CN103146362B - 钻井液用广谱型高效封堵剂 - Google Patents

Abstract

一种钻井液用广谱型高效封堵剂，各组分的重量百分比及粒度为：由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂20%~50%，粒度为270~400目；化纤10%~20%，粒度为140~170目；棉绒粉1%~5%，粒度为80~120目；花生壳粉5%~15%，粒度为60~100目；楠木粉5%~15%，粒度为80~120目；沥青粉10%~20%，粒度为60~100目；核桃壳粉1%~10%，粒度为100~140目；超细碳酸钙1%~10%，粒度为900~1100目；上述由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂为AMPS-AM-AA三元共聚物高分子吸水膨胀树脂。本发明具有广谱封堵的效果，对毫米级到微米级的裂缝均具有良好的封堵效果，该产品对油气储层无伤害，能保护油气层，且对钻井液性能无不良影响，从而成为一种良好的随钻堵漏剂。

Description

钻井液用广谱型高效封堵剂

技术领域

本发明涉及一种石油钻井助剂，具体地说是一种钻井液用广谱型高效封堵剂。

背景技术

目前，在石油钻井作业中，为了防止钻井液中的水进入地层造成钻井事故，通常施工方加入封堵剂，以解决上述问题。目前，应用最多的封堵剂为单项压力封闭剂和桥塞堵漏剂，但这两种封堵剂都不具有广谱堵漏的效果，只能针对特定宽度的裂缝堵漏，并且对油气层的保护效果不佳，对钻井液的性能影响较大，影响钻井速度。CN102127400A公开了一种钻井液用保护低渗储层封堵剂，包含如下组分：10～40份可酸溶纤维，5～10份可油溶树脂，30～60份可酸溶变形粒子，5～10份抗高温天然小分子材料，10～15份碳酸钙。CN102391845A公开了一种复合化学封堵剂。该化学堵剂由结构形成剂、固化增强剂、纤维塑性增强剂、悬浮稳定剂、及保水调凝剂等组成。CN101693827A公开了一种凝结型复合封堵剂，其组分为硅酸钠、硅酸钾、氧化镁、碳酸钙、贝壳粉、氧化钙。CN1360004A公开了一种钻井液用快速封堵剂，它含有的组分及重量配比为60～90份膨化稻壳，5～20份高分子变性纤维素，2～12份两性纤维素，4～20份碳酸氢钙。CN1045118A公开了一种钻井液油溶性封堵剂的方法。其反应机理是用硫酸作为氧化剂，使酸渣中的沥青质胶质和部分油氧化生成沥青；硫酸又作为磺化剂，使酸渣生成部分磺酸。用水除去其中水溶性磺酸，再用石灰或氢氧化钠中和生成磺酸钙或磺酸钠油溶性封堵剂。以上这些技术对于如何使钻井液用封堵剂具有广谱封堵的效果、对毫米级到微米级的裂缝均具有良好的封堵效果并未给出具体的指导方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种钻井液用广谱型高效封堵剂，它具有广谱封堵的效果，对毫米级到微米级的裂缝均具有良好的封堵效果，该产品对油气储层无伤害，能保护油气层，且对钻井液性能无不良影响，从而成为一种良好的随钻堵漏剂。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种钻井液用广谱型高效封堵剂（石油钻井助剂），其技术方案在于它是以由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂为主要封堵成分，辅以微弹性封堵材料化纤粉、棉绒粉、花生壳粉、楠木粉、沥青粉以及架桥封堵材料核桃壳粉、刚性封堵材料超细碳酸钙，经混合而成，其中各组分的重量百分比的范围及粒度(筛分粒度)的范围为：由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂20%~50%，粒度为270~400目；化纤粉10%~20%，粒度为140 ~170目；棉绒粉1%~5%，粒度为80~120目；花生壳粉5%~15%，粒度为60~100目；楠木粉5%~15%，粒度为80~120目；沥青粉10%~20%，粒度为60~100目；核桃壳粉1%~10%，粒度为100~140目；超细碳酸钙1%~10%，粒度为900~1100目；

上述由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂（或者说是由石蜡包覆的高弹性材料）为由石蜡包覆的AMPS-AM-AA三元共聚物高分子吸水膨胀树脂（即高分子吸水膨胀树脂为AMPS-AM-AA三元共聚物高分子吸水膨胀树脂）。

本发明所述的钻井液用广谱型高效封堵剂，其各组分重量百分比的范围及优选的粒度为：

由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂20%~50%，粒度为300目；化纤粉10%~20%，粒度为150目；棉绒粉1%~5%，粒度为100目；花生壳粉5%~15%，粒度为80目；楠木粉5%~15%，粒度为100目；沥青粉10%~20%，粒度为80目；核桃壳粉1%~10%，粒度为120目；超细碳酸钙1%~10%，粒度为1000目。

本发明所述的钻井液用广谱型高效封堵剂，其各组分优选的重量百分比的范围及粒度为：

由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂30%~50%，粒度为300目；化纤粉15%~20%，粒度为150目；棉绒粉1%~4%，粒度为100目；花生壳粉7%~13%，粒度为80目；楠木粉10%~15%，粒度为100目；沥青粉10%~15%，粒度为80目；核桃壳粉1%~7%，粒度为120目；超细碳酸钙3%~8%，粒度为1000目。

本发明的制备方法是按上述各组分的重量百分比及粒度取由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂、化纤粉、棉绒粉、花生壳粉、楠木粉、沥青粉、核桃壳粉、超细碳酸钙，分别放入混合机中，混合均匀即得产品。本发明的封堵剂在钻井液中可按1%-4%的量（重量）混入其中使用。

本发明是以由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂为主要封堵成分，辅以微弹性封堵材料化纤粉、棉绒粉、花生壳粉、楠木粉、沥青粉以及架桥封堵材料核桃壳粉、刚性封堵材料超细碳酸钙，八种组分经混合而成，其中高分子吸水膨胀树脂具有良好的吸水膨胀性，膨胀倍数可达10~150倍，由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂的膨胀时间可延缓1~3小时，它是主要堵漏成分；化纤粉、棉绒粉、花生壳粉、楠木粉、沥青粉具有微弹性的堵漏的功能；核桃壳粉可以起到架桥的作用。经试验，本发明的封堵剂具有广谱封堵的效果，对毫米级到微米级的裂缝均具有良好的封堵效果，是一种对油气储层无伤害、保护油气层的封堵剂，该产品对钻井液性能无不良影响，是一种良好的随钻堵漏剂。

下面附表1进一步说明本发明的显著特点。

附表1

综上所述，本发明具有广谱封堵的效果，对毫米级到微米级的裂缝均具有良好的封堵效果（广谱是指对多种裂缝具有良好的封堵效果），该产品对油气储层无伤害，能保护油气层，且对钻井液性能无不良影响，从而成为一种良好的随钻堵漏剂。本发明封堵效果好，使用范围广，制取方法及原料工艺简单，投资少，成本低，无环境污染。

具体实施方式

本发明下面将结合实施例做进一步详述：

实施例1：钻井液用广谱型高效封堵剂是以由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂（其表面包覆石蜡）为主要封堵成分，辅以微弹性封堵材料化纤粉、棉绒粉、花生壳粉、楠木粉、沥青粉以及架桥封堵材料核桃壳粉、刚性封堵材料超细碳酸钙，经混合而成，其中各组分的重量百分比及粒度为：由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂40%，粒度为300目；化纤粉15%，粒度为150目；棉绒粉4%，粒度为100目；花生壳粉10%，粒度为80目；楠木粉10%，粒度为100目；沥青粉10%，粒度为80目；核桃壳粉6%，粒度为120目；超细碳酸钙5%，粒度为1000目。上述由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂为（石蜡包覆的）AMPS-AM-AA三元共聚物高分子吸水膨胀树脂。

本发明的具体制备方法是取相应目数的由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂40千克、化纤粉15千克、棉绒粉4千克、花生壳粉10千克、楠木粉10千克、沥青粉10千克、核桃壳粉6千克、超细碳酸钙5千克，分别放入（常规的）混合机中，混合均匀即得产品。本发明的封堵剂在钻井液中可按1%~4%的量混入其中使用（比如可以按钻井液重量的3%加入封堵剂，将其混入钻井液中使用）。

实施例2：钻井液用广谱型高效封堵剂是以由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂为主要封堵成分，辅以微弹性封堵材料化纤粉、棉绒粉、花生壳粉、楠木粉、沥青粉以及架桥封堵材料核桃壳粉、刚性封堵材料超细碳酸钙，经混合而成。上述由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂为AMPS-AM-AA三元共聚物高分子吸水膨胀树脂。

其中各组分的重量百分比及粒度为：由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂30%，粒度为300目；化纤粉20%，粒度为150目；棉绒粉3%，粒度为100目；花生壳粉10%，粒度为80目；楠木粉10%，粒度为100目；沥青粉15%，粒度为80目；核桃壳粉7%，粒度为120目；超细碳酸钙5%，粒度为1000目。

其中各组分的重量百分比及粒度可以为：由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂50%，粒度为300目；化纤粉15%，粒度为150目；棉绒粉2%，粒度为100目；花生壳粉8%，粒度为80目；楠木粉10%，粒度为100目；沥青粉10%，粒度为80目；核桃壳粉2%，粒度为120目；超细碳酸钙3%，粒度为1000目。

其中各组分的重量百分比及粒度可以为：由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂45%，粒度为300目；化纤粉15%，粒度为150目；棉绒粉2%，粒度为100目；花生壳粉8%，粒度为80目；楠木粉10%，粒度为100目；沥青粉10%，粒度为80目；核桃壳粉4%，粒度为120目；超细碳酸钙6%，粒度为1000目。

其中各组分的重量百分比及粒度可以为：由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂25%，粒度为300目；化纤粉10%，粒度为150目；棉绒粉5%，粒度为100目；花生壳粉15%，粒度为80目；楠木粉5%，粒度为100目；沥青粉20%，粒度为80目；核桃壳粉10%，粒度为120目；超细碳酸钙10%，粒度为1000目。

其中各组分的重量百分比及粒度可以为：由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂35%，粒度为300目；化纤粉15%，粒度为150目；棉绒粉4%，粒度为100目；花生壳粉7%，粒度为80目；楠木粉15%，粒度为100目；沥青粉15%，粒度为80目；核桃壳粉5%，粒度为120目；超细碳酸钙4%，粒度为1000目。

本发明的具体制备方法是按上述各组分的重量百分比取相应目数的由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂、化纤粉、棉绒粉、花生壳粉、楠木粉、沥青粉、核桃壳粉、超细碳酸钙，分别放入（常规的）混合机中，混合均匀即得产品。本发明的封堵剂在钻井液中可按1%~4%的量混入其中使用（比如可以按钻井液重量的1%或4%加入封堵剂，将其混入钻井液中使用）。

实施例3：钻井液用广谱型高效封堵剂是以由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂为主要封堵成分，辅以微弹性封堵材料化纤粉、棉绒粉、花生壳粉、楠木粉、沥青粉以及架桥封堵材料核桃壳粉、刚性封堵材料超细碳酸钙，经混合而成。上述由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂为AMPS-AM-AA三元共聚物高分子吸水膨胀树脂。

其中各组分的重量百分比及粒度为：由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂30%，粒度为270目；化纤粉20%，粒度为150目；棉绒粉3%，粒度为80目；花生壳粉10%，粒度为80目；楠木粉10%，粒度为80目；沥青粉15%，粒度为80目；核桃壳粉7%，粒度为140目；超细碳酸钙5%，粒度为1000目。

其中各组分的重量百分比及粒度可以为：由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂50%，粒度为400目；化纤粉15%，粒度为140目；棉绒粉2%，粒度为120目；花生壳粉8%，粒度为60目；楠木粉10%，粒度为100目；沥青粉10%，粒度为80目；核桃壳粉2%，粒度为120目；超细碳酸钙3%，粒度为1000目。

其中各组分的重量百分比及粒度可以为：由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂45%，粒度为300目；化纤粉15%，粒度为170目；棉绒粉2%，粒度为100目；花生壳粉8%，粒度为100目；楠木粉10%，粒度为120目；沥青粉10%，粒度为60目；核桃壳粉4%，粒度为120目；超细碳酸钙6%，粒度为1000目。

其中各组分的重量百分比及粒度可以为：由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂25%，粒度为270目；化纤粉10%，粒度为150目；棉绒粉5%，粒度为100目；花生壳粉15%，粒度为80目；楠木粉5%，粒度为100目；沥青粉20%，粒度为100目；核桃壳粉10%，粒度为100目；超细碳酸钙10%，粒度为900目。

其中各组分的重量百分比及粒度可以为：由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂35%，粒度为300目；化纤粉15%，粒度为170目；棉绒粉4%，粒度为100目；花生壳粉7%，粒度为80目；楠木粉15%，粒度为120目；沥青粉15%，粒度为80目；核桃壳粉5%，粒度为140目；超细碳酸钙4%，粒度为1100目。

本发明的具体制备方法是按上述各组分的重量百分比取相应目数的由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂、化纤粉、棉绒粉、花生壳粉、楠木粉、沥青粉、核桃壳粉、超细碳酸钙，分别放入（常规的）混合机中，混合均匀即得产品。本发明的封堵剂在钻井液中可按1%~4%的量混入其中使用。

本发明所用的由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂（高弹性材料—经石蜡包覆的AMPS-AM-AA三元共聚物高分子吸水膨胀树脂）为市场上销售的商品，比如可以选用德州大陆架石油工程技术有限公司生产的商品（地址：山东省德州市经济开发区）。所用的由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂是一种可控膨胀时间及膨胀倍数的优良封堵剂，它由AMPS（2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸）、AM（丙烯酰胺）、AA（丙烯酸）聚合而成，聚合后的产品由石蜡包覆而成，其生产方法可参考“AMPS/AM/AA共聚物的合成及性能研究”，见《油气田地面工程》，2009年06期，作者：赵田红、董黎、李晨岩。还可参靠“可控膨胀堵漏剂包覆工艺技术研究”，见《钻井液与完井液》，2008年05期，作者：薛玉志、唐代绪等。化纤粉可以采用市场上销售的商品（可以选购石家庄市怡悦纤维材料有限公司生产的化纤粉，地址：河北省鹿泉市寺家庄镇南降壁开发区）。化纤粉还可以用废弃的合成纤维制成，比如可以采用涤纶、锦纶、腈纶中的一种或者其中几种由粉碎机（粉碎）制成化纤粉。棉绒粉可以采用市场上销售的商品，比如可以选用聊城恩新棉浆厂生产的商品（地址：山东省聊城市）。棉绒粉由短棉绒（棉籽绒）采用粉碎设备制成（即由粉碎机粉碎而成），为常规技术。花生壳粉、楠木粉、沥青粉、核桃壳粉、超细碳酸钙可以采用市场上销售的商品。

以上各实施例都能满足附表1的性能数据。以上各实施例皆具有广谱封堵的效果，对毫米级到微米级的裂缝均具有良好的封堵效果（广谱是指对多种裂缝具有良好的封堵效果），该产品对油气储层无伤害，能保护油气层，且对钻井液性能无不良影响，从而成为一种良好的随钻堵漏剂。本发明封堵效果好，使用范围广，制取方法及原料工艺简单，投资少，成本低，无环境污染。

Claims (3)

1.一种钻井液用广谱型封堵剂，其特征在于它是以由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂为主要封堵成分，辅以微弹性封堵材料化纤粉、棉绒粉、花生壳粉、楠木粉、沥青粉以及架桥封堵材料核桃壳粉、刚性封堵材料超细碳酸钙，经混合而成，其中各组分的重量百分比的范围及粒度的范围为：

由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂20%~50%，粒度为270~400目；化纤粉10%~20%，粒度为140 ~170目；棉绒粉1%~5%，粒度为80~120目；花生壳粉5%~15%，粒度为60~100目；楠木粉5%~15%，粒度为80~120目；沥青粉10%~20%，粒度为60~100目；核桃壳粉1%~10%，粒度为100~140目；

超细碳酸钙1%~10%，粒度为900~1100目；

上述由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂为AMPS-AM-AA三元共聚物高分子吸水膨胀树脂。

2.根据权利要求1所述的钻井液用广谱型封堵剂，其特征在于上述各组分的重量百分比的范围及粒度为：

由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂20%~50%，粒度为300目；化纤粉10%~20%，粒度为150目；棉绒粉1%~5%，粒度为100目；花生壳粉5%~15%，粒度为80目；楠木粉5%~15%，粒度为100目；沥青粉10%~20%，粒度为80目；核桃壳粉1%~10%，粒度为120目；超细碳酸钙1%~10%，粒度为1000目。

3.根据权利要求1所述的钻井液用广谱型封堵剂，其特征在于上述各组分的重量百分比的范围及粒度为：

由石蜡包覆的高分子吸水膨胀树脂30%~50%，粒度为300目；化纤粉15%~20%，粒度为150目；棉绒粉1%~4%，粒度为100目；花生壳粉7%~13%，粒度为80目；楠木粉10%~15%，粒度为100目；沥青粉10%~15%，粒度为80目；核桃壳粉1%~7%，粒度为120目；超细碳酸钙3%~8%，粒度为1000目。