適用于深部地層、超深地層井漏的抗高溫橋接堵漏劑的制作方法
【專利說明】適用于深部地層、超深地層井漏的抗高溫橋接堵漏劑 所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及石油鉆井工程中鉆井液在地層漏失的一種堵漏劑，特別是涉及適合于 深部地層、超深地層井漏的抗高溫橋接堵漏劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著淺層、中深層油氣資源的枯竭，深井、超深井的開采成為油氣勘探開發(fā)的主流 技術(shù)。深部地層的井漏、尤其是失返型惡性漏失是鉆井工程的一道難題。深層惡性漏失的通 道一般為開度較寬的裂縫，采用的常規(guī)堵漏方法多為橋接堵漏技術(shù)。該技術(shù)是利用各種形 狀和粒徑的橋接堵漏劑進(jìn)入漏層后，通過架橋-填充-封堵而形成致密堵層，堵塞鉆井液漏 失通道。其中的粗顆粒在漏失通道中起架橋和支撐作用，中顆粒起填充作用，細(xì)顆粒起封堵 作用。橋接堵漏成功的要素有三點(diǎn)，一是堵劑要能進(jìn)入裂縫，其二是堵劑在井壁附近的裂縫 中能駐留，其三是裂縫中形成的堵塞層有足夠強(qiáng)度，能承受一定壓差。其中架橋顆粒是堵層 的骨架和基礎(chǔ)，要有剛性和強(qiáng)度，且粒徑與漏層開度相匹配，這是堵漏成功的基礎(chǔ)。架橋顆 粒過粗進(jìn)不了裂縫，在裂縫表面形成假堵塞，鉆頭劃開井壁表面的堵層后，井漏再次發(fā)生。 過細(xì)則在裂縫內(nèi)無法架橋，不能形成堵塞層?，F(xiàn)用的橋接堵漏技術(shù)通常采用兩類堵漏材料， 一是植物類顆粒和纖維，如核桃殼、棉籽皮、秸桿纖維、鋸末等，二是礦物類顆粒和纖維，如 不同粒徑的石灰石顆粒，改性石棉等。植物類材料密度低、強(qiáng)度弱，抗溫能力差，高溫下易發(fā) 酵，形成的堵層承壓能力低，易復(fù)漏，應(yīng)用范圍受井溫限制。石灰石材料強(qiáng)度高，但密度大 (2.7g/cm 3)，懸浮穩(wěn)定性差，粗顆粒石灰石在鉆井液中容易沉入罐底，不能有效入井，影響 堵漏效果。而石棉類材料毒性較大，有強(qiáng)致癌性。此外石灰石顆粒之間缺乏柔性填充材料， 堵層致密性不足，易受液柱壓力激動(dòng)影響而復(fù)漏。
[0003] 鑒于現(xiàn)有橋接堵漏技術(shù)的不足，研究開發(fā)一種適合于深部地層、超深地層井漏的 抗高溫橋接堵漏技術(shù)，已成為鉆井液業(yè)內(nèi)關(guān)注的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供適用于深部地層、超深地層井漏的抗高溫橋接堵漏劑，采 用兩種新型堵漏材料精細(xì)膠粉與焦炭粒復(fù)合配制，與傳統(tǒng)的橋接堵漏技術(shù)采用植物類材料 和石灰石為主的無機(jī)材料相比，其粒級(jí)分布可調(diào)，焦炭粒剛性強(qiáng)，與精細(xì)膠粉復(fù)配，剛性與 彈性兼?zhèn)?，密度低、懸浮性好，所形成的堵層抗壓?qiáng)度高，致密性好，抗180度高溫。
[0005] 為達(dá)到以上技術(shù)目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。
[0006] 本發(fā)明與傳統(tǒng)的橋接堵漏技術(shù)相比，共同點(diǎn)是均采用粗、中、細(xì)顆粒的堵漏劑，通 過架橋、填充、封堵在地層漏失通道形成致密的堵塞層，阻止鉆井液流失，其不同點(diǎn)是采用 了兩種新型堵漏材料精細(xì)膠粉與焦炭粒復(fù)合堵漏。
[0007] 本發(fā)明選擇不同粒徑的焦炭作為橋接堵漏劑的剛性架橋顆粒和填充顆粒，選用精 細(xì)膠粉作為堵漏劑的封堵顆粒。形成了一套抗高溫橋接堵漏技術(shù)，解決了現(xiàn)用橋接堵漏技 術(shù)存在的抗溫能力不足、承壓能力低、易復(fù)漏等問題。焦炭密度為1.74~1.82g/cm 3,在鉆井 液中懸浮性好，化學(xué)惰性好，不影響鉆井液性能，抗高溫，且抗壓強(qiáng)度高，來源廣、工藝簡單， 可通過機(jī)械粉碎和篩選得到粒徑符合要求顆粒。顯微圖片顯示，焦炭顆粒表面粗糙、棱角分 明，在裂縫內(nèi)掛壁性好。精細(xì)膠粉是廢舊橡膠制品經(jīng)深冷粉碎加工而制成的細(xì)顆粒材料(80 ~200目），是一種優(yōu)異的填充顆粒，具有抗180度高溫、可彈性變形的特點(diǎn)。在壓差作用下， 膠粉顆粒被擠入焦炭顆粒形成的堵層孔隙中，形成一層膠粉顆粒與焦炭顆粒交互的堵層。 這種焦炭顆粒的剛性和膠粉顆粒的彈性結(jié)合，具有堵層致密性好、承壓能力強(qiáng)、不易復(fù)漏， 堵漏成功率高的特點(diǎn)，適用于深層、超深地層高溫條件下裂縫性漏失的堵漏施工。
[0008] 適用于深部地層、超深地層井漏的抗高溫橋接堵漏劑，所述堵漏劑由焦炭與精細(xì) 膠粉復(fù)配而成，所述焦炭4~100目，含量為70~80質(zhì)量％，所述精細(xì)膠粉80~200目，含量為 20~30質(zhì)量％。
[0009] 所述抗高溫橋接堵漏劑，還加入0.2質(zhì)量％的烷基酚聚氧乙烯醚0P-10,以增加精 細(xì)膠粉的親水性，改善在其水基鉆井液中的分散性。
[0010] 所述抗高溫橋接堵漏劑優(yōu)選組成為：6~10目、25質(zhì)量％的粗粒焦炭，10~40目、30 質(zhì)量％的中粒焦炭，40~100目、25質(zhì)量％的細(xì)粒焦炭，120目、20質(zhì)量％的精細(xì)膠粉，用于 3mm縫的漏層，漏速為30~50m 3/h，堵漏劑的加量為12質(zhì)量％。
[0011] 所述抗高溫橋接堵漏劑另一種優(yōu)選組成為:4~10目、30質(zhì)量％的粗粒焦炭，10~ 40目、25質(zhì)量％的中粒焦炭，40~100目、25質(zhì)量％的細(xì)粒焦炭，120目、20質(zhì)量％的精細(xì)膠 粉，用于4mm縫的漏層，漏速為50~80m 3/h，堵漏劑的加量為15質(zhì)量％。
[0012] 所述抗高溫橋接堵漏劑還有一種優(yōu)選組成為:4~10目、35質(zhì)量％的粗粒焦炭，10 ~40目、25質(zhì)量％的中粒焦炭，40~100目、20質(zhì)量％的細(xì)粒焦炭，120目、20質(zhì)量％的精細(xì)膠 粉，用于5mm縫的漏層的失返型惡性漏失，漏速為2 80m3/h，堵漏劑的加量為18質(zhì)量％。
[0013] 以本發(fā)明所述抗高溫橋接堵漏劑配制得到的堵漏漿，其組成如下：膨潤土漿+0.3 質(zhì)量％增粘劑+6~12質(zhì)量％的焦炭粒(4~100目）+ 1.5~3.0質(zhì)量％的精細(xì)膠粉(80~200 目）。該堵漏漿可將縫寬為1mm~5mm的裂縫完全堵住，其技術(shù)指標(biāo)為：1. OMPa瞬時(shí)漏失量< 150ml，承壓能力2 6MPa，累計(jì)漏失量< 250ml(lOmin，按照1 ·OMPa/min升壓速度，將壓力從 1 .OMPa增加到6MPa用時(shí)5min，6MPa下穩(wěn)壓5min)。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)植物類橋接堵漏劑抗溫150度相比，本發(fā)明抗溫能力提高到180度。與 石灰石剛性堵漏技術(shù)相比，本發(fā)明焦炭顆粒密度與常用鉆井液密度更接近，懸浮性更