[發(fā)明專利]一種深井破碎地層井眼加固劑及其制備方法和應用

有效

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• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN113845334B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設計）人: 曾義金;李大奇;李凡;劉四海;陳曾偉;張亞云;宋碧濤;張鳳英;張杜杰
• 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: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C09K8/467;E21B33/13
• 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)明涉及鉆井工程技術領域的一種深井破碎地層井眼加固劑及其制備方法和應用。所述的深井破碎地層井眼加固劑，可包含重量份數(shù)計的以下組分：水泥100份，高溫穩(wěn)定劑0?40份，膠結劑5?35份，界面強化劑6?35份，增韌劑1?5份，水35?65份；其中，所述膠結劑由包含粉末納米橡膠改性環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂乳化劑在內的組分制成。所述的井眼加固劑固化后與灰?guī)r、碳酸鹽等巖石粘接強度高，彈韌性好，不會出現(xiàn)鉆桿碰撞后破損掉塊的問題，同時，本發(fā)明中提到的膠結劑，濾失到地層之后，在高溫、高壓、堿性等環(huán)境下會固化，提高深部破碎地層巖石粘接強度及巖石完整性，該技術可解決破碎地層坍塌掉塊造成的卡鉆復雜，保障后期的安全鉆進。

技術領域

本發(fā)明涉及鉆井工程技術領域，更進一步說，涉及一種深井破碎地層井眼加固劑及其制備方法和應用。

背景技術

隨著勘探開發(fā)逐漸向深層特深層進軍，深部油氣藏已經成為國內外石油公司增儲上產的重要陣地，而在深部鉆探過程中，鉆遇破碎性地層造成的井壁失穩(wěn)給工程技術帶來巨大挑戰(zhàn)。如中石化西北油田分公司的順北區(qū)塊，由于鉆遇深部(井深7000-8000m、溫度140-170℃)白云巖、碳酸鹽巖破碎帶導致的坍塌掉塊、頻繁卡鉆及側鉆復雜，5口井共損失鉆井周期900余天，深井、超深井破碎地層井壁失穩(wěn)世界難題至今未能解決。

目前，針對超深井破碎性地層鉆進難題主要依靠鉆井液的應力支撐、強化封堵、控制粘切等技術措施，但都不能有效根除復雜，掉塊卡鉆時有發(fā)生。因此，鉆遇破碎帶并且嚴重影響鉆進時，通常會打水泥塞回填并重新側鉆，繞過破碎帶。但這樣做不僅浪費進尺，還會增加鉆井周期，另外重新側鉆還是有可能鉆遇破碎地層。針對破碎地層鉆井的復雜問題，目前還沒有合適的解決方案。

中國專利CN109207131A公開了一種井壁修補強化劑及其制備方法，其是使用烯基單體、交聯(lián)劑等在引發(fā)劑作用下聚合生成高分子凝膠的方式來修補井壁破碎地層。但是凝膠的強度、與碳酸鹽巖界面的粘接強度是難以達到井壁強化劑固化后的效果。

中國專利CN109423263A公開了一種膠結型井壁加固劑及制備方法，其中主要是使用環(huán)氧樹脂與固化劑在地層溫度壓力條件下固化的方式來解決破碎地層坍塌掉塊的復雜。其環(huán)氧樹脂井壁加固劑，固化后脆性大，在鉆桿的連續(xù)碰撞下，有可能會出現(xiàn)掉塊或者破損的情況。

發(fā)明內容

為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明提出一種深井破碎地層井眼加固劑。具體地說涉及一種深井破碎地層井眼加固劑及其制備方法和應用。

本發(fā)明創(chuàng)新性的提出了使用強粘接、高彈韌性井眼加固劑解決深井破碎地層鉆井難題。本發(fā)明的深井破碎地層井眼加固劑克服了常規(guī)水泥與碳酸鹽巖粘接性能較差、固化后硬、脆、不抗沖擊，且不能用于破碎地層井壁強化的缺點。

本發(fā)明的井眼加固劑固化后與灰?guī)r、碳酸鹽等巖石粘接強度高，彈韌性好，不會出現(xiàn)鉆桿碰撞后破損掉塊的問題，同時，本發(fā)明中提到的膠結劑，濾失到地層之后，在高溫、高壓、堿性等環(huán)境下會固化，提高深部破碎地層巖石粘接強度及巖石完整性，該技術可解決破碎地層坍塌掉塊造成的卡鉆復雜，保障后期的安全鉆進。

本發(fā)明目的之一是提供一種深井破碎地層井眼加固劑，可包含重量份數(shù)計的以下組分：

水泥100份，

高溫穩(wěn)定劑0-40份，優(yōu)選15-35份，

膠結劑5-35份，優(yōu)選10-30份，

界面強化劑6-35份，

增韌劑1-5份，優(yōu)選1-3份，

水35-65份。

其中，

所述水泥可為油井G級水泥與超細水泥以重量比1:(1-3)混合而成；其中所述超細水泥粒徑小于10μm；