[發(fā)明專利]一種深鉆井用高承壓強度堵漏劑及其制備方法

在審

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• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN109868125A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 王西江;李大奇;劉金華;陳紅壯;張國
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C09K8/467
• 分類號: C09K8/467;C09K8/487;C09K8/493
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 楊茜

本發(fā)明涉及超深石油鉆井工程領域的一種深鉆井用高承壓強度堵漏劑及其制備方法。所述深鉆井用高承壓強度堵漏劑，包含有水泥、水泥添加劑、納米填充材料、微細纖維材料和水；其中以水泥為100重量份數(shù)計，納米填充材料為0.5～5份，優(yōu)選為1～3份；微細纖維材料為1～10份，優(yōu)選為3～6份；水為20～60份。本發(fā)明所述的高強度堵漏劑能大幅度提高堵漏漿的抗壓和抗折強度，具有顯著的封堵效果。該堵漏劑適合于封堵橫向裂縫、破碎巖層造成的惡性漏失，以及多套壓力層系的長裸眼段的封堵，提高堵漏劑與漏失通道壁膠結性能和形成的水泥石的抗沖擊破碎能力，能夠解決長裸眼段、30MPa以上的高強度堵漏施工要求。

技術領域

本發(fā)明涉及超深石油鉆井工程中的鉆井漏失用處理劑，進一步說，涉及一種深鉆井用高承壓強度堵漏劑及其制備方法。

背景技術

井漏是鉆井過程中常見的復雜情況之一，它不僅會耗費鉆井時間，損失泥漿，而且有可能引起卡鉆、井噴、井塌等一系列復雜情況，甚至導致井眼報廢，造成重大經(jīng)濟損失。隨著油氣勘探開發(fā)領域的進一步擴大，鉆遇的地層日趨復雜，存在著低壓油氣藏及裂縫、溶洞嚴重漏失地層；進入勘探開發(fā)中后期的油田，地層不同程度存在著大孔道及嚴重的地層虧空現(xiàn)象，鉆井施工中多存在井漏問題。

目前現(xiàn)場上使用的堵漏方法有靜止堵漏、橋接材料堵漏、高失水漿堵漏、暫堵法、化學堵漏、無機凝膠堵漏、軟硬塞堵漏、復合堵漏等，對于特別嚴重的漏失層，采取強鉆下入套管或膨脹管進行封堵。對滲透性漏失，中、小裂縫和孔隙地層漏失，調(diào)整井漏失等具備了有效的手段，堵漏成功率能達90％以上。但是對敏感性(或長段)壓裂式井漏、大裂縫(或大溶洞)井漏，堵漏成功率較低，存在反復堵漏、越堵越漏的現(xiàn)象。

一般而言，橋接材料堵漏、高失水漿堵漏、暫堵法等是用不同顆粒級配的惰性材料進行堵漏，但其在漏失通道架橋、填塞，形成的屏蔽層強度不高，一般用于為建立起循環(huán)而采取的暫時封堵；化學堵漏可用PMN化學凝膠、脲醛樹脂、液體硅酸鈉、水解聚丙烯稠漿、合成膠乳等。現(xiàn)在新開發(fā)一種智能型化學凝膠堵漏已應用于現(xiàn)場，這是一種以高分子聚合物凝膠為主劑的堵漏劑，這種堵漏劑具有強的剪切稀釋性、一定的流動阻力、與地層水不相溶的優(yōu)點，在壓差作用下會自動進入漏層，可以對付漏失位置不好確定的漏失。但是其結構力、強度不夠大，承壓能力有限，在漏失壓差大或漏失嚴重的井必須配合其他的堵漏方法。無機凝膠堵漏是以水泥及各種水泥混合稠漿為基礎配制，適合于封堵橫向裂縫、破碎巖層造成的惡性漏失。但是水泥漿在漏失通道凝結所形成的水泥石，易在后續(xù)鉆井過程中的強沖擊作用下而破碎，所以堵漏需要的水泥石不但要有高的承壓強度，還要有良好的抗沖擊破碎能力，以滿足后續(xù)鉆進的要求。

作為現(xiàn)代復合材料的纖維水泥和纖維混凝土所用的纖維種類繁多，按其材料可分為：金屬材料，如不銹鋼纖維和低碳鋼纖維；無機纖維，如石棉纖維、玻璃纖維、硼纖維、碳纖維等；合成纖維，如尼龍、聚酯、聚丙烯等纖維；植物纖維，如竹纖維、麻纖維等。目前鋼纖維、玻璃纖維、聚丙烯纖維、碳纖維使用較普遍。這些纖維普遍用于建筑工程的水泥中，少數(shù)用于石油工程的固井中，極少數(shù)用于鉆井堵漏施工中，由西南石油大學石油工程學院研究的纖維堵漏水泥漿體系，具有較好的堵漏效果，但加入纖維后，堵漏漿的強度只提高1MPa，說明其所選用的纖維對提高強度影響不大。

公開號為CN 101063034A的中國專利介紹了一種用微細金屬纖維增強油井水泥漿的方法。該發(fā)明通過在油井水泥漿加入0.5～5％重量的固相混合物，直徑為0.01～0.1mm，長度為3～15mm的微細金屬纖維，用于固井中的堵漏。但該專利中使用的微細金屬纖維的直徑較小，堵漏漿體的最大抗壓強度僅為26MPa。

美國專利US7,331,391B2介紹了一種在鉆井過程中防止井漏和處理井漏的方法。由一種添加物加到一個可泵送的水基流體中。添加物是在水中可分散的長度10～15mm的纖維如玻璃纖維、聚合物纖維，加入濃度為0.5～6磅/桶的，可泵送的水基流體包含直徑小于300微米的固體顆粒，包含固體顆粒的流體可作為鉆井液或處理小漏量漏失。但是該發(fā)明中所用的纖維為玻璃纖維、聚合物纖維，堵漏漿體的抗壓強比較小。

發(fā)明內(nèi)容