[发明专利]井壁加固工作液及其制备方法

说明书

本发明涉及石油钻井工程技术领域，是一种井壁加固工作液及其制备方法，前者包括树脂材料、固化剂、柔性材料和加重材料，后者包括以下步骤：0℃至45℃条件下，控制搅拌转速600rpm至1200rpm，先加入树脂材料，再向树脂材料中加入固化剂，搅拌后得到第一混合物，再向第一混合物中加入柔性材料，搅拌后得到第二混合物，然后向第二混合物中加入加重材料，搅拌后得到井壁加固工作液。本发明得到的井壁加固工作液具有更好的钻进安全性和更好的抗压强度，具有良好的韧性和维持井壁稳定的能力，大幅拓宽了钻井液安全密度窗口，为快速安全钻井提供了保障。

技术领域

本发明涉及石油钻井工程技术领域，是一种井壁加固工作液及其制备方法。

背景技术

在石油钻井中，井眼稳定问题是世界范围内普遍存在的问题。随着我国勘探力度的增加，窄安全密度(压力)窗口下的钻井井壁失稳等技术问题已成为当前钻井界共同关注的重大技术难题。

井壁加固工作液就是在钻穿部分不稳定地层后，为保证下一阶段的安全钻进，对已钻的不稳定地层实施封堵加固，使井壁的稳定性能和承压能力明显提高，从而拓宽安全密度(压力)窗口，降低下部复杂地层的钻井难度。

目前常用的水泥浆在井下凝固后，缺乏韧性，在正常钻完水泥塞后的钻进过程中，上部水泥加固的地层由于钻具的频繁振动极易造成水泥石脱落，容易引起上部加固地层失稳，更为严重的是水泥石的脱落导致钻具卡钻的风险大大增加，对安全钻井不仅没有起到保障的作用，反而造成更大的损失。

发明内容

本发明提供了一种井壁加固工作液及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有水泥浆在井壁加固时存在的稳定性能和承压能力不足、安全密度窗口窄的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种井壁加固工作液，原料按照重量份数计，包括树脂材料30份至60份、固化剂30份至60份、柔性材料5份至10份和加重材料5份至10份，按照下述步骤得到：第一步，常温下，加入所需量的树脂材料，0℃至45℃条件下，控制搅拌转速600rpm至1200rpm，向树脂材料中加入所需量的固化剂，搅拌2h至5h后,得到第一混合物；第二步，0℃至45℃条件下，控制搅拌转速600rpm至1200rpm，向第一混合物中加入所需量的柔性材料，搅拌30min至60min后,得到第二混合物；第三步，0℃至45℃条件下，控制搅拌转速600rpm至1200rpm，向第二混合物中加入所需量的加重材料，搅拌1h至2h后，得到井壁加固工作液。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述树脂材料为质量百分比浓度为40%至70%的双酚A、质量百分比浓度为5%至15%的双环氧乙烷和丁二醇中的两种以上。

上述固化剂为质量百分比浓度为5%至15%的氨基甲烷、质量百分比浓度为10%至25%的苯甲醇和氨基甲酸甲酯中的一种以上。

上述柔性材料为直径在10微米至20微米的纤维。

上述加重材料为重晶石粉或铁矿粉。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种井壁加固工作液的制备方法，按照下述方法进行：第一步，常温下，加入所需量的树脂材料，0℃至45℃条件下，控制搅拌转速600rpm至1200rpm，向树脂材料中加入所需量的固化剂，搅拌2h至5h后,得到第一混合物；第二步，0℃至45℃条件下，控制搅拌转速600rpm至1200rpm，向第一混合物中加入所需量的柔性材料，搅拌30min至60min后,得到第二混合物；第三步，0℃至45℃条件下，控制搅拌转速600rpm至1200rpm，向第二混合物中加入所需量的加重材料，搅拌1h至2h后，得到井壁加固工作液。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述树脂材料为质量百分比浓度为40%至70%的双酚A、质量百分比浓度为5%至15%的双环氧乙烷和丁二醇中的两种以上。