[发明专利]一种钻井用高强度承压堵漏剂及其应用

说明书

本发明提供了一种钻井用高强度承压堵漏剂及其应用，该堵漏剂包括如下组分：20～30份的PPS塑料类颗粒材料；15～30份的石墨类颗粒材料；35～45份的填充颗粒材料；3～10份的纤维材料；各组分的质量份数之和为100；所述石墨类颗粒材料选自天然石墨颗粒和膨胀石墨颗粒中的一种或多种，尺寸为标准分样筛40～80目；所述填充颗粒材料主要成分为碳酸钙或硅酸盐。该承压堵漏剂主体材料强度高，在井底复杂应力状态下不易发生破碎，配合石墨类颗粒材料、填充颗粒材料和纤维材料能够形成稳定而坚固的封堵层。并且，该承压堵漏剂抗温能力强，不会因为高温引起的材料变质而失效，能够满足深井钻探中提高地层承压能力的需求。

技术领域

本发明属于石油钻井工程堵漏技术领域，特别涉及一种钻井用高强度承压堵漏剂及其应用。

背景技术

随着经济社会的高速发展，能源需求量不断增加，随着浅部地层油气资源的不断开发，采收率不断提高，剩余油含量逐渐下降，新的油气资源勘探转向更深的地层发展。近年来，国内发现的一些大型油气田以及与国外合作的中亚地区的油气田，这些油气资源均位于深层。在油气勘探开发中，钻遇的地层越来越复杂，泥页岩地层的膨胀、坍塌缩颈导致的塌漏同存，以及同一裸眼段存在多套压力层系所导致的喷漏同存问题，导致钻井过程中钻井液安全密度窗口窄。钻井液密度降低容易导致井塌或溢流，而钻井液密度升高即发生漏失，可见钻井液密度可调控的范围极小，对钻井安全施工造成极大的影响。

其中，通过承压堵漏剂来提高地层承压能力，是当前油气钻井工程中扩大钻井液安全密度窗口上限，保证较窄安全密度窗口条件下安全钻进的重要手段。通过向钻井液中添加承压堵漏剂封堵薄弱地层中的裂缝、微裂缝及孔隙，提高地层防破漏的能力是提高地层承压能力的主要途径。承压堵漏剂进入裂缝形成封堵隔墙并对裂缝面形成支撑，在井周产生附加的周向应力，从而提高地层再次破裂的压力，实现提高地层承压能力的目的。

当前，用于提高地层承压能力的堵漏剂主要成分为矿物类、果壳类颗粒材料，如碳酸钙、大理石颗粒、石英砂、核桃壳等。然而，矿物类颗粒材料普遍性脆，在压力作用下极易破碎，颗粒材料的破碎会直接导致已形成的承压封堵层破坏而失效。文献SPE Drilling&Completion,2014,29(03):323～328“On the Shear Degradation of Lost-CirculationMaterials”中，报道了矿物颗粒材料在承压堵漏过程中容易发生破碎，特别是在堵漏浆泵入井内的过程中，就会因为颗粒间以及颗粒与钻具之间的碰撞摩擦而发生尺寸变化，进而影响到承压堵漏施工的效果。

而另外一类承压堵漏常用材料果壳，其在自然状态下坚硬且不易破碎。但经过钻井液浸泡及地层高温作用，果壳类材料容易变软和碳化，导致形成的封堵层破坏，同样影响承压堵漏效果。因此，研究高性能承压堵漏剂，对于有效提高地层承压能力、保证较窄安全密度窗口地层的安全钻进有着重要意义。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种钻井用高强度承压堵漏剂及其应用，本发明提供的堵漏剂能够有效的封堵裂缝漏层，并且在高温高压作用下，具有较好的承压效果。

本发明提供一种钻井用高强度承压堵漏剂，包括如下质量份的组分：

20～30份的PPS塑料类颗粒材料；

15～30份的石墨类颗粒材料；

35～45份的填充颗粒材料；

3～10份的纤维材料；

各组分的质量份数之和为100；

所述石墨类颗粒材料选自天然石墨颗粒和膨胀石墨颗粒中的一种或多种，所述石墨类颗粒材料的尺寸为标准分样筛40～80目；所述填充颗粒材料主要成分为碳酸钙或硅酸盐。

优选地，所述PPS塑料类颗粒材料选自PPS塑料颗粒和增强PPS复合材料颗粒中的一种或多种。