一種承壓堵漏劑及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種石油鉆井工程中的鉆井液處理劑，特別涉及一種承壓堵漏劑及應用。
【背景技術】
[0002]在油氣田鉆井過程中，經常會發生鉆井液的漏失。對于此類易漏失地層，主要分為人工誘導漏失地層(地層被壓裂)和天然漏失地層(天然裂縫)。針對這兩類地層采取的方法是防漏和堵漏。針對各種不同漏失類型的地層，已有各種不同機理的堵漏方法，如橋接堵漏、凝膠堵漏、高吸水性材料堵漏、液體套管等，其在處理各種不同類型的地層漏失時各有優勢。但是，以上諸多的堵漏劑堵漏機理單一、效果參差不齊，不同堵漏劑適用地層要求也較為苛刻，在此嚴重限制了堵漏劑不同堵漏機理的良好的協同作用及其堵漏承壓效果。

【發明內容】

[0003]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種承壓堵漏劑及應用。
[0004]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種承壓堵漏劑，主要由以下質量份數的原料制備而成:橋塞材料35-45份、纖維細顆粒材料25-34份、壓敏性可變形膨脹材料18-22份、多功能承壓封堵劑6-14份。
[0005]根據本發明實施方式之一，所述橋塞材料包括果殼與貝殼，其中果殼與貝殼的質量比為2-5:1。
[0006]優選地，所述果殼為核桃殼。
[0007]優選的，所述果殼按不同粒度分為粗型果殼顆粒、中型果殼顆粒和細型果殼顆粒三種，其中粗型果殼顆粒指粒徑介于1.88mm-5.0Omm之間的顆粒，在果殼顆粒中所占比例在5%wt-15%wt ;中型果殼顆粒指粒徑介于0.42mm-1.88mm之間的顆粒，在果殼顆粒中所占比例在40%wt-60%wt ;細型果殼顆粒是指粒徑介于0.15mm-0.42mm之間的顆粒，在果殼顆粒中所占比例介于30% wt -50% wto
[0008]優選的，所述貝殼包括貝類外殼、蚌蟹殼、海螺殼。
[0009]優選的，所述貝殼按不同粒度分為粗型貝殼顆粒、中型貝殼顆粒和細型貝殼顆粒三種，其中粗型貝殼顆粒指粒徑介于1.88mm-5.0Omm之間的顆粒，在貝殼顆粒中所占比例在5%wt_15%wt ;中型貝殼顆粒指粒徑介于0.42mm-1.88mm之間的顆粒，在貝殼顆粒中所占比例在40%wt_60%wt ;細型貝殼顆粒是指粒徑介于0.15mm-0.42mm之間的顆粒，在貝殼顆粒中所占比例介于30% wt -50% wto
[0010]橋塞材料在漏失地層中起到架橋、堆砌作用，其質地堅硬，強度大，通過與裂縫、孔隙的腔壁產生較大的摩擦、掛阻和滯流作用在漏失通道形成網狀架橋。
[0011]根據本發明另一實施方式，所述纖維細顆粒材料包括木粉、蛭石、海泡石、報紙纖維、云母片。
[0012]優選的，所述木粉為木材加工產生的鋸末，粒徑應介于0.18mm-0.25mm之間。
[0013]優選的，所述蛭石分為粗型和細型兩種。其中粗型顆粒，粒徑在0.38mm-0.83mm之間，在輕石中占55-65% wt ;細型顆粒，粒徑在0.25mm-0.38mm之間，在輕石中占35-45% wt。
[0014]優選的，所述海泡石粒徑顆粒應介于0.25mm-0.83mm之間。
[0015]優選的，所述報紙纖維為廢報紙經過粉碎之后的纖維顆粒，粒徑在0.38-0.83mm之間，為降低成本，所述報紙優選廢舊報紙。
[0016]報紙經過造紙過程的各種處理，具有一定的吸水膨脹性，粉碎后的纖維顆粒其外觀同時呈現為纖維和片狀顆粒形狀，柔軟而有一定彈性。同時，該纖維顆粒與鉆井液中的自由水具有很好的親和性。在室內堵漏實驗和現場應用中，對漏失介質和漏失地層具有很好的封閉效果，與其它纖維相比具有很強的對比優勢。
[0017]優選的，所述云母分為粗型和細型兩種，其中粗型云母，粒徑在0.38mm-0.83mm之間，在云母中比例占55-65% wt ;細型云母，粒徑在0.25mm-0.38mm之間，在云母中占35-45%wt。
[0018]纖維材料在漏失層進入形成的網狀架橋之中，利用自身柔軟、曲張變形的特點，經過疏通、刮拔、擠壓達到填縫堵孔的作用。
[0019]根據本發明再一實施方式，所述壓敏性可變形膨脹材料為體膨顆粒和橡膠顆粒。
[0020]優選的，所述體膨顆粒為預交聯凝膠體膨顆粒調驅劑。
[0021]所述預交聯凝膠體膨顆粒調驅劑，是由聚丙烯酰胺和膨潤土在交聯劑作用下形成的無機-有機復合物，聚丙烯酰胺與膨潤土的比例為1:4。利用膨潤土顆粒表面的硅羥基等官能團和聚丙烯酰胺分子的酰胺基進行縮合交聯反應制備而成，主要目的是降低材料成本，同時利用膨潤土顆粒本身的吸水膨脹性能。
[0022]優選的，所述預交聯凝膠體膨顆粒調驅劑分為粗型和細型兩種。其中粗型顆粒，粒徑介于1_-3_，在預交聯凝膠體膨顆粒調驅劑中所占比例為8-12% wt ;細型顆粒，粒徑為小于1mm，在預交聯凝膠體膨顆粒調驅劑中所占比例為88-92% wt。
[0023]優選的，所述橡膠顆粒分為粗型和細型兩種。其中粗型顆粒，粒徑在
0.25mm-0.42mm之間，在橡膠顆粒中所占比例為75-85% wt ;細型顆粒，粒徑為0.15-0.2mm，在橡膠顆粒中所占比例為15-25% wto
[0024]所述橡膠顆粒可由報廢的橡膠輪胎粉碎制得，顆粒具有一定的彈性和柔韌性，可在壓力作用下對漏失通道實現變形封堵。
[0025]所述體膨材料具有吸水膨脹的特點，膨脹倍數可達幾倍至十幾倍。其在形成的網架結構及纖維材料填充之后在剩余的間隙中，隨著時間的延長，體積不斷擴大，將剩余間隙進一步填充、擠壓，直至形成致密的堵漏帶。
[0026]根據本發明再一實施方式，所述多功能承壓封堵劑為鉆井液用多功能承壓封堵劑HFD-10
[0027]鉆井液用多功能承壓封堵劑HFD-1為市售產品，與普通的封堵劑相比，HFD-1在對井壁產生封堵作用的同時，還具有一定的提高地層承壓能力的作用、保護油氣層、防井塌、防卡鉆等作用。
[0028]優選的，所述多功能承壓封堵劑HFD-1粒徑介于0.25mm-0.83mm之間。
[0029]所述多功能承壓封堵劑HFD-1，在井壁及堵漏材料形成的堵漏帶上形成致密封閉膜，薄而堅韌，從而起到良好的封閉、承壓作用。
[0030]本發明還提供了上所述承壓堵漏劑在處理鉆井過程儲層井漏中的應用。
[0031]使用時，根據將各原料混合均勻即可。根據鉆井現場要求，結合鉆井液或完井液漏失速度和地層漏失通道的情形來確定使用不同粒徑的各種堵漏材料。一般情況下各種粒徑堵漏材料應混合使用。鉆井液漏失速度低于50m3/h或裂縫寬度小于2_的漏失，橋塞類顆粒以細型和中型占主要比例，粗型所占比例降低。鉆井液漏失速度高于50m3/h或裂縫寬度大于2mm的漏失，橋塞類顆粒粗型和中型占主要比例，細型所占比例降低。其余纖維材料、膨脹材料和多功能承壓封堵劑在各種漏失情況下的比例保持不變。
[0032]根據本發明，所述承壓堵漏劑在處理鉆井過程儲層井漏時，與鉆井液按質量比為1:10-20混合均勻，配制成堵漏漿用于鉆井堵漏。
[0033]本發明所述鉆井液為用于鉆進油氣儲層的水基鉆井液，用于鉆井堵漏的其它操作均為本領域的公知技術。
[0034]本發明所述承壓堵漏劑配制成堵漏漿，在堵漏壓差作用下對漏失通道產生高強度堵塞，其中的果殼和貝殼類顆粒剛性大，強度高，在漏失通道中形成橋塞；纖維材料具有一定的柔性，可對裂縫通道產生分割變為小孔隙，纖維材料本身也可以變形產生軟封堵；壓敏性可變形膨脹顆粒進一步鑲嵌橋塞堵墻空隙，隨著時間延長，體積膨脹，進一步擠壓漏失空間；多功能承壓封堵劑在井壁及堵漏材料形成的堵漏帶上形成致密封閉膜，阻止液相滲濾，從而起到良好的封閉、承壓作用。上述組分在漏失通道中形成的堵墻，在堵漏壓差下進一步被壓實，堵墻更加致密，因此能夠顯著提高低壓易漏失地層的承壓能力。其具體作用效果可以歸納為以下幾個方面:
(1)對于易漏失弱膠結地層可以提高地層的承壓能力，防止地層漏失；
(2)對于孔隙性及裂縫性漏失可以迅速堵塞漏失通道，恢復地層承壓能力，防止二次漏失;
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