[发明专利]适用于深部地层、超深地层井漏的抗高温桥接堵漏剂

说明书

所属技术领域

本发明涉及石油钻井工程中钻井液在地层漏失的一种堵漏剂，特别是涉及适合于深部地层、超深地层井漏的抗高温桥接堵漏剂。

背景技术

随着浅层、中深层油气资源的枯竭，深井、超深井的开采成为油气勘探开发的主流技术。深部地层的井漏、尤其是失返型恶性漏失是钻井工程的一道难题。深层恶性漏失的通道一般为开度较宽的裂缝，采用的常规堵漏方法多为桥接堵漏技术。该技术是利用各种形状和粒径的桥接堵漏剂进入漏层后，通过架桥-填充-封堵而形成致密堵层，堵塞钻井液漏失通道。其中的粗颗粒在漏失通道中起架桥和支撑作用，中颗粒起填充作用，细颗粒起封堵作用。桥接堵漏成功的要素有三点，一是堵剂要能进入裂缝，其二是堵剂在井壁附近的裂缝中能驻留，其三是裂缝中形成的堵塞层有足够强度，能承受一定压差。其中架桥颗粒是堵层的骨架和基础，要有刚性和强度，且粒径与漏层开度相匹配，这是堵漏成功的基础。架桥颗粒过粗进不了裂缝，在裂缝表面形成假堵塞，钻头划开井壁表面的堵层后，井漏再次发生。过细则在裂缝内无法架桥，不能形成堵塞层。现用的桥接堵漏技术通常采用两类堵漏材料，一是植物类颗粒和纤维，如核桃壳、棉籽皮、秸秆纤维、锯末等，二是矿物类颗粒和纤维，如不同粒径的石灰石颗粒，改性石棉等。植物类材料密度低、强度弱，抗温能力差，高温下易发酵，形成的堵层承压能力低，易复漏，应用范围受井温限制。石灰石材料强度高，但密度大(2.7g/cm³)，悬浮稳定性差，粗颗粒石灰石在钻井液中容易沉入罐底，不能有效入井，影响堵漏效果。而石棉类材料毒性较大，有强致癌性。此外石灰石颗粒之间缺乏柔性填充材料，堵层致密性不足，易受液柱压力激动影响而复漏。

鉴于现有桥接堵漏技术的不足，研究开发一种适合于深部地层、超深地层井漏的抗高温桥接堵漏技术，已成为钻井液业内关注的重点。

发明内容

本发明的目的在于提供适用于深部地层、超深地层井漏的抗高温桥接堵漏剂，采用两种新型堵漏材料精细胶粉与焦炭粒复合配制，与传统的桥接堵漏技术采用植物类材料和石灰石为主的无机材料相比，其粒级分布可调，焦炭粒刚性强，与精细胶粉复配，刚性与弹性兼备，密度低、悬浮性好，所形成的堵层抗压强度高，致密性好，抗180度高温。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

本发明与传统的桥接堵漏技术相比，共同点是均采用粗、中、细颗粒的堵漏剂，通过架桥、填充、封堵在地层漏失通道形成致密的堵塞层，阻止钻井液流失，其不同点是采用了两种新型堵漏材料精细胶粉与焦炭粒复合堵漏。

本发明选择不同粒径的焦炭作为桥接堵漏剂的刚性架桥颗粒和填充颗粒，选用精细胶粉作为堵漏剂的封堵颗粒。形成了一套抗高温桥接堵漏技术，解决了现用桥接堵漏技术存在的抗温能力不足、承压能力低、易复漏等问题。焦炭密度为1.74～1.82g/cm³，在钻井液中悬浮性好，化学惰性好，不影响钻井液性能，抗高温，且抗压强度高，来源广、工艺简单，可通过机械粉碎和筛选得到粒径符合要求颗粒。显微图片显示，焦炭颗粒表面粗糙、棱角分明，在裂缝内挂壁性好。精细胶粉是废旧橡胶制品经深冷粉碎加工而制成的细颗粒材料(80～200目)，是一种优异的填充颗粒，具有抗180度高温、可弹性变形的特点。在压差作用下，胶粉颗粒被挤入焦炭颗粒形成的堵层孔隙中，形成一层胶粉颗粒与焦炭颗粒交互的堵层。这种焦炭颗粒的刚性和胶粉颗粒的弹性结合，具有堵层致密性好、承压能力强、不易复漏，堵漏成功率高的特点，适用于深层、超深地层高温条件下裂缝性漏失的堵漏施工。

适用于深部地层、超深地层井漏的抗高温桥接堵漏剂，所述堵漏剂由焦炭与精细胶粉复配而成，所述焦炭4～100目，含量为70～80质量％，所述精细胶粉80～200目，含量为20～30质量％。

所述抗高温桥接堵漏剂，还加入0.2质量％的烷基酚聚氧乙烯醚OP-10，以增加精细胶粉的亲水性，改善在其水基钻井液中的分散性。

所述抗高温桥接堵漏剂优选组成为：6～10目、25质量％的粗粒焦炭，10～40目、30质量％的中粒焦炭，40～100目、25质量％的细粒焦炭，120目、20质量％的精细胶粉，用于3mm缝的漏层，漏速为30～50m³/h，堵漏剂的加量为12质量％。

所述抗高温桥接堵漏剂另一种优选组成为：4～10目、30质量％的粗粒焦炭，10～40目、25质量％的中粒焦炭，40～100目、25质量％的细粒焦炭，120目、20质量％的精细胶粉，用于4mm缝的漏层，漏速为50～80m³/h，堵漏剂的加量为15质量％。