一種凝膠堵漏劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于井筒堵漏技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種凝膠堵漏劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]井漏是鉆井工程中，工作流體漏失到地層中的一種井下復(fù)雜情況，是鉆井作業(yè)中最普遍，最常遇到的復(fù)雜難題之一。鉆井作業(yè)中，一旦發(fā)生漏失，不止延誤鉆井時(shí)間，損失鉆井液，破壞油氣層，影響地質(zhì)錄井工作的正常進(jìn)行，而且還可能造成井壁失穩(wěn)從而引發(fā)井塌、卡鉆、井噴等一系列復(fù)雜情況與事故，處理不當(dāng)?shù)脑掃€會(huì)導(dǎo)致井眼報(bào)廢。
[0003]在鉆井工程防漏堵漏過程中，堵漏材料是不可缺少的物質(zhì)材料。目前，國(guó)內(nèi)外的堵漏材料有很多種，根據(jù)其不同的作用機(jī)理，主要分為暫堵材料、橋接堵漏材料、高失水堵漏材料、軟(硬)塞堵漏材料、無機(jī)凝膠堵漏材料等。然而，現(xiàn)有的堵漏材料存在以下缺陷:1、堵漏過程中堵漏劑自身的可變性較大，稍微大于漏層孔隙或裂縫，與裂縫形狀不匹配的材料顆粒不宜進(jìn)入，就會(huì)在漏層切面口形成堆積，無法完全進(jìn)入到漏層內(nèi)或裂隙內(nèi)；2、堵漏的材料不具有理想中的膨脹性和產(chǎn)生的膨脹量較小，容易造成堵漏效果不明顯和發(fā)生重復(fù)性漏失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種凝膠堵漏劑。該凝膠堵漏劑具有較高的吸水和保水功能，遇水膨脹具有一定的粘度和膨脹性，并形成具有一定強(qiáng)度的彈性凝膠，具有良好的抗溫性、抗鹽性和穩(wěn)定性，對(duì)鉆井液性能無任何影響。凝膠堵漏劑使用時(shí)先與水混合形成堵漏漿液，在受壓的情況下，堵漏漿液易進(jìn)入裂縫或巖石孔隙的漏層內(nèi)，滯留并產(chǎn)生堵塞，堵漏漿液中的棉絲迅速抱團(tuán)，聚丙烯酸鈉迅速膨脹，二者快速形成架橋，使堵漏漿液在縫隙及巖石孔隙內(nèi)慢慢停止流動(dòng)，隨后丙烯酰胺在引發(fā)劑過硫酸銨的作用下，發(fā)生連鎖聚合反應(yīng)，并在交聯(lián)劑甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的作用下凝結(jié)成堅(jiān)硬的固體物，與漏層巖石膠結(jié)合在一起，增強(qiáng)了堵漏效果，提高了漏失地層的強(qiáng)度。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種凝膠堵漏劑，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成:聚丙烯酸鈉4%?8%，棉絲15%?25%，過硫酸銨0.05%?0.1%，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨1%?5%，木粉15%?25%，余量為丙烯酰胺。
[0006]上述的一種凝膠堵漏劑，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成:聚丙烯酸鈉
5%?7 %，棉絲18 %?22 %，過硫酸銨0.07 %?0.1 %，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨2%?4%，木粉18%?22%，余量為丙烯酰胺。
[0007]上述的一種凝膠堵漏劑，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成:聚丙烯酸鈉
6%，棉絲20 %，過硫酸銨0.08 %，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨3 %，木粉20 %，余量為丙烯酰胺。
[0008]上述的一種凝膠堵漏劑，其特征在于，所述棉絲的長(zhǎng)度不大于3mm。
[0009]上述的一種凝膠堵漏劑，其特征在于，所述木粉的粒度為20目?100目。
[0010]另外，本發(fā)明還公開了一種制備上述凝膠堵漏劑的方法，其特征在于，該方法包括:將木粉和棉絲加入混料機(jī)中攪拌5min?15min，然后向所述混料機(jī)中加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，攪拌均勻后再加入聚丙烯酸鈉、丙烯酰胺和過硫酸銨，在20°C?30°C下攪拌15min?20min，得到凝膠堵漏劑。
[0011]使用本發(fā)明凝膠堵漏劑時(shí)，先將凝膠堵漏劑與水按照(I?1.5):1的質(zhì)量比混合均勻得到堵漏漿液，然后將堵漏漿液注入漏層。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、本發(fā)明的凝膠堵漏劑具有較高的吸水和保水功能，遇水膨脹具有一定的粘度和膨脹性，并形成具有一定強(qiáng)度的彈性凝膠，具有良好的抗溫性、抗鹽性和穩(wěn)定性，對(duì)鉆井液性能無任何影響。
[0014]2、本發(fā)明的凝膠堵漏劑使用時(shí)先與水混合形成堵漏漿液，在受壓的情況下，堵漏漿液易進(jìn)入裂縫或巖石孔隙的漏層內(nèi)，滯留并產(chǎn)生堵塞，堵漏漿液中的棉絲迅速抱團(tuán)，聚丙烯酸鈉迅速膨脹，二者快速形成架橋，使堵漏漿液在縫隙及巖石孔隙內(nèi)慢慢停止流動(dòng)，隨后丙烯酰胺在引發(fā)劑過硫酸銨的作用下，發(fā)生連鎖聚合反應(yīng)，并在交聯(lián)劑甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的作用下凝結(jié)成堅(jiān)硬的固體物，與漏層巖石膠結(jié)合在一起，增強(qiáng)了堵漏效果，提高了漏失地層的強(qiáng)度。
[0015]3、與傳統(tǒng)的堵漏材料相比，本發(fā)明的凝膠堵漏劑的化學(xué)劑量用量少，施工簡(jiǎn)單方便，具有很好的堵漏能力。
[0016]4、本發(fā)明的凝膠堵漏劑具有可控膨脹性能力，滿足了堵漏劑的使用要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度大，抗溫抗鹽性好的功效。
[0017]5、本發(fā)明的凝膠堵漏劑制備方法簡(jiǎn)單，先將木粉和棉絲加入混料機(jī)中攪拌，然后向混料機(jī)中加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨攪拌，攪拌過程中甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨發(fā)揮交聯(lián)劑的作用，穩(wěn)定保持木粉和棉絲之間的孔隙，使兩者之間保持可控的距離。
[0018]下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
[0020]本實(shí)施例凝膠堵漏劑，由以下重量百分比的原料制成:聚丙烯酸鈉6%，棉絲20 %，過硫酸銨0.08 %，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨3 %，木粉20 %，余量為丙烯酰胺；所述棉絲的長(zhǎng)度不大于3mm ;所述木粉的粒度為20目?80目。
[0021]本實(shí)施例凝膠堵漏劑的制備方法包括:將木粉和棉絲加入混料機(jī)中攪拌lOmin，然后向所述混料機(jī)中加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，攪拌均勻后再加入聚丙烯酸鈉、丙烯酰胺和過硫酸銨，在25°C下攪拌18min，得到凝膠堵漏劑。
[0022]使用本實(shí)施例凝膠堵漏劑時(shí)，先將凝膠堵漏劑與水按照(I?1.5):1的質(zhì)量比混合均勻得到堵漏漿液，然后按照常規(guī)注漿工藝將堵漏漿液注入漏層。
[0023]對(duì)某天然氣探井漏層進(jìn)行堵漏:
[0024]天然氣探井:設(shè)計(jì)井深3310米，現(xiàn)井深1520米，漏層位置1510米，漏失量>30m3/h ;泥漿性能:比重1.15，漏斗粘度122秒，失水量8mL/30min。
[0025]已采取的堵漏方法:該井漏歷時(shí)27天，把目前市場(chǎng)上所有堵漏材料和技術(shù)都用遍了，堵漏材料花費(fèi)45萬(wàn)，但均未堵住。
[0026]原堵漏失敗原因:裂隙太大，所有堵漏劑在漏層中都不能靜止下來，而是隨著泥漿流入地層深處。
[0027]采用本實(shí)施例凝膠堵漏劑對(duì)該天然氣探井進(jìn)行堵漏，具體過程如下:
[0028]1、清洗泥漿罐，在泥漿罐內(nèi)加30m3水；
[0029]2、向井內(nèi)下鉆(不下鉆頭)，同時(shí)向裝有水的泥漿罐內(nèi)加30噸凝膠堵漏劑，配成堵漏漿液；
[0030]3、向井內(nèi)注入堵漏漿液，注完后再注入Sm3水沖洗注漿管路；
[0031 ] 4、注完水后起鉆700米，關(guān)上封井器，再用泥漿泵蹩進(jìn)10噸泥漿，蹩壓讓堵漏漿液盡可能多的進(jìn)入漏層，承壓能達(dá)5兆帕；
[0032]5、隨后起鉆，靜止堵漏20小時(shí)后下鉆鉆進(jìn)，井口泥漿返漿恢復(fù)正常；
[0033]6、該井直到完鉆，仍未發(fā)生漏失，堵漏成功。
[0034]本實(shí)施例凝膠堵漏劑堵漏成功原因剖析:
[0035]1、調(diào)低堵漏劑膠結(jié)時(shí)間，由原來的12小時(shí)降到9小時(shí)；
[0036]2、堵漏漿液在向裂隙流動(dòng)時(shí)變稠，繼而失去流動(dòng)性，接著形成強(qiáng)度大于水泥的固體，與裂隙牢固的膠結(jié)在一起，從而阻止了泥漿在裂隙漏失。
[0037]實(shí)施例2
[0038]本實(shí)施例凝膠堵漏劑，由以下重量百分比的原料制成:聚丙烯酸鈉8%，棉絲15%，過硫酸銨0.1%,甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨I %，木粉15%，余量為丙烯酰胺；所述棉絲的長(zhǎng)度不大于3mm ;所述木粉的粒度為80目?100目。
[0039]本實(shí)施例凝膠堵漏劑的制備方法包括:將木粉和棉絲加入混料機(jī)中攪拌15min，然后向所述混料機(jī)中加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，攪拌均勻后再加入聚丙烯酸鈉、丙烯酰胺和過硫酸銨，在20°C下攪拌20min，得到凝膠堵漏劑。
[0040]使用本實(shí)施例凝膠堵漏劑時(shí)，先將凝膠堵漏劑與水按照(I?1.5):1的質(zhì)量比混合均勻得到堵漏漿液，然后按照常規(guī)注漿工藝將堵漏漿液注入漏層。
[0041]對(duì)某石油水平井漏層進(jìn)行堵漏:
[0042]石油水平井:設(shè)計(jì)井深3200米，現(xiàn)井深2100米，漏層位置2100米，全漏；泥漿性能:比重1.08，漏斗粘度35秒，失水量12mL/30min ;發(fā)生井漏后，又帶漏鉆進(jìn)了 19米，然后起鉆用本實(shí)施例凝膠堵漏劑堵漏。
[0043]采用本實(shí)施例凝膠堵漏劑對(duì)該石油水平井進(jìn)行堵漏，具體過程如下:
[0044]1、清洗泥漿罐，在泥漿罐內(nèi)加20m3水；
[0045]2、向井內(nèi)下鉆(不下鉆頭)，同時(shí)向裝有水的泥漿罐內(nèi)加20噸凝膠堵漏劑，配成堵漏漿液；
[0046]3、向井內(nèi)注入堵漏漿液，注完后再注入1m3水沖洗注漿管路；
[0047]4、注完水后起鉆500米，關(guān)上封井器，再用泥漿泵蹩進(jìn)5噸泥漿，蹩壓讓堵漏漿液盡可能多的進(jìn)入漏層，承壓能達(dá)5兆帕；
[0048]5、隨后起鉆，靜止堵漏20小時(shí)后下鉆鉆進(jìn)，井口泥漿返漿恢復(fù)正常；
[0049]6、該井直到完鉆，仍未發(fā)生漏失，堵漏成功。
[0050]實(shí)施例3
[0051]本實(shí)施例凝膠堵漏劑，由以下重量百分比的原料制成:聚丙烯酸鈉4%，棉絲25 %，過硫酸銨0.05%，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨5 %，木粉25 %，余量為丙烯酰胺；所述棉絲的長(zhǎng)度不大于3mm ;所述木粉的粒度為20目?100目。
[0052]本實(shí)施例凝膠堵漏劑的制備方法包括:將木粉和棉絲加入混料機(jī)中攪拌5min，然后向所述混料機(jī)中加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，攪拌均勻后再加入聚丙烯酸鈉、丙烯酰胺和過硫酸銨，在30°C下攪拌15min，得到凝膠堵漏劑。
[0053]使用本實(shí)施例凝膠堵漏劑時(shí)，先將凝膠堵漏劑與水按照(I?1.5):1的質(zhì)量比混合均勻得到堵漏漿液，然后按照常規(guī)注漿工藝將堵漏漿液注入漏層。
[0054]對(duì)某煤層氣探井漏