一種采用交聯(lián)聚合物凝膠堵漏劑進(jìn)行中深井堵漏的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明設(shè)及一種采用交聯(lián)聚合物凝膠堵漏劑進(jìn)行中深井堵漏的方法，屬于石油鉆 井技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003] 井漏是鉆井過程中經(jīng)常遇到的技術(shù)難題，尤其是高溫井漏會造成鉆井液的大量流 失，導(dǎo)致鉆井成本的上升，同時會導(dǎo)致井底壓力發(fā)生變化，誘發(fā)井壁失穩(wěn)、井塌、井涌、井噴 等復(fù)雜事故的發(fā)生，嚴(yán)重制約著鉆井速度的提高。
[0004] 目前在石油鉆井鉆遇高溫地層漏失段時，由于缺乏抗高溫的堵漏技術(shù)，一般采用 常規(guī)堵漏劑堵漏。國內(nèi)處理高溫井漏普遍采用的是橋接堵漏，橋接堵漏具有經(jīng)濟(jì)，使用方 便，施工安全的優(yōu)點(diǎn)，可W解決由孔隙和裂縫造成的部分漏失和失返漏失。國內(nèi)使用的橋接 堵漏材料大致分為=類：硬質(zhì)果殼類、纖維狀材料和薄片狀材料。在堵漏過程中，任何一類 材料單獨(dú)使用，其作用都是有限的，只有將上述=類材料化合理的比例和級配復(fù)合使用，才 能收到應(yīng)有的效果，但是隨著鉆進(jìn)的不斷深入，漏失地層的溫度也在不斷升高，浸泡在泥漿 中的硬質(zhì)果殼類材料和植物纖維類材料如核桃殼、棲子殼、棉巧殼和銀末等，在井內(nèi)高溫、 高壓和強(qiáng)堿腐蝕的條件下，隨著時間的推移，運(yùn)些材料將慢慢變軟、腐蝕，甚至某些材料會 被燒焦，致使橋接強(qiáng)度急劇下降，很容易造成堵漏失敗或二次漏失，無法從根本上解決高溫 堵漏的難題。
[0005] 井深為4000~5000m稱為中深井，井下溫度通常在120°C~140°C。常規(guī)堵漏方 法雖然為石油鉆井的堵漏工程發(fā)揮了作用，但同時存在著缺點(diǎn)或不足，抗高溫能力低、有效 期短、堵漏效率差、堵漏材料耗費(fèi)量大、堵漏時間長、在高溫深井及地?zé)峋侣┌踩禂?shù)差， 易出現(xiàn)井下復(fù)雜情況，運(yùn)些缺點(diǎn)直接影響高溫井和地?zé)峋你@探開發(fā)進(jìn)程，因此傳統(tǒng)的高 溫堵漏材料已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足日益發(fā)展的深井復(fù)雜井的堵漏需求，因此研究一種高溫深 井用抗高溫堵漏劑是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種采用交聯(lián)聚合物凝膠 堵漏劑進(jìn)行中深井堵漏的方法，堵漏可靠，且抗高溫、抗壓能力強(qiáng)。
[0007] 為解決W上技術(shù)問題，本發(fā)明的一種采用交聯(lián)聚合物凝膠堵漏劑進(jìn)行中深井堵漏 的方法，依次包括如下步驟：(1)按W下組分及重量含量準(zhǔn)備原料，精制棉鋼鹽溶液：120份、 丙締酷胺：（75~85)份、過硫酸錠：（13~17)份、硫酸姉：（2~5)份、P-D-甘露糖醒酸 (M) :4份、憐酸二氨錠：（1~1. 5)份、復(fù)合娃酸鹽水泥漿：100份和混雜型微纖維：（150~ 200)份；所述復(fù)合娃酸鹽水泥漿的水灰比為0. 44 ;似向精制棉鋼鹽溶液中加入丙締酷胺， W4(K)r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行高速攬拌10分鐘使兩者充分混合，然后W3(K)r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行 中速攬拌，中速攬拌的同時加熱至60°C并保持恒溫；樹向步驟似的反應(yīng)產(chǎn)物和反應(yīng)容器中 持續(xù)通入氮?dú)?，通入氮?dú)?分鐘后在保持中速攬拌且保持在恒溫60°C下，緩慢加入過硫酸 錠顆粒，反應(yīng)直至顆粒物消失后，繼續(xù)回流反應(yīng)1. 5小時；(4)將溫度升高至80°C并保持恒 溫，在保持中速攬拌下，緩慢加入硫酸姉顆粒，然后關(guān)閉反應(yīng)容器的加料口，提升氮?dú)獾某?入量，保持反應(yīng)容器內(nèi)的壓力為1. 3MPa，回流反應(yīng)3小時W上直至反應(yīng)物呈現(xiàn)白色乳液狀， 得到交聯(lián)聚合物凝膠；檢測所述交聯(lián)聚合物凝膠的分子量在400萬W上；腳在保持中速攬 拌的狀態(tài)下，向上述交聯(lián)聚合物凝膠中緩慢加入P-D-甘露糖醒酸（M)，加入完畢后繼續(xù)中 速攬拌10分鐘，并調(diào)節(jié)pH值為7~7. 5 ;做向步驟腳的反應(yīng)產(chǎn)物中加入復(fù)合娃酸鹽水泥漿 和混雜型微纖維，中速攬拌15分鐘W上直至混合均勻；仍向步驟做的反應(yīng)產(chǎn)物中加入憐酸 二氨錠，中速攬拌10分鐘，得到中深井交聯(lián)聚合物凝膠堵漏劑；佩繼續(xù)中速攬拌10分鐘后， 啟動鉆井液累將上述中深井交聯(lián)聚合物凝膠堵漏劑經(jīng)鉆桿輸送至漏層，鉆井液累的排量為 1.5m3/min，且連續(xù)輸送60~90m3 ;(9)繼續(xù)采用鉆井液累向鉆桿中輸送鉆井液，直至將鉆 桿中的中深井交聯(lián)聚合物凝膠堵漏劑全部替換為鉆井液，然后關(guān)閉鉆井液累進(jìn)行靜置悠壓 堵漏60分鐘；朋)重新開啟鉆井液累進(jìn)行試壓，試壓后若未出現(xiàn)井底壓力上升，則關(guān)閉鉆井 液累后重復(fù)步驟山至(9);⑩試壓后若出現(xiàn)井底壓力上升，則關(guān)閉鉆井液累繼續(xù)靜置悠壓20 分鐘，然后再次啟動鉆井液累，且控制鉆井液累的排量為0. 2~0.3m3/min,將井眼與鉆桿 之間的中深井交聯(lián)聚合物凝膠堵漏劑全部替換為鉆井液，當(dāng)鉆井液從井口返出后關(guān)閉鉆井 液累繼續(xù)進(jìn)行靜置悠壓12小時；靜置悠壓12小時期間每隔30分鐘，向井下補(bǔ)充一次鉆井 液，至鉆井液重新從井口返出停止；腳開啟鉆井液累進(jìn)行堵漏承壓測試，當(dāng)鉆井液累的累壓 恢復(fù)到漏失前的正常值時，繼續(xù)進(jìn)行打鉆作業(yè)。
[0008]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明取得了W下有益效果：①精制棉鋼鹽提供交聯(lián)反應(yīng)的纖 維素，丙締酷胺起到架橋吸附作用，使纖維素發(fā)生絮凝，相互交聯(lián)。過硫酸錠引發(fā)交聯(lián)反應(yīng)， 同時使纖維脫漿；在加入過硫酸錠前通入氮?dú)猓_保反應(yīng)環(huán)境無氧，避免纖維素在交聯(lián)過程 中起粘，影響最終交聯(lián)產(chǎn)物的分子量；回流反應(yīng)1.化確保在交聯(lián)反應(yīng)引發(fā)劑的作用下，精 制棉纖維素與能提供架橋吸附作用的丙締酷胺充分交聯(lián)、共聚反應(yīng)，使纖維素分子鏈變長， 且分子量劇增。硫酸姉進(jìn)一步引發(fā)纖維素與丙締酷胺之間、纖維素與丙締酷胺通過過硫酸 錠交聯(lián)共聚反應(yīng)產(chǎn)物之間及纖維素與交聯(lián)共聚反應(yīng)物之間相互接枝，使產(chǎn)生的高分子聚合 物的分子量更大，分子鏈有更多的支鏈，為形成之后在觸變劑的作用下形成凝膠提供更多 的支鏈，形成的凝膠強(qiáng)度更高。反應(yīng)機(jī)理為：
。②交聯(lián)聚合物凝膠的分子量在400萬W上說明交聯(lián)、共聚、接枝反應(yīng)的非常充分，為形成 "封堵墻"的強(qiáng)度提供保證。③交聯(lián)聚合物凝膠中加入P-D-甘露糖醒酸（M)后，P-D-甘 露糖醒酸礎(chǔ)）的鋼離子與交聯(lián)聚合物凝膠中的酷胺基交換，在簇基部位進(jìn)行離子取代，從而 發(fā)生膠凝反應(yīng)，形成膠塊。P-D-甘露糖醒酸（M)在pH降低時粘度會增加，當(dāng)抑為6. 7時 存在粘度觸變，具有一定的抗堿性，抑為7~7. 5時，形成的膠塊具有更好的剪切稀釋性， 為累送提供有利條件。④復(fù)合娃酸鹽水泥漿能夠提供膠塊的強(qiáng)度和抗壓能力；交聯(lián)聚合物 凝膠膠凝后，如果其中沒有足夠的架橋粒子，形成的膠塊強(qiáng)度僅能達(dá)到1~2MPa，不能滿足 中深井的承壓堵漏要求；混雜型微纖維可W起到架橋粒子的作用，采用合成纖維與天然纖 維交聯(lián)形成了相互纏繞的網(wǎng)狀高分子聚合物，在井下高溫情況下高分子聚合凍膠慢慢開始 膠凝，完全膠凝后，形成膠塊的強(qiáng)度可達(dá)到15MPa，能夠抗140°CW上的高溫，可W滿足井深 4000~5000m的中深井的堵漏需要。本發(fā)明中混雜型微纖維的添加比例使得堵漏劑具有最 高的強(qiáng)度，如果繼續(xù)提高混雜型微纖維的重量比，反而會干擾凝膠化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)交聯(lián)作 用，反而會降低其堵漏的承壓能力。⑥加入本發(fā)明比例的憐酸二氨錠，可從隱膠凝控制在合 適的時間范圍內(nèi)，既保證在膠凝前，堵漏劑能夠被累送至漏層，又能夠在膠凝前完成鉆桿與 井眼內(nèi)的替漿，還能夠使堵漏劑到達(dá)漏層后及時發(fā)生膠凝，使得堵漏漿液在漏層停得住。⑧ 累送堵漏劑時采用排量為1. 5m3/min,既避免排量過大造成已經(jīng)發(fā)生井漏的地層裂縫在大 排量下進(jìn)一步擴(kuò)大，又能夠在初凝前將堵漏劑全部送人漏層；針對大多數(shù)小漏與中漏的狀 況，結(jié)合膠凝堵漏起膠時間，每次輸送60~90m3最為恰當(dāng)。⑦堵漏劑輸送漏層后，先采用 鉆井液完成鉆桿中的替漿，然后進(jìn)入靜置悠壓，防止交聯(lián)聚合物凝膠在鉆桿中發(fā)生膠凝，堵 塞鉆桿的中屯、孔道。⑨試壓未現(xiàn)井底壓力上升，說明堵漏失敗，需要再次進(jìn)行堵漏；試壓后 出現(xiàn)井底壓力上升，說明堵漏成功，需要靜置悠壓20分鐘，使漏層膠塊