一种深部裂缝性地层随钻堵漏材料组合物及其随钻堵漏浆、制法和其补充时机确定方法技术

本发明专利技术公开了一种深部裂缝性地层随钻堵漏材料组合物及其随钻堵漏浆、制法和其补充时机确定方法。本发明专利技术所述随钻堵漏材料组合物，包括刚性材料、弹性材料和纤维材料，以所述刚性材料为100重量份，所述弹性材料为40～150重量份，所述纤维材料为2～10重量份。本发明专利技术的随钻堵漏浆具有配制简单、封堵效果好、承压能力高、抗裂缝闭合压力高的优势。本发明专利技术所述随钻堵漏材料补充时机确定方法，基于体积法，建立了深井超深井考虑裂缝性地层随钻堵漏材料消耗条件下如何确定随钻堵漏材料补充时机的方法，原理可靠。原理可靠。原理可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种深部裂缝性地层随钻堵漏材料组合物及其随钻堵漏浆、制法和其补充时机确定方法


[0001]本专利技术涉及石油、天然气钻探领域，具体地说，是涉及一种深部裂缝性地层随钻堵漏材料组合物及其随钻堵漏浆、制法和其补充时机确定方法，用于钻井液施工中。

技术介绍

[0002]随着全球能源消耗量的持续增加，常规油气资源已经无法满足日益增长的世界能源需求，油气勘探开发目的层从中浅层向深层超深层快速延伸。据统计，深层、超深层天然气探明可采储量已达729
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108t油当量，占全球总可采储量49.07％。我国70％剩余石油天然气资源位于深部地层，目前已形成塔里木盆地、鄂尔多斯盆地及四川盆地等现实区域。由于超深层油气藏地应力大，储层应力压实作用显著。通常认为，具有勘探开发意义的超深层油气藏普遍具有储层基块致密，天然裂缝、微裂缝发育、压力系数高等特点。发育的天然裂缝既是油气藏开采过程中的主要渗流路径，也是钻完井过程中钻完井液侵入储层的主要通道。钻揭深部油气藏时，通常使用高密度钻井液以平衡地层压力、保证钻井安全。而若钻遇天然裂缝时，钻井液在井底液柱压力作用下极易侵入储层，若钻井液封堵能力不足以封堵裂缝，则裂缝开度将在钻井液液柱压力作用下进一步增大，甚至发生裂缝延伸扩展，最终导致大型漏失，造成严重的储层损害，降低深部油气藏勘探开发效益。
[0003]向钻井液中加入随钻堵漏材料是提高钻井液封堵能力、降低深部地层漏失及储层损害风险的常用做法，目前国内外学者针对随钻堵漏材料的材料类型以及粒径分布的优选开展了大量研究。然而，矿场实践中发现，由于在钻揭深部储层过程中，由于随钻堵漏材料不断进入储层造成的材料消耗，导致随钻堵漏材料封堵效果降低。由于目前还没有形成深部裂缝性地层钻井液随钻堵漏材料添加时机的确定方法，导致矿场实践中在钻井液首次加入随钻堵漏材料后，时常发生补充随钻堵漏材料补充不及时，造成储层发生漏失，诱发严重储层损害的突出问题。

技术实现思路

[0004]鉴于目前没有形成深部裂缝性地层随钻堵漏浆及随钻堵漏材料补充时机确定方法，极易造成深井钻井过程中漏失频发、诱发深部油气藏严重储层损害，严重阻碍深部油气资源的高效开发。本专利技术提出一种深部裂缝性地层随钻堵漏材料组合物及其随钻堵漏浆、制法和其补充时机确定方法，通过优选随钻堵漏材料配方，形成一种适用于深部裂缝性地层的高强度、低损害随钻堵漏浆，同时综合利用材料消耗体积法，结合随钻堵漏材料不同消耗比例下的封堵承压及动态损害评价实验结果，形成一种深部裂缝性地层随钻堵漏材料补充时机确定方法，以降低由于深部裂缝性油气藏钻井过程中由于随钻堵漏浆性能不足、随钻堵漏材料补充不及时造成的井漏等井下复杂，降低深部裂缝性油气藏储层损害风险。
[0005]本专利技术目的之一为提供一种深部裂缝性地层随钻堵漏材料组合物，包括刚性材料、弹性材料和纤维材料，以所述刚性材料为100重量份，所述弹性材料为40～150重量份，
所述纤维材料为2～10重量份。
[0006]优选地，以所述刚性材料为100重量份，所述弹性材料为45～145重量份，所述纤维材料为4～10重量份。
[0007]根据本专利技术，所述刚性材料可以为方解石、核桃壳、碳酸钙的至少一种，所述刚性材料颗粒粒径为30～2500μm。
[0008]其中，所述的方解石颗粒为方解石原矿石通过粉碎后通过一定目数筛布后而获得，可以为50～2250μm，优选的粒径为50～2150μm，方解石颗粒酸溶率超过90％。
[0009]其中，所述的核桃壳颗粒可以为核桃去除核桃仁经过粉碎后通过一定目数筛布后而获得，核桃壳颗粒粒径可以为150～1000μm，优选的粒径为400～800μm，兼具强度和韧性。
[0010]其中，所述的碳酸钙颗粒可以为通过成熟的碳酸钙颗粒制备技术而获得，碳酸钙颗粒粒径可以为33～150μm，优选的粒径为53～83μm。
[0011]所述弹性材料为橡胶和/或弹性石墨，所述弹性材料颗粒粒径为20～1000μm；
[0012]所述橡胶优选为异戊橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶中的至少一种，所述弹性石墨优选为颗粒弹性石墨、低温膨胀石墨、表面改性弹性石墨中的至少一种。
[0013]所述的橡胶颗粒可以为废旧轮胎通过切割破碎后，经过一定目数筛布后获得的，橡胶颗粒粒径可以为150～1000μm，优选为200～800μm。
[0014]所述的弹性石墨可以由重质沥青或热塑性树脂经热处理而得的炭质中间相，用硫酸和浓硝酸的混合液在0～100℃进行热硝化处理得到硝化炭质中间相；硝化炭质中间相具有水溶性基团，当pH>12时能溶解；而当pH<2时得到泥状析出物，该析出物经过滤，干燥成粒状物，得水溶性炭质中间相；再经300℃处理使其膨胀、发泡，然后在2400℃以上石墨化即得到弹性石墨。所述弹性石墨颗粒粒径为20～50μm，更优选为25～50μm。
[0015]根据本专利技术，所述纤维材料包括但不仅限于聚丙烯纤维。其中，所述的聚丙烯纤维是指在聚丙烯的制备过程中或聚丙烯纤维的成形过程中，通过化学或物理方法进行改性所制得的聚丙烯纤维。纤维的外观形态得以改变或纤维的性能改善如对热和光分解的稳定性、抗静电性、防燃性、抑菌性、耐光性、耐磨性、防污性、可染性、收缩性等。所述纤维材料的纤维长度为4～16mm，直径为0.02～0.1mm；更优选的，所述纤维长度为6～10mm，直径为0.05～0.08mm。。
[0016]根据本专利技术，所述刚性材料可采用至少两种不同粒径的刚性材料。
[0017]根据本专利技术，所述随钻堵漏材料粒度分布D90近似于地层裂缝最大开度，进一步述随钻堵漏材料粒度分布D90最大等于地层裂缝最大开度+10％，即与地层裂缝最大开度相比，随钻堵漏材料粒度分布D90最多超过其的10％。
[0018]本专利技术目的之二为提供一种深部裂缝性地层随钻堵漏浆，包含有所述深部裂缝性地层随钻堵漏材料组合物和钻井液。
[0019]根据本专利技术，所述随钻堵漏材料组合物为所述钻井液的1～20％w/v，优选的，所述随钻堵漏材料组合物为所述钻井液的1～18％w/v。
[0020]根据本专利技术，所述钻井液没有具体限定，为常规钻井液，具体可以为油基钻井液和/或水基钻井液。
[0021]在本专利技术中，通过特定含量的刚性材料、弹性材料和纤维材料，能够在裂缝内形成稳定的架桥结构，降低裂缝宽度，提高原水基钻井液固相的承压封堵效果。
[0022]本专利技术目的之三为提供所述的随钻堵漏浆的制备方法，包括将包含所述随钻堵漏材料组合物与所述钻井液在内的组分混合。
[0023]优选的，所述制备方法包括以下步骤：
[0024]S1-1、钻井液取样：可以从现场取样，或者自行配制，配制完成后进行热滚老化；
[0025]S1-2、结合相近邻井成像测井及岩心观察获得的地层裂缝开度资料，基于裂缝性地层防漏堵漏理论，结合钻井液固相粒度分布计算规则，筛选随钻堵漏材料粒径，形成随钻堵漏材料组合物配方，其中随钻堵漏材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深部裂缝性地层随钻堵漏材料组合物，包括刚性材料、弹性材料和纤维材料，以所述刚性材料为100重量份，所述弹性材料为40～150重量份，所述纤维材料为2～10重量份。2.根据权利要求1所述的随钻堵漏材料组合物，其特征在于：以所述刚性材料为100重量份，所述弹性材料为45～145重量份，所述纤维材料为4～10重量份。3.根据权利要求1所述的随钻堵漏材料组合物，其特征在于：所述刚性材料为方解石、核桃壳、碳酸钙中的至少一种，所述刚性材料颗粒粒径为30～2500μm；和/或，所述弹性材料为橡胶和/或弹性石墨，所述弹性材料颗粒粒径为20～1000μm；其中，所述橡胶优选为异戊橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶中的至少一种，所述弹性石墨优选为颗粒弹性石墨、低温膨胀石墨、表面改性弹性石墨中的至少一种；和/或，所述纤维材料为聚丙烯纤维。4.根据权利要求3所述的随钻堵漏材料组合物，其特征在于：所述方解石的粒径为50～2250μm，核桃壳的粒径为150～1000μm，碳酸钙的粒径为33～150μm；优选地，所述方解石的粒径为50～2150μm，核桃壳的粒径为400～800μm，碳酸钙的粒径为53～83μm；和/或，所述橡胶颗粒的粒径优选为150～1000μm，更优选为200～800μm，所述的弹性石墨颗粒粒径20～50μm，优选为25～50μm；和/或，所述纤维材料的纤维长度为4～16mm，直径为0.02～0.1mm；优选的，所述纤维长度为6～10mm，直径为0.05～0.08mm。5.一种深部裂缝性地层随钻堵漏浆，包含有权利要求1～4之任一项所述深部裂缝性地层随钻堵漏材料组合物和钻井液。6.根据权利要求5所述的随钻堵漏浆，其特征在于：所述随钻堵漏材料组合物为所述钻井液的1～20％w/v，优选的，所述随钻堵漏材料组合物为所述钻井液的1～18％w/v。7.一种根据权利要求5或6所述的随钻堵漏浆的制备方法，包括将包含所述随钻堵漏材料组合物与所述钻井液在内的组分混合。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1-1、钻井液取样；S1-2、结合相近邻井成像测井及岩心观察获得的地层裂缝开度资料，基于裂缝性地层防漏堵漏理论，结合钻井液固相粒度分布计算规则，筛选随钻堵漏材料粒径，形成随钻堵漏材料组合物配方，其中随钻堵漏材料粒度分布D90最大为地层裂缝最大开度+10％；S1-3、基于步骤S1-2得到的随钻堵漏材料组合物配方，开展钻井液与所述随钻堵漏材料组合物不同重量体积比的随钻堵漏钻井液体系的承压能力实验和动态损害评价实验，明确最优的随钻堵漏浆配方。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S1-3中，随钻堵漏钻井液体系为钻井液+x
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％随钻堵漏材料组合物，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杜杰，金军斌，李大奇，刘金华，陈曾伟，李凡，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：