本發(fā)明涉及石油工業(yè)鉆井液中的添加劑，特別是一種鉆井液用裂縫封堵劑及其制備方法。在鉆井液中添加本封堵劑能夠在發(fā)生井漏時(shí)對(duì)地層裂縫進(jìn)行有效封堵，提高裂縫性地層的井壁穩(wěn)定性和油層保護(hù)效果。
背景技術(shù)：
在鉆井作業(yè)中遇到的各種復(fù)雜情況中，井漏是影響鉆井作業(yè)安全最嚴(yán)重的問(wèn)題之一，若處理不當(dāng)將會(huì)嚴(yán)重制約勘探開發(fā)效益。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，目前全世界一半以上的石油天然氣產(chǎn)量來(lái)自天然裂縫性油氣藏，裂縫性油氣藏將是未來(lái)油氣增儲(chǔ)上產(chǎn)的主攻方向之一。在裂縫性地層鉆井施工過(guò)程中，極易發(fā)生漏失，鉆井過(guò)程中必須提高鉆井液對(duì)裂縫性地層的防漏和堵漏能力。通常采用的封堵劑主要有兩種：1、不同顆粒大小的剛性顆粒，該剛性顆粒不包括海泡石；2、酸溶纖維等軟性封堵材料。常規(guī)的封堵材料都能夠在裂縫中形成封堵層，但是存在封堵強(qiáng)度不高、封堵時(shí)間不長(zhǎng)、容易損害產(chǎn)層、影響投產(chǎn)后的產(chǎn)量等負(fù)面影響。
目前，國(guó)內(nèi)一些石油工作者已經(jīng)開展了一些既能夠提高封堵效果又有利于油層保護(hù)的堵漏技術(shù)研究。如申請(qǐng)?zhí)枮閏n201510170095.6的發(fā)明專利，公開了一種用作堵漏劑的可自固化組合物，包含：羥基化合物、有機(jī)酸和異氰酸酯基化合物。當(dāng)該聚合物被注入到需堵漏的部位，如近井壁大孔隙或稠油通道中時(shí)，其在地層壓力和溫度下自行固化變硬，封堵大孔隙漏失層或封堵稠油污染通道或隔離近井壁稠油層，實(shí)現(xiàn)封堵目的，切斷鉆井液漏失通道或稠油污染源，徹底解決鉆井液漏失或稠油侵害鉆井液的問(wèn)題，可保證鉆井工作順利進(jìn)行。該堵漏劑主要用于大孔隙漏失等惡性漏失，對(duì)于漏失速度較小的裂縫性漏失難以發(fā)揮作用，且該聚合物堵漏劑在使用過(guò)程中要求必須精確測(cè)定地層溫度和壓力。申請(qǐng)?zhí)枮閏n201610826124.4的發(fā)明專利，公開了一種高承壓無(wú)交聯(lián)超分子復(fù)合凝膠堵漏劑及其制備方法，以重量份數(shù)計(jì)，所述凝膠堵漏劑包括以下組分：非離子單體83～90份、陰離子單體2～4份、陽(yáng)離子單體7～10份、生物多糖1～3份、引發(fā)劑0.001～0.005份。制備方法為：將陰離子單體放入盛有水的三口圓底燒瓶中調(diào)節(jié)ph值，然后加入非離子單體，攪拌均勻后加入引發(fā)劑，密閉條件下加熱反應(yīng)，再加入陽(yáng)離子單體，繼續(xù)反應(yīng)；然后剪碎、烘干、粉碎，得到白色固體粉末。將生物多糖與白色固體粉末混合均勻，即為目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明所述的高承壓無(wú)交聯(lián)超分子復(fù)合凝膠堵漏劑，溶于水后配成的堵漏劑形成連續(xù)的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，提高了堵漏劑的承壓能力和強(qiáng)度，不易重復(fù)漏失。該堵漏劑通過(guò)化學(xué)合成制備而成，對(duì)處理劑原材料和反應(yīng)過(guò)程要求較高。申請(qǐng)?zhí)枮閏n201510553147.8的發(fā)明專利，公開了一種高分子凝膠堵漏劑及其制備方法，該高分子凝膠堵漏劑由如下物質(zhì)反應(yīng)后制得：40～85wt.％的聚丙烯酸鈉、9～50wt.％的殼聚糖、3～20wt.％的引發(fā)劑、1～10wt.％的交聯(lián)劑。其制備方法包括如下步驟：1)將聚丙烯酸鈉、交聯(lián)劑混合研磨至粉末；2)將殼聚糖溶于乙酸溶液，加入引發(fā)劑反應(yīng)，再加入上述粉末；3)在40～80℃條件下恒溫加熱，在ph值為11～13的條件下反應(yīng)，取出凝膠物質(zhì)，干燥，粉碎，得到高分子凝膠堵漏劑。該高分子凝膠堵漏劑，具有吸水膨脹率高、滯留能力強(qiáng)和保水率高的特點(diǎn)，能有效滿足大孔道、天然裂縫和溶洞漏失的堵漏需求且制備方法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。該堵漏劑通過(guò)化學(xué)合成制備而成，主要用于大孔道、天然裂縫和溶洞漏失的堵漏，對(duì)于漏失速度較小的惡性漏失難以發(fā)揮堵漏作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種鉆井液用裂縫封堵劑及其制備方法，在發(fā)生井漏時(shí)能夠?qū)Φ貙恿芽p進(jìn)行有效封堵，提高裂縫性地層的井壁穩(wěn)定性以及對(duì)油層的保護(hù)效果。
為了達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：
一種鉆井液用裂縫封堵劑，本封堵劑以100重量份計(jì)，由以下組分組成：
海泡石31～35重量份；
酸溶纖維20～25重量份；
碳酸鈣29～36重量份；
無(wú)機(jī)鹽5～8重量份；
表面活性劑1～4重量份。
一種鉆井液用裂縫封堵劑的制備方法是：首先將表面活性劑混入碳酸鈣中，混合過(guò)程中控制表面活性劑的混入速度，混合均勻，然后依次混入海泡石、酸溶纖維和無(wú)機(jī)鹽，攪拌至混合均勻，即得到所述鉆井液用裂縫封堵劑。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
海泡石是一種具有層鏈狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂硅酸鹽黏土礦物，斜方晶系或單斜晶系，一般呈塊狀、土狀或纖維狀集合體。硬度2～3級(jí)，密度2～2.5g/cm3，干燥狀態(tài)下性脆，收縮率低，可塑性好，比表面積大，吸附性強(qiáng)，是公認(rèn)的吸附能力最強(qiáng)的粘土礦物。并且有極高的熱穩(wěn)定性，耐高溫性可達(dá)1500～1700℃，抗鹽性也非常強(qiáng)，非常適合作為封堵劑的主要成分用于防漏、堵漏施工。碳酸鈣是一種無(wú)機(jī)化合物，呈中性，基本上不溶于水，溶于鹽酸，因而其適合作為酸溶封堵劑進(jìn)行油層堵漏施工。本發(fā)明以海泡石、酸溶纖維、碳酸鈣和無(wú)機(jī)鹽為主要成份，其選材容易、原材料來(lái)源廣泛，成本低廉，制備工藝簡(jiǎn)單，有效降低了制造成本?？煽焖俣侣侣┬Ч@著，可避免重復(fù)漏失的優(yōu)點(diǎn)，且可以在鉆井過(guò)程中直接加入到鉆井液中，用于油氣層的堵漏施工。
本發(fā)明的封堵劑是在室內(nèi)利用dl-a型高溫高壓堵漏模擬實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)試，本封堵劑在鉆井液中加量5%，溫度120°時(shí)，其承壓能力達(dá)到12mpa，體現(xiàn)了在高溫下優(yōu)良的封堵能力。同時(shí)為了驗(yàn)證其室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本封堵劑在重慶市涪陵區(qū)永興1井進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，該井從2256m至3335m累積發(fā)生9次漏失，均為裂縫性漏失，使用本發(fā)明封堵劑進(jìn)行堵漏，堵漏成功率達(dá)到100%，且未再發(fā)生重復(fù)漏失。其堵漏效果顯著，具有很好的使用效果并能產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下實(shí)施例。
一種鉆井液用裂縫封堵劑，本封堵劑以100重量份計(jì)，由以下組分組成：
海泡石31～35重量份；
酸溶纖維20～25重量份；
碳酸鈣29～36重量份；
無(wú)機(jī)鹽5～8重量份；
表面活性劑1～4重量份。
所述無(wú)機(jī)鹽為氯化鈉、氯化鉀中的一種或者其組合。
所述表面活性劑為sp-80、tween20、聚乙二醇中的一種或者是前述表面活性劑的任意組合。如：sp-80和tween20、聚乙二醇和sp-80、tween20和聚乙二醇，等等。
所述海泡石的優(yōu)選含量為35重量份。
所述酸溶纖維的優(yōu)選含量為20重量份。
所述碳酸鈣的優(yōu)選含量為36重量份。
所述無(wú)機(jī)鹽的優(yōu)選含量為5重量份。
所述表面活性劑的優(yōu)選含量為4重量份。
一種鉆井液用裂縫封堵劑的制備方法，是：首先將表面活性劑混入碳酸鈣中，混合過(guò)程中控制表面活性劑的混入速度，混合均勻；然后依次混入海泡石、酸溶纖維和無(wú)機(jī)鹽，攪拌至混合均勻。
所述將表面活性劑混入碳酸鈣中時(shí)，當(dāng)選用二種以上表面活性劑時(shí)，要分別將所選用的表面活性劑混入碳酸鈣中并在各個(gè)表面活性劑的混合過(guò)程中分別控制其混入的速度，混合均勻。
本發(fā)明的實(shí)施例如下：
實(shí)施例1
本實(shí)施例中鉆井液用封堵劑包括以下組分：
海泡石35重量份；
酸溶纖維20重量份；
碳酸鈣36重量份；
氯化鈉3重量份；
氯化鉀2重量份；
sp-802重量份；
聚乙二醇2重量份。
其制備方法和步驟如下：
將sp-80混入碳酸鈣中，混合過(guò)程中控制sp-80的混入速度，混合均勻。
將聚乙二醇混入上述混合物中，混合過(guò)程中控制聚乙二醇的混入速度，混合均勻。
依次混入海泡石、酸溶纖維、氯化鈉和氯化鉀，攪拌至混合均勻，即得到所述鉆井液用裂縫封堵劑。
本實(shí)施例是優(yōu)選實(shí)施例，本實(shí)施例中的封堵劑是在室內(nèi)利用dl-a型高溫高壓堵漏模擬實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)試，dl-a型高溫高壓堵漏模擬實(shí)驗(yàn)裝置的專利號(hào)是zl201020100879.4。本封堵劑在鉆井液中加量5%，溫度120°時(shí)承壓能力達(dá)到12mpa，體現(xiàn)了在高溫下優(yōu)良的封堵能力。
實(shí)施例2
本實(shí)施例中鉆井液用封堵劑包括以下組分：
海泡石31重量份；
酸溶纖維25重量份；
碳酸鈣35重量份；
氯化鈉8重量份；
tween201重量份。
其制備方法和步驟如下：
將tween20混入碳酸鈣中，混合過(guò)程中控制tween20的混入速度，混合均勻。
依次混入海泡石、酸溶纖維和氯化鈉，攪拌至混合均勻，即得到所述鉆井液用裂縫封堵劑。
本實(shí)施例中的封堵劑是在室內(nèi)利用dl-a型高溫高壓堵漏模擬實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)試，本封堵劑在鉆井液中加量5%，溫度120°時(shí)承壓能力達(dá)到11.4mpa，體現(xiàn)了在高溫下優(yōu)良的封堵能力。
實(shí)施例3
本實(shí)施例中鉆井液用封堵劑包括以下組分：
海泡石35重量份；
酸溶纖維24重量份；
碳酸鈣29重量份；
氯化鈉5重量份；
氯化鉀3重量份；
tween202重量份；
聚乙二醇2重量份。
其制備方法和步驟如下：
將tween20混入碳酸鈣中，混合過(guò)程中控制tween20的混入速度，混合均勻。
將聚乙二醇混入上述混合物中，混合過(guò)程中控制聚乙二醇的混入速度，混合均勻。
依次混入海泡石、酸溶纖維、氯化鈉和氯化鉀，攪拌至混合均勻，即得到所述鉆井液用裂縫封堵劑。
本實(shí)施例中的封堵劑是在室內(nèi)利用dl-a型高溫高壓堵漏模擬實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)試，本封堵劑在鉆井液中加量5%，溫度120°時(shí)承壓能力達(dá)到11.2mpa，體現(xiàn)了在高溫下良好的封堵能力。
實(shí)施例4
本實(shí)施例中鉆井液用封堵劑包括以下組分：
海泡石32重量份；
酸溶纖維24重量份；
碳酸鈣34重量份；
氯化鉀6重量份；
聚乙二醇4重量份。
其制備方法和步驟如下：
將聚乙二醇混入碳酸鈣中，混合過(guò)程中控制聚乙二醇的混入速度，混合均勻。
依次混入海泡石、酸溶纖維和氯化鉀，攪拌至混合均勻，即得到所述鉆井液用裂縫封堵劑。
本實(shí)施例中的封堵劑是在室內(nèi)利用dl-a型高溫高壓堵漏模擬實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)試，本封堵劑在鉆井液中加量5%，溫度120°時(shí)承壓能力達(dá)到11.4mpa，體現(xiàn)了在高溫下優(yōu)良的封堵能力。
實(shí)施例5
本實(shí)施例中鉆井液用封堵劑包括以下組分：
海泡石35重量份；
酸溶纖維25重量份；
碳酸鈣30重量份；
氯化鈉7重量份；
氯化鉀1重量份；
sp-802重量份。
其制備方法和步驟如下：
將sp-80混入碳酸鈣中，混合過(guò)程中控制sp-80的混入速度，混合均勻。
依次混入海泡石、酸溶纖維、氯化鈉和氯化鉀，攪拌至混合均勻，即得到所述鉆井液用裂縫封堵劑。
本實(shí)施例中的封堵劑是在室內(nèi)利用dl-a型高溫高壓堵漏模擬實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)試，本封堵劑在鉆井液中加量5%，溫度120°時(shí)承壓能力達(dá)到10.2mpa，體現(xiàn)了在高溫下較好的封堵能力。
本發(fā)明絕不僅限于上述實(shí)施例，凡使用本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路得出的其它實(shí)施例及其改進(jìn)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇。