[发明专利]一种可钻脆性凝胶隔断工作液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可钻脆性凝胶隔断工作液，其组成为：水、悬浮稳定剂、胶凝剂、激活剂、固化增强剂和缓凝剂，以重量份计组分和配比如下：水：悬浮稳定剂：胶凝剂：激活剂：固化增强剂：缓凝剂=60~80：0.3~0.5:100~120：2~4:1~2:0.5~1.5。本发明配方简单、现场配制方便，具有流动性能好，胶凝时间可控、适用温度范围宽，模拟井下温度压力条件固化形成凝胶隔段后具有胶结性能好、承压封气能力强、质地性脆、可采用钻除方式破胶。

技术领域

本发明涉及石油钻井工程技术领域，确切地说涉及一种可钻脆性凝胶隔段工作液及其制备方法，特别适合于窄安全密度窗口及多压力系统采用精细控压钻井安全起下钻过程中形成有效封堵隔段，达到阻止地层高压流体侵入、减小漏失量、降低井控风险。

背景技术

精细控压钻井在四川磨溪-高石梯和下川东等地区应用，有效解决了因窄安全密度窗口引起的严重井漏、喷漏同存、难以钻进的工程难题。但在起下钻及完井过程中，由于地层孔缝发育、密度窗口窄，若按照常规附加钻井液安全密度值，即“打重浆帽”压井后起下钻，容易造成钻井液漏失严重，且井控风险极高。

目前国内外针对这一难题形成了多种解决方案，比如MI-SWACO公司研制出基于交联聚合物的泥浆段塞，通过向井内打入FPTP将上部重浆和下部轻浆分离开来，FPTP能够将上段重浆压力很好的传递到井底，以此来保证足够静液柱压力，确保起钻安全，但是该技术只在北海地区油田使用，在国内没有推广。国内吐哈油田、北京石油大学研制出冻胶阀，但存在成胶难以控制，需要压裂车泵送，采用注入式破胶，彻底破胶很难、最高使用温度低等问题，不利于现场施工。渤海钻探提出了气滞塞的思路，研究了一种抗高温的稠液，但在实际使用中，气滞塞与上下钻井液存在互窜，对钻井液性能存在影响，且其为纯液态，难以有效阻隔油气上窜和解决起下钻井漏严重的问题。

总结分析现有技术，任然存在以下问题：（1）聚合物凝胶初始粘度大，流动性能差，需要采用专用设备，比如水泥车、压裂车泵送；（2）聚合物凝胶段塞最高使用温度为90℃，抗温能力不足；（3）聚合物凝胶注入井底后成胶时间不易控制；（4）聚合物凝胶采用的注入式破胶方式，破胶时间长、破胶不彻底。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种可钻脆性凝胶隔断工作液，本发明配方简单、现场配制方便，具有流动性能好，胶凝时间可控、适用温度范围宽，模拟井下温度压力条件固化形成凝胶隔段后具有胶结性能好、承压封气能力强、质地性脆、可采用钻除方式破胶。

同时，本发明还提供了可钻脆性凝胶隔断工作液的制备方法。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种可钻脆性凝胶隔断工作液，其特征在于其组成为：水、悬浮稳定剂、胶凝剂、激活剂、固化增强剂和缓凝剂，以重量份计组分和配比如下：水：悬浮稳定剂：胶凝剂：激活剂：固化增强剂：缓凝剂=60~80：0.3~0.5:100~120：2~4:1~2:0.5~1.5。

所述的悬浮稳定剂选自以下一种或两种以上任意比例混合的悬浮稳定剂：1）黄原胶；2）低粘羧甲基纤维素；3）低粘聚阴离子纤维素。

所述的胶凝剂选自以下一种或两种以上任意比例混合的胶凝剂：1）钢渣粉；2）粒化高炉矿渣粉。

所述的激活剂选自以下一种或两种以上任意比例混合的激活剂： 1）氢氧化钙；2）碳酸氢钠；3）水玻璃。

所述的固化增强剂选自以下一种或两种任意比例混合而成的固化增强剂：1）二甲胺基丙胺；2）二乙烯三胺；3）四乙烯五胺；

所述的缓凝剂选自以下一种或两种以上任意比例混合而成：1）柠檬酸；2）铬酸盐；3）蜜胺减水剂。

在所述可钻脆性凝胶隔断工作液中还加入有密度调节剂，密度调节剂的加入量依据工作液密度要求确定。