[發明專利]一種高失水固化承壓封堵劑

在審

• 申請號: 201410404560.3
• 申請日: 2014-08-16
• 公開（公告）號: CN104152125A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 申威;金承平;楊勝;謝奇;王澤東;張超;向小龍
• 申請（專利權）人: 成都漢元君業油田技術有限公司
• 主分類號: C09K8/467
• 分類號: C09K8/467
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及鉆井液用處理劑，具體涉及一種高失水固化承壓封堵劑。

背景技術

在石油勘探開發過程中，井漏是最為常見的一種復雜現象；隨著復雜區塊井、超深井的增加，井漏問題已嚴重制約了勘探開發進程，然而傳統堵漏很難一兩次就能堵漏成功，往往是通過多次反復封堵最終才能解決，成功率極低，并且井漏的發生均為地層承壓能力差導致的；為了解決井漏、提高地層承壓能力，減少井漏發生幾率，從而減少經濟損失，推進勘探開發步伐，對堵漏材料和堵漏技術的研究應用必然加大。

中國石油天然氣集團公司發明了一種高失水、可硬化、成塞堵漏劑(授權公告號：CN?102443383?B)，該高失水、可硬化、成塞堵漏劑，包括下列組分，各組分按質量百分比：固化材料35～50％、復合堵漏劑25～35％、高失水材料5～15％、彈性膨脹材料5～10％、纖維材料10～15％；其中復合堵漏劑為顆粒果殼∶云母∶棉籽殼按質量比5∶2∶1混合而成；固化材料為石膏∶水泥∶高爐礦渣：磷酸鈉按質量比1∶1∶0.5∶0.1混合而成；高失水材料為硅藻土或粉煤灰；彈性膨脹材料為覆膜吸水橡膠：覆膜吸水樹脂按質量比1∶1混合而成；纖維材料為9～11mm的聚丙烯腈纖維。

大慶石油管理局發明了一種可固化堵漏劑(授權公告號：CN?102191024?B)，該可固化堵漏劑各組分按重量百分比配比如下：可固化材料高爐礦渣35～50％、高濾失材料硅藻土或粉煤灰5～15％、纖維材料石棉纖維、棉纖維或玉米芯15～25％、柔彈性膨脹材料彈性輪胎橡膠2～5％及可酸溶材料碳酸鈣20～30％。

中國海洋石油總公司和中海油田服務股份有限公司發明了一種封堵裂縫用高失水固化堵漏劑(申請號：201210564469.9)該堵漏劑各組分按重量百分比配比如下：主體材料50～70％、助濾劑7～15％、固化劑10～25％、纖維材料5～10％和架橋材料5～10％。

以上堵漏劑中，纖維材料為紙屑纖維或石棉纖維、聚丙烯纖維，這些纖維均為酸不溶物，且強度不夠，表現為酸溶率與濾餅強度的矛盾；一種可固化堵漏劑中，盡管加入了可酸溶材料碳酸鈣，但是其材料不是全可酸溶的，會影響濾餅強度；一種封堵裂縫用高失水固化堵漏劑中，盡管減少了纖維用量，但加入了架橋材料，說明其單獨使用，架橋和封堵承壓能力較差。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種高失水固化承壓封堵劑，采用的無機可酸溶礦物和纖維為可酸溶材料，不影響承壓封堵劑酸溶率和濾餅強度；并且所選的無機礦物纖維具有較強的抗拉強度和韌度，所以不用添加架橋材料也能達到有效封堵漏層，提高地層承壓能力。

本發明所采用的技術方案是：一種高失水固化承壓封堵劑由45～65％無機礦物材料，10～20％纖維，15～25％固化劑，5～10％無機增強劑，0～8％助濾劑組成。

所述無機礦物材料為灰鈣、活性硅酸鈣中的一種或兩種；其中灰鈣的主要成分為Ca(OH)₂，微溶于水，酸溶率高；作為優選，灰鈣的粒度大小為200目；所述活性硅酸鈣，是一種高孔隙率、蜂窩狀結構、粒徑較小的硅酸鹽新型產品，能溶于酸，粒度為20-50微米，具有完整的針狀晶體結構，其長徑比為5.1～15：1，是無味、無毒的天然礦物質短纖維。

所述纖維為水鎂石纖維、硅酸鋁陶瓷纖維棉的一種或兩種；所述水鎂石纖維為水鎂石礦物的纖維變形體，主要成分為Mg(OH)₂，為縱向短纖維，酸溶率高，抗拉強度好；并且水鎂石纖維具有多個層次結構，從纖維束到單根纖維再到纖維絲，直徑不斷縮小，纖維絲直徑甚至在納米級；所述硅酸鋁陶瓷纖維棉，溶于強酸，纖維長而細、抗拉強度好；上述兩種纖維都能很好的增強濾餅強度和韌度，能較好的封堵漏層；作為優選，水鎂石纖維為陜南X級纖維，具體長徑比為14～173:1，平均為95:1；硅酸鋁陶瓷纖維棉，長度在1～5mm，直徑3～5um。

所述固化劑為石膏、堿金屬碳酸鹽、NaCl或CaCl₂復配而成；作為優選，固化劑配方為石膏：K₂CO₃：NaCl＝1:2:0.5。

所述無機增強劑為鋁渣，主要成分為鋁的氧化物，通過與固化劑作用，增強濾餅強度。

所述助濾劑選用高孔隙率的活性硅酸鈣或輕質碳酸鈣，能大大縮短產品的濾失時間。

按照上述配方制備的高失水固化承壓封堵劑，進行以下實驗測試其性能：

1、濾失時間