CN104559979A - 高效滤失成塞堵漏剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效滤失成塞堵漏剂。该高效滤失成塞堵漏剂包括下列组分，各组分重量百分比为：主体材料60～70％、助滤剂10％～15％、碳纤维3～5％、悬浮剂10～15％、架桥材料5～8％、网状纤维材料1～3％，将上述原料混合均匀即成高效滤失成塞堵漏剂。该堵漏剂具有承压能力高、抗老化、封堵性好，可用重晶石粉加重等特点，可用于解决孔隙性、裂缝性非储层及储层漏失问题。

Description

高效滤失成塞堵漏剂
技术领域
本发明涉及石油钻井工程堵漏技术领域，尤指一种高效滤失成塞堵漏剂。
背景技术
井漏是一种在钻井、固井、测试或修井等各种井下作业过程中，各种工作液在压差的作用下，流进地层的一种井下复杂情况。井漏的发生不仅会耗费钻井时间，损失钻井液，而且可能引起卡钻、井喷、井塌等一系列复杂情况，严重时会导致井眼报废，造成重大的经济损失。目前常用的堵漏材料是桥接堵漏材料。桥接堵漏材料的主要缺点是当地下裂缝开口尺寸难以判断或裸眼漏失段较长，且存在多种形式裂缝或孔洞时，堵漏剂颗粒粒径与漏失地层孔喉直径难以合理匹配，起不到有效的堵漏作用。因此，探索新的堵漏材料十分必要。
中国专利201110261289.9涉及一种高失水、可硬化、成塞堵漏剂。该高失水、可硬化、成塞堵漏剂，包括下列组分，各组分按质量百分比计：固化材料35～50％、复合堵漏剂25～35％、高失水材料5～15％、弹性膨胀材料5～10％、纤维材料10～15％。其中：复合堵漏剂为颗粒果壳:云母:棉籽壳按质量比5:2:1混合而成；固化材料为石膏:水泥:高炉矿渣:磷酸钠按质量比1:1:0.5:0.1混合而成；高失水材料为石墨粉或石膏；弹性膨胀材料为覆膜吸水橡胶:覆膜吸水树脂按质量比1:1混合而成；纤维材料为9～11mm的聚丙烯腈纤维。该堵漏剂集高失水、延时膨胀、成塞固化、物理搭接于一体，形成的封堵层在后续钻进过程中不易被破坏，有效提高堵漏效率。
中国专利201210564469.9涉及一种封堵裂缝用高失水固化堵漏剂，该高失水固化堵漏剂，包括以下重量份的组分：50～70份主体材料、7～15份助滤剂、10～25份固化剂、5～10份纤维材料和5～10份架桥材料。所述堵漏剂具有封堵快、效果好、酸溶率高、易解堵、成本低廉、环境污染小的优点。
上述中国专利201110261289.9堵漏剂中含有水泥等固化材料，形成的封堵层非常坚固，不仅需要钻塞，浪费钻井时间，而且水泥污染钻井液，造成钻井液的浪费，以及在钻井施工中可能发生“卡钻”事故。上述中国专利201210564469.9堵漏剂中纤维选自木屑和纸屑中的一种或两种，该纤维材料在地层中易变质发霉，不抗老化，形成的填塞层不能持久封堵漏层，导致再次漏失。
发明内容
为了解决背景技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种高效滤失成塞堵漏剂，该堵漏剂具有高效滤失、桥接成塞、强度高、抗温性好等特点，能够快速形成封堵层，形成的封堵层在后续钻完井过程中不易被破坏，有效提高了堵漏成功率，并且不需要钻塞，降低了卡钻风险，节约钻井时间。
本发明采用的技术方案是：该高效滤失成塞堵漏剂，各组分重量百分比为：主体材料60～70％、助滤剂10％～15％、碳纤维3～5％、悬浮剂10～15％、架桥材料5～8％、网状纤维材料1～3％；其中：主体材料为：生石灰和碳酸钙中的一种或多种；助滤剂为石墨粉和石膏中的一种或多种；悬浮剂为蒙脱土和石棉粉中的一种或多种；架桥材料为大理石和方解石颗粒中的一种或多种；网状纤维材料为1～6mm的聚丙烯纤维和聚氨酯纤维中的一种或多种。
本发明的高效滤失成塞堵漏剂的应用方法为向清水中添加15wt％-25wt％的高效滤失成塞堵漏剂，用于封堵井漏。
本发明与现有技术相比较具有如下优点：1)封堵层承压能力高，封堵效果好。在本发明的高效滤失成塞堵漏剂中使用的石墨粉具有片状结构、片薄且韧性好；使用的碳纤维不仅机械强度高，且呈单向连续分布；网状纤维材料起架桥、挂壁作用；所以在形成的填塞层中，堵漏剂各成分互相强化加固填塞层，使填塞层更加致密、封堵持久、强度增加。2)配制的堵漏浆可以用重晶石粉进行加重，加重至与原井浆密度相同。3)堵漏后，堵漏材料中的固体颗粒可以作为随钻封堵剂，进入钻井液循环***，对钻井液性能影响很小。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
实施例1
600-100目碳酸钙60kg、200-320目石膏15kg、0.075-0.85mm碳纤维5kg、0.1-1mm石棉粉14kg、20-60目大理石颗粒5kg、1-6mm聚丙烯纤维1kg。
实施例2
200-325目生石灰65kg、50-200目石墨粉10kg、0.075-0.85mm碳纤维3kg、蒙脱土12kg、20-60目方解石颗粒7kg、1-6mm聚氨酯纤维3kg。
实施例3
主体材料70kg、助滤剂10kg、0.075-0.85mm碳纤维3kg、悬浮剂10kg、架桥材料5kg、纤维材料2kg，其中主体材料为70％的600-100目碳酸钙和30％的200-325目生石灰的混合物、助滤剂为40％的200-320目石膏和60％的50-200目石墨粉的混合物、悬浮剂为30％的蒙脱土和70％的0.1-1mm石棉粉的混合物、架桥材料为40％的20-60目大理石颗粒和60％的20-60目方解石颗粒的混合物、纤维材料为60％的1-6mm聚丙烯纤维和40％的1-6mm聚氨酯纤维的混合物。
以上各例均为通过混合机配制，将堵漏材料混合后，按照每100份(重量)清水中加入25份(重量)堵漏剂搅拌均匀后进行性能评价，见表1-3。
性能评价
1、失水性
快速失水和高滤失量是该堵漏剂的一大特性，其测试方法通常按GB/T16783.1-2006“钻井液现场测试”中滤失量的测试方法进行，直接读取滤失完的时间和相应滤失量来评价滤失速度和滤失量的大小。表1为不同实施例的失水性评价数据。
表1
滤失时间(s) 滤失量(mL) 滤饼厚度(mm)
实施例1 40 207 12
实施例2 35 202 14
实施例3 36 198 13
传统产品 55 192 15
其中，传统产品是高失水堵漏剂DTR(中国地质科学院探矿工艺研究所研制)。
由上表可知，本申请实施例的高效滤失成塞堵漏剂的滤失时间在37s左右，滤失量在202mL左右，滤饼厚度在13mm左右，说明本申请实施例的高效滤失成塞堵漏剂比传统产品的滤失速度快，失水性高，形成滤饼速度快。
2、滤饼强度
滤饼强度是指中压滤失后形成的滤饼的强度，可利用滤饼强度试验仪通过针入强度的测量来衡量滤饼强度，单位为kg/cm。表2为测得的不同实施例的针入强度数据。
表2
针入强度(kg/cm)
实施例1 1.2
实施例2 1.3
实施例3 1.5
传统产品 0.8
其中，传统产品是高失水堵漏剂DTR(中国地质科学院探矿工艺研究所研制)。
由上表可以看出，本申请实施例的高效滤失成塞堵漏剂的针入强度大于1.2Kg/cm，说明本申请实施例的高效滤失成塞堵漏剂比传统产品的强度高，滤饼更致密。
3、酸溶率
对本申请实施例的高效滤失成塞堵漏剂进行酸溶率测定，其中酸溶率测定方法参照SY/T5559-92“钻井液用处理剂通用试验方法”中酸不溶物的测定方法。表3为测得的不同实施例的实验数据。
表3
酸溶率(％)
实施例1 77
实施例2 75
实施例3 78
传统产品 69
其中，传统产品是高失水堵漏剂DTR(中国地质科学院探矿工艺研究所研制)。
由上表可以看出，本申请实施例的高效滤失成塞堵漏剂酸溶率在75％以上，说明本申请实施例的高效滤失成塞堵漏剂比传统产品的酸溶率高，更易酸化解堵。
现场应用：某井钻至2195m时发生漏失，平均漏速为36m3/h，按照实施例1堵漏配方，配制堵漏浆20m3，注入堵漏浆15m3，起钻静止2h，下钻过程无卡钻事故发生，循环无漏失，堵漏成功，在后续的钻井、固井施工中，用本发明堵漏的井段没有再出现漏失。

Claims (4)

1.一种高滤失成塞堵漏剂，包括下列组分，各组分按重量百分比计：主体材料60～70％、助滤剂10％～15％、碳纤维3～5％、悬浮剂10～15％、架桥材料5～8％、网状纤维材料1～3％；其中：主体材料为：生石灰和碳酸钙中的一种或多种；助滤剂为石墨粉和石膏中的一种或多种；悬浮剂为蒙脱土和石棉粉中的一种或多种；架桥材料为大理石和方解石颗粒中的一种或多种；网状纤维材料为1～6mm的聚丙烯纤维和聚氨酯纤维中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的高滤失成塞堵漏剂，其特征在于：碳酸钙粒径为600-1000目，生石灰粒径为200-325目，石墨粉粒径为50-200目，石膏粒径为200-320目，石棉粉长度为0.1-1mm，架桥材料大理石和方解石颗粒粒径为20-60目。
3.根据权利要求1所述的高滤失成塞堵漏剂，其特征在于：碳纤维长度为0.075-0.85mm。
4.权利要求1所述的高滤失成塞堵漏剂的应用方法，其特征在于：向清水中添加15wt％-25wt％高滤失成塞堵漏剂。
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