[发明专利]一种基于地温加热的胶囊型膨胀体及其用于封堵地层漏失及其提高地层承载能力的方法

权利要求书

1.一种基于地温加热的胶囊型膨胀体，其特征在于，所述胶囊型膨胀体外径在0.1～10mm，与钻井液或气体循环介质按比例混合，随钻井液或气体循环介质在钻柱内循环并在压差作用下进入井周较远距离地层的裂缝和孔洞空间，当地温不断加热达到膨胀材料发生物理-化学反应温度时，体积快速膨胀为原来的3～10倍，其包括：

胶囊外壳

液体或/和固体温控膨胀材料组成；

所述胶囊外壳为耐碱膨胀性强的胶囊型膨胀体材料；满足钻完井阶段堵漏和提高地层承载能力的要求且投产后降解解除地层伤害，在地层高温持续作用一定时间，满足钻井、建井、完井周期要求后，可降解破裂并释放气体和残余膨胀物，解除地层封堵，恢复地层渗透率；

所述液体或/和固体温控膨胀材料为温控膨胀材料类型a或/和温控膨胀材料类型b；

所述液体或/和固体温控膨胀材料为温控膨胀材料类型a时，常温常压下为液体或固体物质A，膨胀原理为物理气化或升华反应：A_{（液或固）}A_（气）↑，地温加热到气化或升华反应温度后物质A变化为气体，膨胀体发生大幅度体积膨胀；该类型物质发生物理气化或升华反应的温度较低，适用于80～150℃的高温深井的漏失性地层；

所述温控膨胀材料类型a为液态的SiCl₄或Br₂；

所述液体或/和固体温控膨胀材料为温控膨胀材料类型b为固体单物质或者混合物B，膨胀原理为物质分解或者化学反应：BC↑+D，地温加热达到物质发生分解或者化学反应温度时生成大量气体C，胶囊型膨胀体发生大幅度体积膨胀；该类型物质发生分解或者化学反应的温度较高，适用于150～450℃超高温超深井-极超高温特深井的漏失性地层；

所述温控膨胀材料类型b为150～250℃化学分解反应硝酸盐类物质；250～350℃发生分解反应的碱式碳酸盐类物质、亚硝酸钠；350～450℃发生分解反应的硫酸铵、硫酸亚铁、氯酸钾等物质。

2.根据权利要求1所述基于地温加热的胶囊型膨胀体，其特征在于，所述胶囊型膨胀体外径在0.1～10 mm。

3.根据权利要求1所述利用该胶囊型膨胀体封堵地层漏失及其提高地层承载能力的方法，其特征在于，当地层发生漏失时，将所述胶囊型膨胀体与钻井液或气体循环介质按比例混合，随钻井液或气体循环介质在钻柱内循环并在压差作用下进入井周较远距离地层的裂缝和孔洞空间，当地温不断加热达到膨胀材料发生物理-化学反应温度时，体积快速膨胀为原来的3～10倍，胶囊型膨胀体弹性变形自适应封堵各种类型的漏失性地层，提高地层承载能力。

4.根据权利要求3所述利用该胶囊型膨胀体封堵地层漏失及其提高地层承载能力的方法，其特征在于，所述胶囊型膨胀体占钻井液体积比例为3%～8%。