[發明專利]一種隨鉆封堵裂縫防氣侵劑及制備方法

有效

• 申請號: 201310220185.2
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN104212421B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 滕學清;李寧;蒲曉林;康延軍;李懷仲;杜小勇;文志明;周曉紅;樊文;劉德英
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C09K8/493
• 分類號: C09K8/493
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 姚亮

技術領域

本發明屬于石油鉆井技術領域，特別涉及一種隨鉆封堵裂縫防氣侵劑及制備方法。

背景技術

在石油與天然氣裂縫型氣藏直井或者定向井鉆井中，經常遇到氣藏裂縫中的氣體（天然氣、硫化氫、二氧化碳）在井筒重力置換作用或者裂縫內部的氣液置換作用下通過裂縫侵入井筒中，產生局部負壓氣侵，導致溢流發生，嚴重影響到鉆井作業和地面工作人員的安全。實際鉆井中發現，氣侵井段并未發生明顯井漏，表明裂縫開口尺寸并不大，如果開口尺寸大，發生明顯的井漏，將會采取降低密度或者堵漏作業的方式及時進行處理。正是由于這種難以發現的井下不漏或者微漏，導致氣體一點一點的侵入井筒中，少量氣體很難被井下控壓設備系統及時探測發現，導致氣侵由少到多地最后產生較大體積膨脹而引發嚴重溢流井涌。因此，正平衡下井筒重力置換作用或者裂縫內部的氣液置換作用是發生局部負壓氣侵的誘因，而氣體由地層向井筒侵入的裂縫通道則是氣侵的唯一途徑，需要在鉆井中及時封堵阻塞住，本發明正是基于此而提出來的。

實驗室模擬實驗發現，地層氣體可以通過小于500微米開口寬度的裂縫通道侵入井筒中。采用傳統的固體顆粒堵漏材料只能在外部堵塞住微裂縫開口部位，一旦井筒流體循環，這些堵漏材料被沖刷離開微裂縫開口之處，將再次出現氣侵溢流的風險，而且，這些堵漏材料均為傳統的剛性固體材料，形成的堵層沒有可壓縮性，不能夠獲得可壓縮性致密封堵。因此，需要采用一類在鉆井中能夠進入微裂縫內部，通過架橋、逐級填充和壓實作用，形成致密封堵層的剛柔相濟封堵材料，阻擋氣體從地層氣藏內部通過微裂縫進入井筒，隔斷其通道，從而達到鉆井中隨鉆封堵裂縫防氣侵的安全鉆井目的。

研究表明，能夠封堵微裂縫的隨鉆封堵裂縫防氣侵劑必須具備以下必要條件：

（1）隨鉆封堵裂縫防氣侵劑的粒度小于標準分樣篩200目，便于顆粒通過鉆井振動篩，同時，便于進入氣藏裂縫內部，形成裂縫內封堵；

（2）在一定條件下（溫度、壓力等）隨鉆封堵裂縫防氣侵劑中部分成分具有變形變軟特性，有助于形成可壓縮、滲透率極低的氣液分隔層，所形成的氣液分隔層應具有一定的反向抗氣壓能力；

（3）隨鉆封堵裂縫防氣侵劑不能溶解但必須很好地分散于水或者油中，便于鉆井液循環輸送。

（4）隨鉆封堵裂縫防氣侵劑應該具有一定的酸溶率，有利于儲層的酸溶性解堵。

基于以上條件，所研究的隨鉆封堵裂縫防氣侵劑方能滿足隨鉆封堵裂縫堵氣防氣侵原理和工藝技術的要求，對減少氣侵以及氣侵帶來的溢流風險，保證氣層鉆井安全，加快油氣資源的勘探開發進程具有重要意義。

解決裂縫型氣藏鉆井中因氣液置換產生氣侵的生產技術難題，減小氣藏鉆井井下地層氣侵帶來的溢流等不安全風險。

發明內容

本發明目的是提供一種在裂縫型氣藏鉆井中封堵裂縫防止氣侵的鉆井液用防氣侵劑及其制備方法。本發明由聚合物顆粒、超細碳酸鈣顆粒、棉纖維和少量膨潤土粉組成，聚合物顆粒能夠在（120℃）軟化點溫度下產生變軟變形密封作用，超細碳酸鈣、棉纖維和膨潤土粉起到架橋和逐級填充作用，共同完成非致漏含氣裂縫內的沉積封堵，并形成致密堵氣層，有效封堵住含氣裂縫的氣流通道，防止因重力置換和氣液置換所導致的氣體侵入井筒中，保證氣層井段鉆井的安全。本發明制備方法合理，使用方便，易于推廣使用。

本發明所述的一種在裂縫型氣藏鉆井中封堵裂縫防止氣侵的鉆井液用防氣侵劑，其特征在于隨鉆封堵裂縫防氣侵劑包括質量份數10.0-15.2份的聚乙二醇，14.0-25.5份的順丁烯二酸酐，14.5-25.5份的三羥甲基丙烷二烯丙基醚，0.2-0.5份的膨潤土粉，30-35份的超細碳酸鈣粉，3.0-5.0份的棉纖維。

以上所述的隨鉆封堵裂縫防氣侵劑制造工藝為：

（1）稱取10.0-15.2份的聚乙二醇加入質量份數180-260份水中，在常溫下靜置30-40分鐘后，在恒溫30-35℃條件下，攪拌混合均勻；

（2）稱取質量份數14.0-25.5份的順丁烯二酸酐和14.5-25.5份的三羥甲基丙烷二烯丙基醚，加入上述溶液中，攪拌混合均勻；

（3）將上述溶液加熱到40-50℃，用pH調節劑調節溶液pH值為7-9；

（4）加入引發劑，在60-80℃與上述混合溶液攪拌反應60-100分鐘，反應制得 粘稠狀聚合物；

（5）將粘稠狀聚合物在90-104℃條件下烘干，碾磨粉碎過標準篩20目樣篩，得到聚合物顆粒；