[發(fā)明專利]改性聚丙烯纖維及其制備方法、鉆井液用纖維強(qiáng)化堵漏材料、鉆井液及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810897394.3
• 申請(qǐng)日: 2018-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN110820066B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱正松;暴丹;王翔;陳曉華;趙欣;鐘漢毅;馮永超;陳家旭;李佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): D01F6/46
• 分類號(hào): D01F6/46;D01F1/10;D06M13/507;D06M13/513;C09K8/24;C09K8/42;D06M101/20
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云;喬雪微

本發(fā)明涉及鉆井液用堵漏材料領(lǐng)域，具體涉及一種改性聚丙烯纖維及其制備方法、鉆井液用纖維強(qiáng)化堵漏材料、鉆井液及應(yīng)用。本申請(qǐng)中的鉆井液用纖維強(qiáng)化堵漏材料包括以下以重量百分含量計(jì)的：改性聚丙烯纖維10?30％、植物封堵劑10?20％、微細(xì)碳酸鈣30?40％、瀝青10?20％、橡膠10?20％。該鉆井液用纖維強(qiáng)化堵漏材料具有所形成的封堵層致密、抗剪切強(qiáng)度好、承壓能力強(qiáng)、可與不同的基漿配合、適用性廣的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆井液用堵漏材料領(lǐng)域，具體涉及一種改性聚丙烯纖維及其制備方法、鉆井液用纖維強(qiáng)化堵漏材料、鉆井液及應(yīng)用。

背景技術(shù)

鉆井時(shí)通常需要配合鉆井液，以平衡地層壓力，清潔井底，攜帶巖屑。常規(guī)使用的鉆井液有清水、泥漿、乳狀液等，用于松散、易坍塌掉塊的孔壁不穩(wěn)定巖層。

如果地層本身有孔隙、裂隙等，采用以上鉆井液已無法滿足要求，在鉆井、固井、測(cè)試等井下作業(yè)時(shí)，井筒工作液(包括鉆井液、水泥漿、完井液等)在壓差作用下容易漏入地層形成井漏。全國(guó)石油行業(yè)中井漏發(fā)生率約占總井?dāng)?shù)的20％-25％，裂縫性漏失占總井漏的80％以上。裂縫性漏失封堵難度較大，鉆井液的漏失量大。

目前，處理裂縫性漏失最有效的方法是橋塞堵漏，將堵漏材料混合在鉆井液中，堵漏材料經(jīng)鉆井液攜帶進(jìn)入裂縫中形成封堵層。傳統(tǒng)的纖維狀堵漏材料大多選擇植物纖維、動(dòng)物纖維或者礦物纖維，比如鋸末、花生殼、亞麻纖維、玉米芯、紙纖維、甘蔗渣、棉籽殼、樹木粉末、動(dòng)物毛發(fā)、石棉粉等。但傳統(tǒng)纖維耐高溫、耐酸堿性能較差，在高溫地層堵漏時(shí)容易發(fā)生焦化，降低堵漏能力；傳統(tǒng)纖維吸水后容易變軟，強(qiáng)度降低，且本身機(jī)械性能較差，抗拉強(qiáng)度較小，形成的封堵層不夠致密。

合成纖維耐溫、耐酸堿性能均較佳，但其表面疏水，在鉆井液中分散性能較差，且與堵漏材料的物理化學(xué)粘合能力較差，影響封堵層致密承壓能力；合成纖維彈性模量、機(jī)械強(qiáng)度較低，形成的封堵層抗剪切強(qiáng)度、承壓能力較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的采用封堵劑所形成的封堵層抗剪切強(qiáng)度差、承壓能力差的問題，提供一種改性聚丙烯纖維及其制備方法、鉆井液用纖維強(qiáng)化堵漏材料、鉆井液及應(yīng)用，該鉆井液用纖維強(qiáng)化堵漏材料具有所形成的封堵層致密、抗剪切強(qiáng)度較好、承壓能力較強(qiáng)、可與不同的基漿配合、適用性廣的特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種改性聚丙烯纖維的制備方法，其包括(1)超細(xì)碳酸鈣和聚丙烯樹脂經(jīng)過共混熔融紡絲后制得填充聚丙烯纖維；(2)填充聚丙烯纖維經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性制得改性聚丙烯纖維。

本發(fā)明第二方面提供一種改性聚丙烯纖維，由上述的制備方法制得，斷裂強(qiáng)度≥480MPa，直徑為20-40μm，長(zhǎng)度為3-12mm，密度為1-1.1g/cm³。

本發(fā)明第三方面提供一種鉆井液用纖維強(qiáng)化堵漏材料，以該鉆井液用纖維強(qiáng)化堵漏材料的總量為基準(zhǔn)，該鉆井液用纖維強(qiáng)化堵漏材料包括：改性聚丙烯纖維10-30重量％、植物封堵劑10-20重量％、碳酸鈣填料30-40重量％、瀝青10-20重量％和橡膠填料10-20重量％，改性聚丙烯纖維為上述的改性聚丙烯纖維。

本發(fā)明第四方面提供一種鉆井液，包括基漿和上述的鉆井液用纖維強(qiáng)化堵漏材料，以基漿的重量為基準(zhǔn)，鉆井液用纖維強(qiáng)化堵漏材料的添加量為1-4重量％。

本發(fā)明第五方面提供一種上述的鉆井液在鉆井中的應(yīng)用。

本發(fā)明制得的改性聚丙烯纖維在水中分散性較佳，彈性模量高，抗拉強(qiáng)度大，耐酸堿、耐高溫，可以與其他原料組分均勻混合。

本發(fā)明制得的纖維強(qiáng)化堵漏材料以改性聚丙烯纖維作為主體，其具有較好的物理機(jī)械性能、彈性模量、抗拉強(qiáng)度和耐腐蝕性，改性聚丙烯纖維與植物封堵劑、碳酸鈣填料、瀝青和橡膠填料混合配伍性較佳，纖維強(qiáng)化堵漏材料的抗剪切強(qiáng)度、承壓能力較佳，降低封堵層的滲透率和漏失量。