[发明专利]一种钻井液用防塌封堵剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井液用防塌封堵剂及其制备方法与应用，属于石油及天然气勘探、开采技术领域。

背景技术

泥页岩井壁稳定问题是钻井工程中普遍存在并且非常严重的问题。防塌钻井液技术一直是泥页岩井壁稳定技术的重要研究方向。国内外数百口井的统计结果表明，所钻的泥页岩地层占所钻的总地层的70％，同时90％以上的井塌均发生在泥页岩地层。当钻遇到硬脆性泥页岩地层时，在压差、毛细管力和化学势差的作用下，钻井液滤液会沿着微裂缝进入地层，导致黏土矿物水化膨胀，进而使得近井壁地带孔隙压力增加；同时，由于液相的进入，还会导致微裂缝扩展延伸和胶结强度降低，最终导致井壁剥落、坍塌。

因此，在钻井液中加入封堵粒子是防止含微裂缝的硬脆性泥页岩地层发生井壁坍塌的有效手段之一，封堵粒子的加入可以对微裂缝进行物理封堵，从而截断钻井液液相进入地层的通道，阻止压力的传递，最终防止了井壁坍塌。

现有的钻井液防塌封堵剂主要有沥青类、石蜡类和多元醇类，这些钻井液防塌封堵剂在一定条件下都具有良好的封堵效果。但是，沥青类封堵剂具有较高的荧光级别，其在探井中使用会受到限制，所以沥青类封堵剂仅限于在低环保要求地区的生产井中使用；而石蜡类、多元醇类封堵剂则易起泡、易引起钻井液黏度大幅度升高，其也不能满足防塌钻井液的需要。

发明内容

为了解决上述的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种钻井液用防塌封堵剂。

本发明的目的还在于提供上述钻井液用防塌封堵剂的制备方法。

本发明的目的还在于提供上述钻井液用防塌封堵剂在油气井封堵中的应用。

为达到上述目的，本发明提供一种防塌封堵剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

a、将亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐加入水中完全溶解，得到溶液A，再向所得溶液A中加入二甲胺、醛类物质，加热使其反应，得到加成产物；

b、将酚类物质、醛类物质混合，加热使其反应，得到溶液B；

c、向步骤b得到的溶液B中加入碱类催化剂，得到溶液C；

d、将步骤a所述的加成产物加入到步骤c得到的溶液C中使其进行反应，反应结束后，经干燥后，得到所述防塌封堵剂。

根据本发明所述的方法，优选地，步骤a中，所述亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐包括亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钠和亚硫酸氢钾中的一种或几种的组合。

根据本发明所述的方法，优选地，步骤a中，所述二甲胺、亚硫酸盐及醛类物质的摩尔比为0.5-1.2:0.3-1.6:1；所述亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐的摩尔数与水的体积的比例为1:200，单位分别为mol和mL。

根据本发明所述的方法，优选地，步骤a中所述加热的温度为80-100℃，反应时间为100-120min。

根据本发明所述的方法，优选地，步骤a、步骤b中所述的醛类物质包括甲醛、乙醛、多聚甲醛和糠醛中的一种或几种的组合。

根据本发明所述的方法，优选地，步骤b中所述的酚类物质包括苯酚、甲酚、二甲酚和间苯二酚中的一种或几种的组合。

根据本发明所述的方法，优选地，步骤b中所述加热的温度为90-150℃，反应时间为120-180min。

根据本发明所述的方法，优选地，步骤c中所述的碱类催化剂包括氨水、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾和氢氧化钡中的一种或几种的组合。

根据本发明所述的方法，优选地，步骤d中所述反应的温度为90-150℃，反应时间为150-200min。

根据本发明所述的方法，步骤d中的反应结束后需要对反应产物进行降温，降温后再对反应产物进行干燥，优选地，所述干燥的温度为50-100℃。

根据本发明所述的方法，优选地，步骤b中所述的酚类物质、步骤a中所述的醛类物质、步骤d中加入的加成产物、步骤b中所述的醛类、步骤c中所述的碱类催化剂的摩尔比为1:0.05-1.4:0.05-1.5:0.05-1.5:0.001-1.2。

根据本发明所述的方法，步骤d中干燥结束后需要对干燥后的反应产物进行粉碎处理，以将所得产物粉碎至粒径为80目-270目。

本发明还提供了由上述防塌封堵剂的制备方法得到的防塌封堵剂。

根据本发明所述的防塌封堵剂，优选地，所述防塌封堵剂的粒径为80目-270目。

本发明还提供了上述防塌封堵剂在油气井封堵中的应用。

根据本发明所述的应用，应用过程中首先将所述防塌封堵剂与钻井液混合，然后再将混合后的溶液注入油井或天然气井中以实现封堵。