一种钻井用微纳米级复合防塌封堵剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及钻井液技术领域，具体公开了一种钻井用微纳米级复合防塌封堵剂及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种钻井用微纳米级复合防塌封堵剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钻井液
，具体是钻井用的防塌封堵添加剂，更为具体的说，是一种钻井用的微纳米级复合防塌封堵剂，以及该复合防塌封堵剂的制备方法
。

技术介绍

[0002]在油气井的钻探过程中，地层的稳定性影响着勘探效益
、
甚至是成败
。
保证和强化地层的稳定性，是油气井钻井过程中必控的重要环节
。
[0003]在实际钻井时，会钻遇各种不稳定性的地层
。
例如，微裂缝和空隙发育的硬脆性页岩地层
、
易破碎地层等，特别是在页岩油气水平井的钻探过程中，钻井目的层是长达超千米的页岩地层，地层不稳定性更为突出
。
[0004]解决这些不稳定性的地层，目前所采用的技术策略主要是采用化学抑制作用和物理封堵作用相结合的方式，通过优选钻井液体系并强化其抑制性
、
封堵性
、
低滤失量等得以实现
。
在易破碎性地层和有高低压力同裸眼井段互存的地层，为了强化地层的稳定性，还需要通过封堵来提高低压地层的承压能力，预防井漏
、
溢流和其它钻井事故的发生，但需要进行专门的提承压施工，即便如此，还不能实现随钻及时封堵来提高地层的承压能力
。
[0005]目前，常用的防塌封堵剂主要以石油沥青
、
石蜡为基础原料，通过化学改性而成，可以在一定程度上预防不稳定地层的掉块和垮塌
。
但是，通过对其改性而成的防塌封堵剂，压力和温度会改变其软化状态，故不能提高已封堵地层的承压能力，且其封堵效果不稳定，易受地温和井筒压力的变化而变化
。
封堵效果的不稳定，必然会导致防塌效果的削弱
。
[0006]检索发现，中国专利文献公开了名称为“一种抗高温封堵防塌剂及其制备方法”（公开号
CN 107090279 A
，公开日
2017
年
08
月
25
日）的技术
。
其披露的防塌剂可应用于
180℃
～
210℃
的钻井环境，在用于超深井深部高温泥岩和破碎性地层坍塌封堵微裂缝时，能够从物理
、
化学耦合作用起到封堵防塌的目的，延长坍塌周期，确保深井钻井的安全，并且该防塌剂能够适配于任意钻井液体系
。
然而，该防塌剂存在制备过程复杂的技术问题，以及适温环境为
180℃
～
210℃
的高温环境，在井底温度较低时封堵效果有限，适用的工况环境受限
。
[0007]因此，为了解决封堵防塌效果随温度变化而削弱的技术问题，以及提高已封堵地层的承压能力，有必要开展新型封堵型防塌材料的研制
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的技术目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种能够稳定井壁
、
预防井漏
、
提高地层承压能力，以及避免温度变化对封堵效果影响的钻井用微纳米级复合防塌封堵剂，以及该复合防塌封堵剂的制备方法
。
[0009]为了实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种钻井用微纳米级复合防塌封堵剂，所述复合防塌封堵剂是由如下质量百分比的原料混合而成：刚性粒子
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
70%
～
75%、
柔性粒子
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20%
～
25%、
表面活性剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
5%
～
10%
；所述刚性粒子为方解石颗粒和微硅粉的混合物；所述柔性粒子为玄武岩纤维粉末和改性木质纤维粉末的混合物
。
[0010]所述刚性粒子的方解石颗粒和微硅粉，以3：2的质量比混合
。
[0011]所述方解石颗粒是由
5000
目方解石颗粒
、3000
目方解石颗粒和
2000
目方解石颗粒以3：3：4的质量比复配而成
。
[0012]所述微硅粉为粒径
100
μ
m
～
200
μ
m
的
SiO2粉末
。
[0013]所述柔性粒子的玄武岩纤维粉末和改性木质纤维粉末，以1：1的质量比混合
。
[0014]所述玄武岩纤维粉末的粒径
≤74
μ
m
；所述改性木质纤维粉末的粒径
≤74
μ
m。
[0015]所述改性木质纤维粉末，为木质纤维粉末在浓度
1%
的碱液水中浸泡
1h
～
2h
后，脱水烘干的物质
。
[0016]所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵
。
[0017]一种上述钻井用微纳米级复合防塌封堵剂的制备方法，所述制备方法包括下列工艺步骤：步骤
1. 将刚性粒子混合均匀；将柔性粒子混合均匀；步骤
2. 将刚性粒子和柔性粒子混合均匀；步骤
3. 用表面活性剂对步骤2混合均匀的物质进行表面覆膜处理，获得钻井用的微纳米级复合防塌封堵剂
。
[0018]本专利技术的有益技术效果是：
1. 本专利技术选用的刚性粒子和柔性粒子具有不受温度变化而改变自身物理状态的特点，封堵效果不易受温度的影响而削弱，因而封堵防塌效果更为稳定，即从材料选型上避免了温度变化对封堵效果的不利影响，能够随钻
、
及时
、
高效地封堵地层的孔隙和微裂缝，防止井壁剥落掉块和垮塌；此外，本专利技术中不含聚合物成分，对钻井液的流变性能影响小，抗高温能力强；
2. 本专利技术针对于低渗
、
微裂缝
、
破碎不稳定
、
薄弱的地层特殊性，将刚性粒子采用多级复配而成，能够形成致密封堵带，提高了封堵微裂缝
、
孔隙地层和易破碎性地层效能的可靠性，有利于提高防塌防漏效果；同时，可消除虚泥饼，扩大井周应力，提高地层承压能力，极大的减少工作液侵入地层，对储层保护效果好；
3. 由于井眼形成后，井壁会产生无数微裂缝，本专利技术将刚性粒子采用特定的多级复配而成，封堵时颗粒可迅速嵌入微裂缝中，同时产生沿井眼切线方向的挤压，无数微裂缝沿切线方向的同时挤压形成“应力笼”，产生众所周知的“桶箍效应”，增大了微裂缝的闭合应力，提高了井眼承压能力和井眼稳定性，即多级配粒子复合可提高已封堵地层的致密性和封堵强度，从而提高地层承压能力和井眼稳定性；
4. 本专利技术对地层孔隙
、
微裂缝的有效封堵，可大大降低地层孔隙
、
微裂缝的压力传递，减少井筒液柱压力对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钻井用微纳米级复合防塌封堵剂，其特征在于，所述复合防塌封堵剂是由如下质量百分比的原料混合而成：刚性粒子
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
70%
～
75%、
柔性粒子
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20%
～
25%、
表面活性剂
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
5%
～
10%
；所述刚性粒子为方解石颗粒和微硅粉的混合物；所述柔性粒子为玄武岩纤维粉末和改性木质纤维粉末的混合物
。2.
根据权利要求1所述钻井用微纳米级复合防塌封堵剂，其特征在于：所述刚性粒子的方解石颗粒和微硅粉，以3：2的质量比混合
。3.
根据权利要求1或2所述钻井用微纳米级复合防塌封堵剂，其特征在于：所述方解石颗粒是由
5000
目方解石颗粒
、3000
目方解石颗粒和
2000
目方解石颗粒以3：3：4的质量比复配而成
。4.
根据权利要求1所述钻井用微纳米级复合防塌封堵剂，其特征在于：所述微硅粉为粒径
100
μ
m
～
200
μ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：铁忠银，朱光芹，白龙，周成华，伏松柏，李为亮，蔡静，张鸿鹄，奉庆萤，
申请(专利权)人：中石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院，
类型：发明
国别省市：