[发明专利]一种铝基封堵防塌剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种铝基封堵防塌剂及其制备方法和应用，所述铝基封堵防塌剂包括黄腐酸铝，利用Al³⁺在pH值变化后生成Al(OH)₃沉淀，能够对不同尺度的微裂缝实现有效的智能封堵，颠覆了封堵剂粒径必须与裂缝尺寸严格匹配的传统封堵方式，使包含其的水基钻井液不再受复杂地层制约，是一种性能优异的自匹配封堵防塌剂。所述铝基封堵防塌剂能够有效控制泥页岩发生渗透水化，并具有良好的抗氧化性和润滑性，使包含其的水基钻井液兼具良好的封堵性能、抗温性能和润滑性能，有利于降低钻井综合成本及环保压力。

技术领域

本发明属于钻井液处理剂技术领域，具体涉及一种铝基封堵防塌剂及其制备方法和应用。

背景技术

伴随着油气勘探技术的快速发展和开发进程的不断加快，勘探开发重点已经由中浅层向深层、超深层发展。受深层的复杂地质构造运动及沉积环境的影响，深层泥页岩中层理裂缝发育、性质硬脆，钻井过程中会有严重的井壁失稳问题，从而带来一系列复杂的井下情况和事故。因此，维持井壁稳定是钻井作业中的重要内容。目前，油基钻井液普遍存在污染问题，而且油基钻屑处理困难，使用成本较高。与油基钻井液相比，水基钻井液具有污染小、成本低的优点；但是，水基钻井液的防塌性能较弱，因此，增强防塌性能是水基钻井液开发的重要研究内容。

CN104263330A公开了一种水基钻井液及其制备方法，其原料是由下述质量比的成分组成：钠膨润土40-60％，钻井液用乳化石蜡10-20％，钻井液用两性离子聚合物强包被剂10-20％，钻井液用防塌降降滤失剂10-20％，两性离子聚合物降粘剂10-20％，水1000％。该水基钻井液与现有的同类产品比较，具有更好的抑制水化作用和有效的封堵微裂缝，大大减少井漏几率，而且对地层污染程度低，安全性高。

CN109294531A公开了一种水基钻井液的复合沥青防塌抑制剂、水基钻井液，所述复合沥青防塌抑制剂包括以下重量份的原料：天然沥青60-80份，十二烷基苯磺酸钠2-5份，乙烯-丙烯酸乙酯1-3份，表面活性剂5-10份，碳纤维5-15份，硬脂酸锌1-3份，硬脂酸钙1-3份，石灰石料粉末10-20份；包含其的水基钻井液的配方如下：蒙脱石1-5份，水100-200份，重晶石20-50份，聚乙二醇1-5份，复合沥青防塌抑制剂5-20份。该水基钻井液可以获得良好的防塌和润滑能力，而且制备方法简单，便于生产。

CN110628398A公开了一种页岩气井用水基钻井液及其生产方法，其原料包括如下组分：水1000份，钠基膨润土45-50份，水溶性抑制加重剂II型500份，水溶性抑制加重剂III型100份，抑制防塌剂无荧光白沥青15-20份，固体聚合醇10-20份，降滤失剂10-20份，聚胺抑制剂0.5-1份，超细碳酸钙20-30份，极压润滑剂10-25份，包被抑制剂0.5-1份；该水基钻井液具有较高的封堵性、抑制性和润滑性，可以满足页岩气水平井的安全钻井需求。

总体而言，目前钻井工程常用的水基钻井液中，常用的封堵处理剂包括沥青类和乳化石蜡类，这类材料的颗粒粒度较大，对于裂缝缝隙尺寸较大的地层封堵效果较好，但是与微纳米尺度的裂缝之间不能形成有效的尺寸匹配，不能形成良好的内泥饼，所以难以实现对微裂缝地层的有效封堵。此外，研究人员也尝试合成聚合物材料作为微纳米裂缝的封堵处理剂，但大部分水基处理剂在高温环境下容易发生热降解和解吸附，且这些改变不可逆，故水基钻井液的热稳定性和氧化安定性也是制约深井超深井钻井成功与否的关键因素。因此，研究抗高温并且具有优异防塌效果的水基钻井液处理剂及钻井液体系，对加快深部地层资源勘探和开发具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铝基封堵防塌剂及其制备方法和应用，所述铝基封堵防塌剂不仅对不同尺寸的裂缝实现智能封堵，而且具有优良的抗温性能和润滑性能，使包含其的水基钻井液不再受复杂地层制约，有利于降低钻井综合成本及环保压力。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种铝基封堵防塌剂，所述铝基封堵防塌剂包括黄腐酸铝。