[发明专利]一种钻井液用铝基封堵处理剂及其制备方法

说明书

本发明涉及油气田化学助剂领域的一种钻井液用铝基封堵处理剂及其制备方法。所述钻井液用铝基封堵处理剂由包含无机铝、表面改性剂、分散剂在内的组分制成；所述无机铝与表面改性剂的重量比为10～500：1；所述无机铝与分散剂的重量比为50～500：1。所述表面改性剂选自硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸镁、十二烷基苯磺酸钠、偏磷酸钠、焦磷酸钠中的至少一种。所述分散剂选自淀粉、羧甲基淀粉钠、羧甲基纤维素钠、聚阴离子纤维素、黄原胶中的至少一种。本发明所述钻井液用铝基封堵处理剂为液体型，更易于使用且不会出现粉尘问题，可有效解决当前铝基处理剂在钻井液体系中配伍性问题突出的难题。

技术领域

本发明涉及油气田化学助剂领域，更进一步说，涉及一种钻井液用铝基封堵处理剂及其制备方法。

背景技术

随着钻遇地层条件日益复杂，钻井作业对钻井液的防塌性能和强化井壁能力要求越来越高。封堵防塌处理剂能够通过封堵地层原生孔隙和微裂缝，阻隔水化作用通道，提高钻井液的封堵能力，减少钻井液中的自由水侵入地层，降低地层坍塌压力从而起到稳定井壁的作用。封堵防塌处理剂主要有乳化沥青、磺化沥青、氧化沥青等沥青类处理剂，硅酸盐和聚合醇等处理剂。

沥青类处理剂主要利用处理剂中沥青颗粒在软化点附近温度软化变形，在压差作用下，被挤入地层层理的裂隙和孔喉中，封堵井壁的裂缝和孔隙，实现防塌作用。但沥青类处理剂防塌效果受其原料沥青的软化点影响较大，有效作用温度为其软化点附近温度，难以在广谱温度范围内有效封堵地层微裂缝。硅酸钠、硅酸钾和甲基硅酸盐等硅酸盐处理剂可在水中形成不同尺寸的离子、胶体和高分子的纳米级粒子，通过吸附、扩散和化学沉淀等作用，在地层岩石表面形成一层保护膜，封堵地层微裂缝。聚合醇与常规钻井液处理剂均具有良好的配伍性，可生物降解、低毒或无毒具有环境友好的特点，荧光度低利于识别和发现油气层。但受其浊点温度制约，聚合醇处理剂有效作用温度范围有限，需要其浊点温度与井底循环温度相当，方能有效提高钻井液的防塌性能。而且聚合醇处理剂为非离子型表面活性剂，往往会造成钻井液起泡问题突出。

铝化合物具有独特的物理化学性质，可根据pH的不同发生形态变化，能够通过电性中和、离子吸附和化学沉淀作用，减弱泥页岩膨胀，封堵孔喉和微裂缝，强化井壁。近年来，铝基钻井液防塌处理剂研究与应用已成为钻井液研究领域的热点之一。现有铝基处理剂主要有AlCl₃·6H₂O、Al₂(SO₄)₃·18H₂O、KAl(SO₄)₂·12H₂O和NaAlO₂等无机盐以及一些铝基钻井液处理剂产品。美国专利US 5110484A利用铝酸钠与糖浆反应合成铝化合物，该处理剂可控制页岩水化分散。刘伟等以铝化合物、稳定剂和螯合剂，在一定的温度下反应，经中和、干燥和粉碎后即得铝化合物泥岩抑制剂WJ-1(刘伟等.高性能铝化合物钻井液体系研究.钻井液与完井液,2011,28(1):18-23)。该技术中需要粉碎工艺，为固体型处理剂，与钻井液体系的配伍性不高，在使用中会影响钻井液的流变性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种钻井液用铝基封堵处理剂。具体地说涉及一种钻井液用铝基封堵处理剂及其制备方法。所述钻井液用铝基封堵处理剂为液体型处理剂，无需烘干粉碎。本发明提供的钻井液用铝基封堵处理剂，由无机铝、有机改性剂、分散剂在一定条件下经过中和、改性、分散处理制得，可有效封堵地层微裂缝，增强井壁稳定性。

本发明目的之一是提供一种钻井液用铝基封堵处理剂，由包含无机铝、表面改性剂、分散剂在内的组分制成；

所述无机铝与表面改性剂的重量比为10～500：1，其中更优选为20～200：1；

所述无机铝与分散剂的重量比为50～500：1，其中更优选为80～200：1。