[發明專利]一種鉆井用有機合成合金纖維堵漏劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410809323.5
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104498000A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 操盛章;梅林德;吳嬌;程鵬至;周翰;余越琳
• 申請（專利權）人: 成都得道實業有限公司
• 主分類號: C09K8/42
• 分類號: C09K8/42;E21B33/13;E21B33/134;C08L81/06;C08L27/18;C08K3/22;C08K3/26;C08K3/36
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 管高峰;詹永斌

技術領域

本發明屬于鉆井技術領域的有機合成纖維堵漏劑領域。

背景技術

隨著經濟的快速發展，進而帶動能源需求量急劇增加。能源最重要的種類是石油和天然氣。鉆井工程是油氣資源獲得的首要手段。

井漏是鉆井施工過程中經常發生的復雜情況，輕微的井漏會導致鉆井作業中斷，嚴重的漏失處理需要耗費更多的人力、財力、物力。如果井漏處理不當或不及時，還會誘發井塌、井噴和卡鉆等事故，甚至導致部分井眼或全部井段報廢，由此帶來巨大損失。在鉆井實踐中，雖然對井漏的原因與預防已積累了一些成功經驗，有時雖然方法有效，但如果材料選用不當，亦無法解決問題。

發生井漏的最根本原因是鉆井液液柱壓力大于地層壓力，具體原因細分為地層本身存在裂縫或溶洞等流動通道、地層破裂壓力小于鉆井施工的鉆井液當量液柱壓力等情況，在實際施工中井漏由單一原因引起或多種因素并存。因此，必須要對此進行堵漏。

堵漏就是在低壓地層中填充堵漏材料，從而堵塞裂縫、孔隙等流體流動通道，或通過堵漏材料的吸水膨脹而加固井壁，使地層的承壓能力得到提高。常用的堵漏材料主要有纖維類堵漏劑、剛性顆粒類堵漏劑、可變形顆粒類堵漏劑、復合堵漏劑以及可凝固類堵漏劑。堵漏技術分為隨鉆堵漏技術、固結堵漏技術、橋接堵漏技術等多種技術，它適應于不同的地層條件。

1、隨鉆堵漏技術：

隨鉆堵漏適應于低壓滲漏地層的鉆井堵漏，一般要求漏失速度小于3m³/h。它主要是在鉆井液中添加顆粒直徑較小的纖維類堵漏材料、剛性顆粒類堵漏材料以及可變形顆粒類堵漏材料，在鉆井液液柱正壓差的作用下，堵漏材料通過滲濾作用，在地層孔隙或微裂縫上架橋、填充和封堵，堵塞流體流動通道，達到堵漏目的。它適合于高滲透砂層、礫石層、破碎煤層以及其它存在微裂縫的地層堵漏。

2、固結堵漏技術：

固結堵漏包括水泥漿堵漏、膠質水泥堵漏、MTC堵漏、柴油水泥堵漏及石灰乳堵漏等多種方法，它是利用水泥、石灰凝固而堵塞地層裂縫、孔隙等流體流動通道，達到堵漏或提高地層承壓能力的目的。適用于漏失層位明確的惡性井漏，其施工工藝比較復雜，風險大。

3、橋接堵漏技術：

橋接堵漏主要是利用多種堵漏材料按一定配比配制堵漏漿，使固體顆粒堵塞裂縫、孔隙通道，其中剛性顆粒在漏失通道中起架橋和支撐作用，纖維和片狀堵漏劑在剛性顆粒間起連接、封堵作用，可變形堵漏劑主要是填充作用，通過擠壓變形堵塞剛性顆粒、纖維和片狀堵漏劑封堵后剩下的孔隙空間，降低封堵滲透濾，達到堵漏的目的。常用的橋接堵漏材料必須滿足如下條件：①與攜帶液(鉆井液)無明顯的化學作用，對鉆井液性能無破壞性影響，具有抗溫能力；②具有一定強度，在水中和堿液中浸泡一段時間,強度無明顯降低；③材料便于加工和管理，不易腐爛變質；④來源廣，價格便宜。

二、傳統纖維堵漏劑的缺陷：

傳統纖維堵漏材料主要來源于植物、動物、礦物，以及一系列合成纖維，如鋸末、各種樹木粉末、棉纖維、皮革粉、亞麻纖維、花生殼、玉米心、紙纖維、甘蔗渣、棉籽殼、石棉粉、廢棕繩等，當用纖維材料進行堵漏時，必須要有能力在堵橋上形成密封，以降低堵塞滲透率。也就是說，它們必須具有足夠的強度，才能橋接填塞顆粒材料中形成的間隙，而且還必須具有足夠的彈性和塑性，才能變形封堵大部分縫隙的有效流動面積。

傳統纖維主要存在以下幾個不足之處：

1)傳統植物纖維吸水(油)性強，在堵漏漿或遇地層水后易變軟，從而降低結網堵漏能力；

2)傳統植物纖維、合成纖維耐溫性差、耐堿性不好，遇地層高溫或高pH地層條件后發生形變，改變原有特性，降低堵漏能力；

3)傳統纖維柔性強不易架橋且不易滯留，在遇地層異常壓力或返排時易將堵漏層沖開導致堵漏失敗。

因此，現有技術一直沒找到一種同時具有良好耐溫性和耐堿性，以及架橋、滯留性能，不吸水、不吸油的橋接堵漏纖維材料。

發明內容

本發明的目的在于：提出一種鉆井用有機合成合金纖維堵漏劑及其制備方法和應用，在石油工業鉆井過程中對漏失地層能夠進行有效封堵，利用有機合成合金纖維架橋成功后，搭配合成纖維進行結網作用使得架橋結構更加牢固，后續堵漏材料能夠更好地截留停滯在架橋處，從而避免進入漏層，成功實現控制漏失，達到堵漏作用。

本發明目的通過下述技術方案來實現：