CN102504776A - 一种用于恶性漏失的堵漏剂及配制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在钻井过程中能够有效的封堵裂缝性及破碎性地层恶性漏失的堵漏剂及配制方法。其技术方案：制备该堵漏剂所用原料的组分及含量为，其质量单位为克：十六烷基二甲基烯丙基氯化铵8-12；丙烯酰胺16-18；苯乙烯硫酸钠6-12；十二烷基苯磺酸钠0.2-0.4；过硫酸钾/亚硫酸氢钠0.2-0.4；膨润粘土16-20；淡水239-279。其配制方法：先将重结晶的十六烷基二甲基烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、苯乙烯硫酸钠用水溶解；再通入N₂加入引发剂反应24h；再用丙酮沉淀、浸泡、干燥得到白色共聚物；取共聚物和水加入十二烷基苯磺酸钠、膨润粘土，制得本堵漏剂。本发明能封堵漏层，抗挤压强度大，耐温耐矿化度能力强，适用于在钻井过程中进行大裂缝堵漏。

Description

一种用于恶性漏失的堵漏剂及配制方法

技术领域

本发明涉及一种用于在钻井过程中能够有效的封堵裂缝性及破碎性地层恶性漏失的堵漏剂及配制方法。

背景技术

近年来，我国西部和川东北地区油气深井钻井的井漏问题十分突出，主要特点是深井、山前构造、高陡构造、含硫化氢，井漏普遍。川东地区尤其是近10年来，在高陡构造、边远区域及高山地区广泛开展油气勘探、钻井，井漏更加频繁、严重，治漏难度更大。据近几年的统计资料表明：几乎每钻一口井都要发生不同程度的井漏；其中，一般性井漏占50%以上，一次堵漏成功率在70%以上；严重井漏占20%～30%，这类井漏常需数次堵漏才能成功；恶性井漏占10%～20%，这类井漏的损失占总损失的50%以上，堵漏很难成功。开江－宣汉地区恶性井漏的频率较高，漏失量大，漏层复杂，已钻构造均发生不同程度的井漏，90%的完钻井有井漏显示，平均约4层(次)/井；其中，钻井液失返、不能建立循环的恶性井漏占27%，恶性井漏的漏失量占漏失总量的比例达95%。恶性漏失井段长、漏失层段多、漏层不易确定，恶性漏层治漏困难，需要长时间堵漏，而且严重的漏失最终将导致弃井。川东地区井漏占钻井数的65％左右，处理井漏时间占作业时间的6％左右，严重井漏高达20％左右，处理井漏一口井耗费上百万元。塔里木盆地井漏问题普遍存在，库车坳陷和塔西南山前构造带，地下埋藏着原盐膏层和高压油气储层，钻井液密度高达2.0～2.4g/cm³，一旦发生井漏，处理十分困难，损失严重。新疆准噶尔盆地南缘山前构造井漏发生频繁，处理井漏时间占钻井时间的3％左右。长庆油田、吐哈油田处理深井井漏的时间占钻井时间的2％左右，而且堵漏成功率仅达30％左右，一次井漏需多次堵漏才能完成。

国内外对付恶性漏失的堵漏技术至今仍不过关，目前仍然主要是依靠经验和多次重复（十几次、几十次、甚至上百次的重复，例如中石化南方分公司在重庆市梁平县部署的重点探井“金鸡1井”，该井在钻井施工中，由于钻遇到多处溶洞、裂缝及地下暗河等特殊地层，发生严重的恶性井漏，从2005年3月8日开钻至8月20日期间，未能建立起正常的泥浆循环，曾先后采用桥浆堵漏、随钻堵漏、水泥浆堵漏及泡沫泥浆防漏等方法施工103次，未达到封堵住漏层的目的。该井共漏失工作液73415.5m³）的积累效应来达到堵漏的目的。这种重复堵漏堵需要大量堵漏材料、浪费大量时间造成巨大堵漏成本，而且堵漏成功率也不高。也就是说至今仍然没有一种行之有效的成熟的堵漏工艺技术可以解决恶性漏失，恶性漏失仍然是制约钻井进度的瓶颈，是急需解决的技术难题。

恶性漏失堵漏的技术难点

恶性漏失的堵漏十分困难，恶性漏失堵漏的技术难点包括以下两个方面：（1）堵漏剂容易被水冲稀一般地层裂缝溶洞中都有水（或泥浆)，堵漏流体一般为水基，两者一接触，自然相混，必然将堵漏剂冲稀， 冲稀使堵浆黏度下降更易流走，堵漏材料更难滞留堆集在漏层内的入口附近；堵漏液冲稀后，难以凝结固化，或使凝结强度大大降低，难以支撑漏失压差的破坏作用，从而使堵漏失败；（2）此类漏失漏速快，漏失量大，堵漏材料难以在漏层入口附近停留由于所有堵漏剂都必须是流体，或必须由流体携带到达漏层，因此，它们遇这种漏层也会大量漏失、流入漏层深部，而不能在漏层入口附近堆积，也就不能在入口处起到堵漏作用，堵漏剂只有一进入漏层就不流走而停留在漏层入口内附近位置，然后再发生胶结硬化等作用，才能有效。

发明内容

本发明的目的是：为了能够在裂缝性及破碎性漏层入口处有效的驻留形成桥塞的抗高温高压封堵强度大的堵漏剂，特提供一种用于恶性漏失的堵漏剂及配制方法。 

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于恶性漏失的堵漏剂，其特征是：制备该堵漏剂所用原料的组分及含量为，其质量单位为克或千克：十六烷基二甲基烯丙基氯化铵8-12；丙烯酰胺16-18；苯乙烯硫酸钠6-12；表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠0.2-0.4；引发剂：过硫酸钾/亚硫酸氢钠0.2-0.4，过硫酸钾与亚硫酸氢钠的质量比为1:2；膨润粘土16-20；淡水239-279。

该堵漏剂的配制方法是：先用丙酮对丙烯酰胺及十二烷基苯磺酸钠进行重结晶，用乙酸乙酯对十六烷基二甲基烯丙基氯化铵进行重结晶；在反应容器中加入经重结晶后的十六烷基二甲基烯丙基氯化铵8-12克、丙烯酰胺16-18克及苯乙烯硫酸钠6-12克，用淡水140-180克完全溶解，用NaOH溶液调节体系的PH值至6.4-6.8；在反应容器中通入氮气30分钟，加入引发剂过硫酸钾/亚硫酸氢钠0.2-0.4克，继续通氮气10分钟密封后置于恒温箱中恒温40℃，反应24小时；取出冷却至室温后用丙酮沉淀，反复用丙酮溶液洗涤3-5次，粉碎成细小颗粒，再用丙酮浸泡一天，40℃真空干燥至恒重，得到白色共聚物；最后取1克共聚物，用99克的淡水溶解后，加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠0.2-0.4克，待完全溶解后加入膨润粘土16-20克，制得本堵漏剂。

本发明提供的用于恶性漏失的堵漏剂与现有技术相比较，具有以下有益效果：（1）本堵漏剂具有优良的剪切稀释性能，它在管线、钻柱内和环空中易流动，而在漏层裂缝及孔道中移动十分困难；（2）该堵漏剂是高弹性的黏弹性流体，具有很强的静屈服应力，静止后要使其流动需克服很大的静屈服应力，80℃时任具有很高的启动压力，且封堵强度高；（3）高温高压条件下任具有很强的抗冲稀能力，能够在排水填充裂缝及孔道空间时能保持原有优良的性能；（4）能够在裂缝、大孔道形成有效软塞子，有利于膨胀材料以及桥塞材料的有效驻留。本发明能够很好的封堵漏层；同时还具有抗挤压强度大、耐温耐矿化度能力强具有特点，适合于在钻井过程中进行堵漏。

具体实施方式

实施例1：本堵漏剂的配制方法：

先用丙酮对丙烯酰胺及十二烷基苯磺酸钠进行重结晶，用乙酸乙酯对十六烷基二甲基烯丙基氯化铵进行重结晶；先在反应容器中加入经重结晶后的十六烷基二甲基烯丙基氯化铵10克、丙烯酰胺17克及苯乙烯硫酸钠9克，用淡水160克完全溶解，用NaOH溶液调节体系的PH值至6.5；在反应容器中通入氮气30分钟，加入引发剂过硫酸钾/亚硫酸氢钠0.2克，继续通氮气10分钟密封后置于恒温箱中恒温40℃，反应24小时；取出冷却至室温后用丙酮沉淀，反复用丙酮溶液洗涤3次，粉碎成细小颗粒，再用丙酮浸泡一天，40℃真空干燥至恒重，得到白色共聚物；最后取1克共聚物，用99克的淡水溶解后，加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠0.3克，待完全溶解后加入膨润粘土18克。制得本堵漏剂。

实施例2：采用筛余法测定该堵漏剂冲稀程度，实验证明该发明具有良好的抗冲稀能力

表1  本堵漏剂抗冲稀能力测试结果

通过对不同温度和不同下浓度下本堵漏剂冲稀程度测定。发现浓度1%的堵漏剂在高温状态下仍具有较强的抗冲稀能力。 

实施例3：本发明具有良好的驻留能力，能够在大裂缝漏层入口附近有效驻留；

驻留能力是评价封堵剂在地层中的成网滞留性能；

测定方法是：将配制好的本堵漏剂，倒入装有模拟大裂缝的岩心夹持器中（模拟裂缝宽度3mm），钢筒下端垫一层10目筛网（模拟大漏失），将岩心夹持器置入高温烘箱中，加环压3MPa，开平流泵，模拟现场挤堵工况，驱替清水10ml（1PV），测定驱替泵压和出口端的滤液量

表2  驻留能力试验结果

由实验数据看出，本堵漏剂进模拟地层后，其网架结构形成剂在现场岩心上吸附，相互搭桥、交联成网状结构，快速形成封堵层，有较强的驻留性，堵层承压能力大。

Claims (2)

1.一种用于恶性漏失的堵漏剂，其特征是：制备该堵漏剂所用原料的组分及含量为，其质量单位为克或千克：苯乙烯硫酸钠6-12；十六烷基二甲基烯丙基氯化铵8-12，是用乙酸乙酯对十六烷基二甲基烯丙基氯化铵进行重结晶后的产物；丙烯酰胺16-18，是用丙酮对丙烯酰胺进行重结晶的产物；表面活性剂：十二烷基苯磺酸钠0.2-0.4，是用丙酮对十二烷基苯磺酸钠进行重结晶的产物；引发剂：过硫酸钾/亚硫酸氢钠0.2-0.4，过硫酸钾与亚硫酸氢钠的质量比为1:2；膨润粘土16-20；淡水239-279。

2.一种如权利要求1所述堵漏剂的配制方法，其特征是：先在反应容器中加入经重结晶后的十六烷基二甲基烯丙基氯化铵8-12克、丙烯酰胺16-18克，苯乙烯硫酸钠6-12克，用淡水140-180克完全溶解，用NaOH溶液调节体系的PH值至6.4-6.8；在反应容器中通入氮气30分钟，加入引发剂过硫酸钾/亚硫酸氢钠0.2-0.4克，继续通氮气10分钟密封后置于恒温箱中恒温40℃，反应24小时；取出冷却至室温后用丙酮沉淀，反复用丙酮溶液洗涤3-5次，粉碎成细小颗粒，再用丙酮浸泡一天，40℃真空干燥至恒重，得到白色共聚物；最后取1克共聚物，用99克的淡水溶解后，加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠0.2-0.4克，待完全溶解后加入膨润粘土16-20克，制得本堵漏剂。