[發明專利]一種深井破碎地層井壁修復強化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010617856.9
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN113880502B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 李凡;李大奇;金軍斌;王偉吉;張亞云;劉金華;張棟;王立雙;張鳳英
• 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;C04B18/14;C04B20/10;C04B24/28;C09K8/508;C09K8/467;C04B14/10;C04B18/08;C04B24/02;C04B111/72
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 楊茜

本發明涉及鉆井工程技術領域的一種深井破碎地層井壁修復強化劑及其制備方法和應用，所述井壁修復強化劑可包含重量份數計的以下組分：超細水泥100份，高溫穩定劑1～35份，表面改性環氧樹脂微膠囊10～50份，潛伏性固化劑1～15份，膠乳5～15份，水40～70份。所述的井壁修復強化劑固化后與灰巖、碳酸鹽等巖石粘接強度高，彈韌性好，不會出現鉆桿碰撞后破損掉塊的問題，同時，本發明中的超細水泥、界面增強劑可進入地層微裂縫，在高溫、高壓、堿性等環境下會固化，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，保障了后期的安全鉆進。

技術領域

本發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壁修復強化劑及其制備方法和應用。

背景技術

隨著勘探開發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給工程技術帶來巨大挑戰。如中石化西北油田分公司的順北區塊，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。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。針對破碎地層鉆井復雜，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、交聯劑等在引發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。其環氧樹脂井壁加固劑，固化后脆性大，在鉆桿的連續碰撞下，有可能會出現掉塊或者破損的情況。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提出一種深井破碎地層井壁修復強化劑。具體地說涉及一種深井破碎地層井壁修復強化劑及其制備方法和應用。

本發明的目的在于，創新性的提出了使用強粘接、高彈韌性井壁修復強化劑解決深井、超深井破碎地層鉆井難題，提出將破碎帶的破碎巖石粘接，通過水泥固住破碎地層，以此解決破碎地層坍塌的復雜問題。本發明的井壁修復強化劑固化后與灰巖、碳酸鹽等巖石粘接強度高，彈韌性好，不會出現鉆桿碰撞后破損掉塊的問題，同時，本發明中的超細水泥、界面增強劑可進入地層微裂縫，在高溫、高壓、堿性等環境下會固化，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，保障了后期的安全鉆進。

本發明目的之一是提供一種深井破碎地層井壁修復強化劑，可包含重量份數計的以下組分：

超細水泥100份，

高溫穩定劑1～35份，優選15～35份，

表面改性環氧樹脂微膠囊10～50份，優選15～40份，

潛伏性固化劑1～15份，優選3～10份，

膠乳5～15份，

水40～70份，優選45～60份。

其中，

所述超細水泥粒徑小于10μm。

所述高溫穩定劑可為純度大于98％的二氧化硅粉末，粒徑0.1～1μm。