CN1039344C - 一种钻井堵漏护壁处理剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种钻井堵漏护壁处理剂，以天然植物竹叶楠树根粉为主要原料，与腐植酸及其衍生物、增粘剂、絮凝剂和膨胀材料复配而成。其重量%为：竹叶楠树根粉30-90、腐植酸盐及其衍生物0-50、增粘剂0-45、絮凝剂1-15、膨胀材料0-50。其性能指标为：水份≤15%、pH值9±0.5、塑性粘度≥16mPa.S、动切力≥6Pa、粘附力≥0.18MPa。堵漏时不需停待时间，成功率高，见效快，保持时间长；用法简单，用量少，成本低；无毒、无味、无环境污染。

Description

一种钻井堵漏护壁处理剂及其使用方法

本发明涉及一种钻井堵漏护壁处理剂，处理剂是以含植物胶的天然植物粉为主要组份，与腐植酸及其衍生物、增粘剂、絮凝剂和膨胀材料构成的复配产物。

井漏是钻井中常见的复杂情况之一，它不仅耗费钻井时间、损失昂贵的泥浆、增加钻井费用，并且有可能引起卡钻、井喷、井壁坍塌等一系列严重问题，甚至使钻井报费。针对这一情况，广大钻探科技人员开发了不少颇有成效的堵漏剂和堵漏技术。如水泥浆堵漏。桥堵剂，剪切稠化液，液体套管等，这些技术方案的不足之处是：1.候凝时间长，2.堵漏成功率一般不超过70％，3.破坏钻井泥浆性能。中国专利申请91106634.9介绍的一种钻井堵漏剂，其组成是刨花楠30-80、腐植酸钾10-50、羧甲基纤维素1-6、聚丙烯酰胺1-6、海带粉1-2，性能指标为：塑性粘度＞12，动切力＞3，粘附力＞0.16。该堵漏剂相对上述缺点有所改进或突破，但还存在着一些不足：1.以刨花楠木为主要原料，在木材资源紧张的情况下，原料供应困难；2.作为主要组份的木材粉，其防腐问题突出，特别是用于石油钻井时，堵漏剂易被腐坏；3.堵漏效果不够理想。

为解决上述问题，本发明的目的是，提供一种主要原料的资源丰富，防腐、使用性能好的钻井堵漏护壁处理剂。

所述处理剂是以天然植物竹叶楠树根粉为主要组份，其余为腐植酸及其衍生物、增粘剂、絮凝剂和膨胀材料组成的复配产物。其配比(重量％)为：

竹叶楠根粉              30-90

腐植酸及其衍生物        0-50

增粘剂                  0-45

絮凝剂                  1-15

膨胀材料                0-50

上述组份中，竹叶楠根粉是由竹叶楠树根制得，竹叶楠树俗称楠木，是一种灌木植物，分布于福建省等地区，其树根的主要成分为纤维素、本质素、聚戊糖，当加入无CO₂的蒸镏水时，配成的溶液pH值为6.5左右，可初步说明其大分子属非离子型的高分子聚合物，因而性能较为稳定。

腐植酸及其衍生物系高分子有机化合物。是由风化煤或褐煤经化学反应制得的产品，目前有腐植酸钾、腐植酸钠、腐植酸铁、铁钾腐植酸、磺甲基腐植酸钠、硝基腐植酸钠、KP共聚物、HOP-N1等几十种，任何一种产品都可使用，但以高价金属腐植酸盐的效果为最好。

增粘剂应选择增粘效果好的，如高粘度羧甲基淀粉钠；用于油井堵漏剂时还应选择抗高温性能好的，如高粘度羧甲基纤维素、海泡石、凹凸棒石、改性石棉等。

絮凝剂最好是絮凝效果好同时又具有增粘作用的，如高分子量、低水解度的聚丙烯酰胺等。其分子量≥500万，水解度≤30％。

膨胀材料包括皮革粉、海带粉、黄豆粉等。

所述处理剂的制备方法是：

将洁净、干燥的竹叶楠树根粉碎，制得竹叶楠树根粉。按给出的配比，将各种原料进行复配，混合均匀后即为处理剂产品。

本发明的处理剂遇水后会迅速发生交联等反应，形成具有较强粘附性的粘稠状网状结构，形成不同粒状、片状、纤维状的堵漏体，从而实现对漏失通道快速可靠的堵塞，它具有以下优点：

1.能随钻堵漏，随堵随钻，不需停待时间，而且堵漏操作时间与前述堵漏剂相比也要少得多，因而节省了待凝时间，降低了钻井成本。

2.堵漏成功率高，见效快，保持时间长，处理中小漏失成功率一般为100％，处理其他漏失的成功率为80％以上。

3.配合堵漏剂及其他惰性材料可适用于多种漏失类型，而且效果好。

4.堵漏浆液不但不破坏所用钻井液性能，而且可改善钻井液性能或代替钻井液，具有改善泥饼质量、防塌、护壁、絮凝岩粉和抑制页岩水化膨胀等作用。

5.使用方法简单，用量少，堵漏成本低。

6.无毒、无味、对人体无害、无环境污染。

7.所用主要原料竹叶楠树根的来源广、原料成本低。

8.具有一定的抗高温(120℃)、抗盐、抗钙性能。

与91106634.9专利申请介绍的堵漏剂性能对比如下：

     水份％    pH值   塑性粘度 mPa.S   动切力Pa   粘附力MPa对比技术  ≤15    9±0.5    ≥12              ≥3       ≥0.16本发明    ≤15    9±0.5    ≥16              ≥6       ≥0.18有关实施方案：

1.选取无杂质、无泥，含纤维素、术质素、聚戊糖在90％以上，拉丝长度≥8cm长的竹叶楠树根，干燥至含水≤15％，然后用兑臼法或锤击法或球磨法粉碎至细于30目，即得竹叶楠树根粉。

2.将皮革的边角废料干燥至含水≤10％，粉碎至细于20目，即得皮革粉；贪用海带洗净，干燥至含水≤13％，粉碎至细于20目，即得海带粉，黄豆干燥至含水≤10％，粉碎至细于20目，即得黄豆粉。

3.其余组份选用市售产品。一、配比(重量％)：

竹叶楠树根粉  铁钾腐植酸  羧甲基纤维素  聚丙烯酰胺  皮革粉

1.    48          44            3           2          3

2.    85          10                        3          2

3.    35          35            5           5         20

4.    40          40           10           5          5

5.    40          40            5          10          5

竹叶楠树根粉   腐植酸钾    羧甲基淀粉钠  聚丙烯酰胺

6.    48          45            5           2

竹叶楠树根粉   改性石棉    聚丙烯酰胺    皮革粉

7.    50          45            2           3

竹叶楠树根粉   腐植酸铬铁  羧甲基纤维素  聚丙烯酰胺  海带粉

8.    50          43            2           2          3

竹叶楠树根粉   海泡石      羧甲基纤维素  改性石棉    聚丙烯酰胺

9.    50          30            5          10          5

竹叶楠树根粉   凹凸棒石    羧甲基纤维素  改性石棉    聚丙烯酰胺10.    50          25            5          15          5二、性能：

    水份％    pH值    塑性粘度mPa.S  动切力Pa  粘附力MPa

1.   ≤15    9±0.5      ≥16           ≥6      ≥0.18

2.   ≤15    8±0.5      ≥17           ≥7      ≥0.18

3.   ≤14.5  9±0.5      ≥17           ≥7      ≥0.19

4.   ≤15    9±0.5      ≥18           ≥8      ≥0.18

5.   ≤15    9±0.5      ≥19           ≥8      ≥0.18

6.   ≤15    9±0.5      ≥16.5         ≥7      ≥0.18

7.   ≤15    9±0.5      ≥16           ≥6      ≥0.20

8.   ≤15    9±0.5      ≥16           ≥6      ≥0.18

9.   ≤15    8.5±0.5    ≥18           ≥8      ≥0.2110.   ≤15    8.5±0.5    ≥18           ≥8      ≥0.20

本发明处理剂的用量及使用方法如下：一、建议用量

1.轻微漏失。在清水、无粘土冲洗液或泥浆中加1-3％的处理剂。

2.中等漏失。在清水、无粘土冲洗液或泥浆中加2-4％的处理剂，并配以50-200％(按处理剂重量计)的惰性材料，如棉花壳粉、核桃壳粉、云母片、花生壳粉、锯末等。

3.严重漏失。在清水、无粘土冲洗液或泥浆中加3-5％的处理剂，并配以50-300％(按处理剂重量计)的惰性材料。

4.特大漏失。可根据不同情况确定处理剂加量，至少不低于6％，最好配合其他堵漏材料采取综合治理。二、使用方法

1.轻微漏失。

按上述参考用量直接加入冲洗液中，稍加搅拌使之充分溶化分散，然后泵入钻孔中进行循环堵漏、静置堵漏或加压堵漏，压力为3.5-4.5MPa，时间一般为25-35分钟。

2.中等漏失。

①按上述配方直接加入冲洗液中按使用方法1进行；

②按一定比例(一般为处理剂浆液体的5-10％左右)配成粘稠堵漏浆液，从孔口直接倒入，再在浆液面上进行循环加压25-35分钟。

3.严重漏失。

①按中等漏失中的第二种方法进行；

②做成含处理剂10-20％的泥球直接投放挤压；

③在上述两种方法使用时可配合海带或惰性材料轮换投入孔内再进行加压。

4.特大漏失。

①先用砂、小碎石等物料充填，再按处理严重漏失方法进行；

②采用多次堵漏方法，即按处理严重漏失方法重复进行；

③先用定向***法破坏大裂隙溶洞，使之重新排列变为小裂隙，再按处理严重漏失方法进行。

Claims (5)

1.一种钻井堵漏护壁处理剂，其特征在于下述组成(重量％)：

竹叶楠树根粉30-90、絮凝剂1-15、腐植酸及其衍生物0-50、增粘剂0-45、膨胀材料0-50，所述絮凝剂为分子量≥500万、水解度≤30％的聚丙烯酰胺，所述腐植酸及其衍生物为腐植酸钾、腐植酸钠、腐植酸铁、铁钾腐植酸、磺甲基腐植酸钠、硝基腐植酸钠，所述膨胀材料为皮革粉、海带粉、黄豆粉，所述增粘剂为高粘度羰甲基淀粉钠、高粘度羧甲基纤维素、海泡石、凹凸棒石、改性石棉，对腐植酸及其衍生物、增粘剂、膨胀材料三种组份，同时配入其中的2种。

2.一种如权利要求1所述钻井堵漏护壁处理剂的使用方法，其特征在于：

轻微漏失，所述钻井堵漏护壁处理剂用量为1-3％，加入清水、无粘土冲洗液或泥浆中，搅拌使之充分溶化分散，然后泵入钻孔。

3.一种如权利要求1所述钻井堵漏护壁处理剂的使用方法，其特征在于：

中等漏失，所述钻井堵漏护壁处理剂用量为2-4％，加入清水、无粘土冲洗液或泥浆中，搅拌使之充分溶化分散，然后泵入钻孔或按处理剂浆液体的5-10％配成粘稠堵漏浆液，从孔口直接倒入。

4.一种如权利要求1所述钻井堵漏护壁处理剂的使用方法，其特征在于：

严重漏失，所述钻井堵漏护壁处理剂用量为3-5％，加入清水、无粘土冲洗液或泥装中，搅拌使之充分溶化分散，然后从孔口直接倒入或做成含处理剂为10-20％的泥球直接投放挤压。

5.一种如权利要求1所述钻井堵漏护壁处理剂的使用方法，其特征在于：

特大漏失，所述钻井堵漏护壁处理剂用量不低于6％，加入清水、无粘土冲洗液或泥浆中，搅拌使之充分溶化分散，然后从孔口直接倒入或做成含处理剂为10-20％的泥球直接投放挤压。