯/ 丁ニ烯共聚物、苯こ烯/ 丁ニ烯共聚物、聚こ酸こ烯酯共聚物、聚こ酸こ烯酯/氯こ烯/こ烯共聚物、こ烯/氯こ烯/醋酸こ烯共聚物、醋酸こ烯酯/高级脂肪酸こ烯酯共聚物、こ烯/氯こ烯/月硅酸こ烯酯三元共聚物、こ烯/氯こ烯共聚物、聚こ酸こ烯酯/こ烯共...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，胡进军，夏小春，孙强，冀腾，段连超，项涛，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油田服务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：