專利名稱：一種石油鉆井用堵漏劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油鉆井領(lǐng)域，進(jìn)一步地說，是涉及一種石油鉆井用堵漏劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
對于裂縫和孔洞引起的井漏，主要采用橋接堵漏材料、化學(xué)堵漏材料和無機(jī)膠凝堵劑等。對于地層裂縫不明確或大的孔洞，目前主要是嘗試用橋堵的方法，逐漸摸索地層情況來進(jìn)行封堵漏失層，或者采用化學(xué)堵漏材料和無機(jī)膠凝堵劑封堵漏失層。橋接堵漏是利用不同形態(tài)、尺寸的惰性材料，以不同的配方混合于泥漿中直接注入漏層的一種堵漏方法。橋接堵漏時應(yīng)根據(jù)漏層的性質(zhì)，選擇恰當(dāng)?shù)募壟浜蜐舛?，否則，在漏失通道中形不成“橋架”，或是在井壁處“封門”，使堵漏失效。因此在利用橋接堵漏方法時，如果對地層情況判斷不準(zhǔn)，往往需要調(diào)整顆粒級配，經(jīng)過多次堵漏才能完全封堵住漏失層?；瘜W(xué)堵漏材料指的是以聚合物和聚合物-無機(jī)膠凝物質(zhì)為基礎(chǔ)的堵漏處理劑，化學(xué)堵漏材料大致可分為三種類型一是高分子化合物堵漏劑；二是無機(jī)膠凝物質(zhì)和高分子化合物混合而成的堵漏劑；三是以泥漿為基礎(chǔ)加入各種固化劑所形成的堵漏體系。化學(xué)堵漏漿液密度較低，凝固時間調(diào)整范圍大，漿液的滲濾能力較強(qiáng)，濾液也能固化。但化學(xué)堵漏材料普遍存在價格昂貴，施工、配制復(fù)雜，使用成本較高的缺點，因此，在一定程度上阻礙了化學(xué)堵劑的發(fā)展。無機(jī)膠凝堵劑包括水泥、石膏、石灰等混合漿液，其中以水泥為主，其最大特點是封堵漏層后，具有很高的承壓能力，但堵漏施工后掃塞留下的水泥環(huán)對后續(xù)鉆井施工是個安全隱患，有可能引起卡鉆等復(fù)雜情況。無機(jī)凝膠堵漏必須搞清楚漏層位置和漏層壓力，經(jīng)過準(zhǔn)確計算方可保證施工質(zhì)量和安全。對于地層特性不明確的裂縫和大的孔洞引起的井漏，除了常規(guī)的橋接堵漏外，通常會采用化學(xué)堵漏材料和無機(jī)膠凝堵劑等?；瘜W(xué)堵漏材料指的是以聚合物和聚合物-無機(jī)膠凝物質(zhì)為基礎(chǔ)的堵漏處理劑；無機(jī)膠凝堵劑包括水泥、石膏、石灰等混合漿液，以水泥為主?；瘜W(xué)堵漏材料普遍存在價格昂貴，施工、配制復(fù)雜，使用成本較高的缺點；水泥漿作為堵漏漿有以下缺點不容易在漏失通道滯留，常因漏入地層深處而導(dǎo)致堵漏失?。换蛘哌M(jìn)入漏層后，水泥漿與地層水混合稀釋，造成水泥漿的凝固時間增長，甚至不凝固，導(dǎo)致堵漏失敗。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種石油用堵漏劑及其制備方法和應(yīng)用?？梢越鉀Q裂縫、孔洞性復(fù)雜地質(zhì)條件下的堵漏效果差的問題，保證裂縫和大孔洞地層的封堵效果。本發(fā)明的目的之一是提供一種石油鉆井用堵漏劑。
包含堵漏液A和堵漏液B，所述堵漏液A包含海藻酸鹽、核桃殼和水，以水為100重量份計，海藻酸鹽0. 5 0. 8重量份；核桃殼0 5重量份，優(yōu)選2 4重量份；其中核桃殼顆粒的粒徑范圍要小于等于所需封堵裂縫的寬度。其中所述海藻酸鹽可選用現(xiàn)有技術(shù)中各種海藻酸鹽，優(yōu)選以下物質(zhì)中的至少一種海藻酸鉀、海藻酸鈉。所述堵漏液B包含油井水泥、纖維和水，以水為100重量份計，油井水泥200 250重量份，優(yōu)選200 225重量份；纖維0. 5 1重量份；優(yōu)選0. 5 0. 8重量份。所述堵漏液A和堵漏液B的體積比為1 2 1 3;優(yōu)選1 2 2 5;其中所述的油井水泥為現(xiàn)有技術(shù)中所有的油井水泥，優(yōu)選G級水泥。其中所述纖維選自現(xiàn)有技術(shù)中的聚丙烯纖維和聚酯纖維中的至少一種。纖維長度為3 5mmο實際操作中，可根據(jù)需要在堵漏液A中加入其他橋接材料如杏殼、長石等，但粒徑要小于等于裂縫的寬度。本發(fā)明的目的之二是提供一種石油鉆井用的堵漏劑的制備方法。包含以下步驟a、海藻酸鹽溶于水配成溶液，加入核桃殼，制得堵漏液A ；b、油井水泥和水配成水泥漿，加入纖維，制得堵漏液B ；取堵漏液A和堵漏液B的體積比為1 2 1 3 ；優(yōu)選1 2 2 5。本發(fā)明的目的之三是提供所述堵漏劑在石油鉆井中的應(yīng)用。本發(fā)明的堵漏劑尤其適用于地層特性不明確的裂縫和大的孔洞引起的井漏，堵漏作業(yè)時，可將所述的海藻酸鹽和所述油井水泥按上述方法的組分和配比，各自配成溶液，稱為堵漏液A和堵漏液B。先漿海藻酸鹽溶液(堵漏液A)注入地層，后注水泥漿(堵漏液B)?，F(xiàn)場施工中，為了避免前后兩段堵漏液在未到達(dá)目的段前接觸發(fā)生反應(yīng)，影響施工效果或造成如堵鉆桿等事故。中間要有一段隔離液，隔離液就是把前后兩段工作液分隔開并不與之反應(yīng)的液體，堵漏作業(yè)中類似兩種液體接觸發(fā)生反應(yīng)來封堵漏層的通常做法是兩種液體分別在鉆桿和環(huán)空中注入，在出鉆桿的位置接觸發(fā)生反應(yīng)。本發(fā)明中所用隔離液可以是現(xiàn)有技術(shù)中通常采用的隔離液，如鉆井液，用于隔離前后兩段堵漏液，并不與堵漏液發(fā)生反應(yīng)。兩段堵漏液在進(jìn)入地層后向漏層深入滲流，波及面積變大，隔離液的作用減弱， 兩種堵漏液接觸發(fā)生反應(yīng)起到封堵漏失層的目的。當(dāng)海藻酸鹽水溶液與Ca2+接觸后，隨著Ca2+濃度的增加，粘度快速增加，迅速生成凝膠狀物質(zhì)。油井水泥中含有大量的Ca2+，當(dāng)水泥漿與海藻酸鹽溶液接觸時，兩者立即發(fā)生反應(yīng)，生成膠狀物，該膠狀物有一定的強(qiáng)度，受壓后形成封堵層，起到堵漏的作用。在海藻酸鹽溶液中加入一定量的核桃殼(不需要考慮粒徑級配，核桃殼粒徑小于等于裂縫寬度即可)，在水泥漿中加入一定的纖維，可擴(kuò)大封堵裂縫的范圍，提高封堵強(qiáng)度，從而保證堵漏效^ ο堵漏液A與堵漏液B接觸后反應(yīng)生成的凝膠物質(zhì)承壓能力可達(dá)7MPa以上，只加入纖維，可直接封堵2mm寬的人造裂縫，再根據(jù)情況加入一定量的橋接材料，可封堵2-5mm寬的人造裂縫，承壓能力均達(dá)到7MPa以上。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明。所用油井水泥為四川嘉華的G級水泥，封堵實驗所用儀器為華北油田鉆井院的 DLM-OlA型堵漏模擬裝置。以下組成均為重量份。海藻酸鹽工業(yè)級，粘度800，市售纖維聚丙烯纖維混凝土、砂漿用，市售聚酯纖維浙青混凝土用，市售其他各組分均市售而得。實施例1 堵漏液A 水100;海藻酸鹽0· 5 ；堵漏液B為水100;油井水泥200 ；3mm 聚酯纖維0· 5。堵漏液A的配置方法為把海藻酸鹽加入水中攪拌15min ；堵漏液B的配置方法為將水和油井水泥先配置水泥漿，然后加入纖維。堵漏液A與堵漏液B按1 2的體積比，依次加入堵漏模擬裝置中(人造裂縫寬度為2mm)，緩慢加壓至7MPa (該儀器最大允許壓力為7MPa)，30min后壓力降至6. 5MPa，說明該堵漏劑承壓強(qiáng)度可以達(dá)到7MPa。實施例2 堵漏液A /K 100 ；海藻酸鹽0· 7 ；細(xì)核桃殼3。堵漏液B為水100;油井水泥220 ；3mm聚丙烯纖維0· 5。堵漏液A的配置方法為先配置海藻酸鹽水溶液，攪拌15min后加入細(xì)核桃殼；堵漏液B的配置方法為先配置水泥漿，然后加入纖維。堵漏液A與堵漏液B按1 2的體積比，依次加入堵漏模擬裝置中(人造裂縫寬度為3mm)，緩慢加壓至7MPa (該儀器最大允許壓力為7MPa)，30min后壓力降至6. 8MPa，說明該堵漏劑承壓強(qiáng)度可以達(dá)到7MPa。實施例3
堵漏液A 水100;海藻酸鹽0· 7 ；中核桃殼4。堵漏液B為水100;油井水泥225 ；5mm 聚酯纖維0· 6。堵漏液A的配置方法為先配置海藻酸鹽水溶液，攪拌15min后加入核桃殼；堵漏液B的配置方法為先配置水泥漿，然后加入纖維；堵漏液A與堵漏液B按1 2的體積比，依次加入堵漏模擬裝置中(人造裂縫寬度為4mm)，緩慢加壓至7MPa (該儀器最大允許壓力為7MPa)，30min后壓力降至6. 7MPa，說明該堵漏劑承壓強(qiáng)度可以達(dá)到7MPa。實施例4:堵漏液A 水100;海藻酸鹽0· 8 ；中粗核桃殼5。堵漏液B為水100;油井水泥250 ；5mm聚酯纖維1。堵漏液A的配置方法為先配置海藻酸鹽水溶液，攪拌15min后加入核桃殼；堵漏液B的配置方法為先配置水泥漿，然后加入纖維；堵漏液A與堵漏液B按1 2的體積比，依次加入堵漏模擬裝置中(人造裂縫寬度為5mm)，緩慢加壓至7MPa (該儀器最大允許壓力為7MPa)，30min后壓力降至6. 6MPa，說明該堵漏劑承壓強(qiáng)度可以達(dá)到7MPa。實施例5 堵漏液A 水100;海藻酸鹽0· 7 ；細(xì)核桃殼3。堵漏液B為/K 100 ；油井水泥220 ；3mm 聚酯纖維0·6。堵漏液A的配置方法為先配置海藻酸鹽水溶液，攪拌15min后加入細(xì)核桃殼；堵漏液B的配置方法為先配置水泥漿，然后加入纖維。堵漏液A與堵漏液B按1 3的體積比，依次加入堵漏模擬裝置中(人造裂縫寬度為2mm)，緩慢加壓至7MPa (該儀器最大允許壓力為7MPa)，30min后壓力降至6. 6MPa，說明該堵漏劑承壓強(qiáng)度可以達(dá)到7MPa。實施例6堵漏液A 水100;海藻酸鹽0· 7 ；中核桃殼4。堵漏液B為水100;油井水泥225 ；5mm 聚酯纖維0. 8。堵漏液A的配置方法為先配置海藻酸鹽水溶液，攪拌15min后加入核桃殼；堵漏液B的配置方法為先配置水泥漿，然后加入纖維；堵漏液A與堵漏液B按2 5的體積比，依次加入堵漏模擬裝置中(人造裂縫寬度為4mm)，緩慢加壓至7MPa (該儀器最大允許壓力為7MPa)，30min后壓力降至6. 7MPa，說明該堵漏劑承壓強(qiáng)度可以達(dá)到7MPa。以上各實施例的封堵效果見表1表 權(quán)利要求
1.一種石油鉆井用堵漏劑，其特征在于包含堵漏液A和堵漏液B，所述堵漏液A包含海藻酸鹽、核桃殼和水；其中以水為100重量份計，海藻酸鹽0. 5 0. 8重量份，核桃殼0 5重量份；所述堵漏液B包含油井水泥、纖維和水；其中以水為100重量份計，油井水泥200 250重量份，纖維0. 5 1重量份，所述纖維選自聚丙烯纖維和聚酯纖維中的至少一種；纖維長度3 5mm ；所述堵漏液A和堵漏液B的體積比為1 2 1 3。
2.如權(quán)利要求1所述的石油鉆井用堵漏劑，其特征在于 所述堵漏液A中以水為100重量份計，核桃殼2 4重量份；所述堵漏液B中以水為100重量份計，油井水泥200 225重量份，纖維0. 5 0. 8 重量份。
3.如權(quán)利要求1所述的石油鉆井用堵漏劑，其特征在于 所述堵漏液A和堵漏液B的體積比為1 2 2 5。
4.如權(quán)利要求1所述的石油鉆井用堵漏劑，其特征在于 所述海藻酸鹽選自以下物質(zhì)中的至少一種海藻酸鉀、海藻酸鈉。
5.如權(quán)利要求1 4之任一項所述的石油鉆井用堵漏劑，其特征在于 所述油井水泥為G級油井水泥。
6.一種制備如權(quán)利要求1 5之任一項所述的石油鉆井用堵漏劑的方法，包含以下步驟a、按所述量將所述海藻酸鹽溶于水配成溶液，加入核桃殼，制得堵漏液A；b、按所述量將油井水泥和水配成水泥漿，加入纖維，制得堵漏液B; 按所述體積比取以上制得的堵漏液A和堵漏液B。
7.如權(quán)利要求1 5之任一項所述的石油鉆井用堵漏劑在石油鉆井中的應(yīng)用，包括按所述體積比取所述堵漏劑A和所述堵漏劑B，先漿堵漏液A注入地層，后注堵漏液B。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種石油鉆井用堵漏劑及其制備方法和應(yīng)用。堵漏劑包含堵漏液A和堵漏液B，堵漏液A包含海藻酸鹽、核桃殼和水，以水為100重量份計，海藻酸鹽0.5～0.8重量份，核桃殼0～5重量份；堵漏液B包含油井水泥、纖維和水，以水為100重量份計，油井水泥200～250重量份，纖維0.5～1重量份；堵漏液A和堵漏液B的體積比為1∶2～1∶3。制備方法包括a、海藻酸鹽溶于水配成溶液，加入核桃殼，制得堵漏液A；b、油井水泥和水配成水泥漿，加入纖維，制得堵漏液B。本發(fā)明所述的堵漏劑可以解決裂縫、孔洞性復(fù)雜地質(zhì)條件下的堵漏效果差的問題，保證裂縫和大孔洞地層的封堵效果。
文檔編號C09K8/46GK102453475SQ20101051788
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者劉四海, 劉金華, 張鳳英, 李勝, 江山紅, 石秉忠, 趙素麗 申請人: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(shù)研究院