一种高强度钻井复合堵漏剂及其制备方法与流程

本发明涉及油气田勘探开发堵漏技术领域，特别是一种高强度钻井复合堵漏剂及其制备方法。

背景技术：

目前，漏失是钻井过程中常遇到的问题，严重时可能导致卡钻、井垮甚至需要填井侧钻，会带来巨大的经济损失。现有技术中使用的常规封堵材料一般为单封、核桃壳、棉籽壳、云母片类，该类材料承压能力有限，而且抗温能力差，在高温条件下容易碳化，影响封堵效果。股需要提出一种新的钻井堵漏剂用于解决现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种高强度钻井复合堵漏剂及其制备方法，用于解决现有技术中钻井用的封堵材料存在承压能力差、抗高温能力差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供第一解决方案：提供一种高强度钻井复合堵漏剂，以质量份数计包含以下组分：纤维材料5～25份、刚性材料40～60份以及高强度抗温材料15～40份；以质量份数计，高强度抗温材料由环氧丙烷丙烯醚7～15份、丙烯酸羟乙酯3～8份、丙烯酸缩水甘油25～35份、氨基苯酚10～20份和去离子水35～50份制成。

优选的，纤维材料的长度小于3mm，并且由碳纤维、聚酯纤维、海泡石纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、石膏纤维中的一种或多种的混合物。

优选的，刚性材料的粒径小于4目，并且由大理石、石灰石、河沙、云母片、硅灰石中的一种或多种的混合物。

其中，高强度抗温材料的制备方法具体为：按质量份数取环氧丙烷丙烯醚7～15份、丙烯酸羟乙酯3～8份、丙烯酸缩水甘油25～35份、氨基苯酚10～20份和去离子水35～50份，在80℃条件下混合反应4h，得到初始混合溶液；自然冷却后加入占初始混合溶液质量1.5％的氢氧化钠溶液，在50℃条件下混合反应4h，自然冷却后水洗、干燥，得到高强度抗温材料。`

优选的，氢氧化钠溶液的质量浓度为10％。

优选的，高强度抗温材料的粒径小于4目。

为解决上述技术问题，本发明提供第二解决方案：提供一种高强度钻井复合堵漏剂的制备方法，其步骤包括：制备高强度抗温材料；将纤维材料、刚性材料和高强度抗温材料按质量比(5～25)：(40～60)：(15～40)在常温常压下混合均匀，制得高强度钻井复合堵漏剂。

其中，制备高强度抗温材料的具体步骤为：按质量份数取环氧丙烷丙烯醚7～15份、丙烯酸羟乙酯3～8份、丙烯酸缩水甘油25～35份、氨基苯酚10～20份和去离子水35～50份，在80℃条件下混合反应4h，得到初始混合溶液；自然冷却后加入占初始混合溶液质量1.5％的氢氧化钠溶液，在50℃条件下混合反应4h，自然冷却后水洗、干燥，得到高强度抗温材料。

优选的，氢氧化钠溶液的质量浓度为10％。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供一种高强度钻井复合堵漏剂及其制备方法，通过将纤维材料、刚性材料以及高强度抗温材料三者复配制成新型钻井复合堵漏剂，其应用时承压能力达到7mpa以上，抗温达到200℃以上，相较传统的堵漏剂有显著的提升，并且该钻井复合堵漏剂对油基钻井液和水基钻井液均适用。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。

对于本发明的第一解决方案，提供了一种高强度钻井复合堵漏剂，以质量份数计，该高强度钻井复合堵漏剂包含以下组分：纤维材料5～25份、刚性材料40～60份以及高强度抗温材料15～40份，通过将纤维材料、刚性材料和高强度抗温材料进行适宜复配，使所制备的高强度钻井复合堵漏剂在应用时承压能力和抗温能力均显著增强。下面对本实施方式中所采用的各组分物质进行详细介绍。

本实施方式中，以质量份数计，高强度抗温材料由环氧丙烷丙烯醚7～15份、丙烯酸羟乙酯3～8份、丙烯酸缩水甘油25～35份、氨基苯酚10～20份和去离子水35～50份制成。纤维材料的长度小于3mm，并且由碳纤维、聚酯纤维、海泡石纤维、玄武岩纤维、玻璃纤维、石膏纤维中的一种或多种的混合物。刚性材料的粒径小于4目，并且由大理石、石灰石、河沙、云母片、硅灰石中的一种或多种的混合物。

对于本发明的第二解决方案，提供一种高强度钻井复合堵漏剂的制备方法，用于制备前述第一解决方案中的高强度钻井复合堵漏剂，其步骤包括：

(1)制备高强度抗温材料。本步骤中，制备高强度抗温材料的具体步骤为：按质量份数取环氧丙烷丙烯醚7～15份、丙烯酸羟乙酯3～8份、丙烯酸缩水甘油25～35份、氨基苯酚10～20份和去离子水35～50份，在80℃条件下混合反应4h，得到初始混合溶液；自然冷却后加入占初始混合溶液质量1.5％的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的质量浓度为10％，在50℃条件下混合反应4h，自然冷却后水洗、干燥，得到高强度抗温材料。其中，加入氢氧化钠溶液的目的是为了调节初始混合液的ph值，进一步加强生成物的强度。

(2)将纤维材料、刚性材料和高强度抗温材料按质量比(5～25)：(40～60)：(15～40)在常温常压下混合均匀，制得高强度钻井复合堵漏剂。

下面通过具体实验对上述高强度钻井复合堵漏剂的效果进行表征。

实施例1

本实验中，按质量份数取环氧丙烷丙烯醚10份、丙烯酸羟乙酯5份、丙烯酸缩水甘油30份、氨基苯酚15份和去离子水40份，在80℃条件下混合反应4h，得到初始混合溶液；自然冷却后加入占初始混合溶液质量1.5％的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的质量浓度为10％，在50℃条件下混合反应4h，自然冷却后水洗、干燥，得到高强度抗温材料；将高强度抗温材料25份，海泡石纤维10份，碳纤维5份，河沙10份，石灰石30份，云母片20份进行混合，得到复合堵漏剂，所制备的复合堵漏剂的粒径为10～20目。

对比例1

本对比例1中，按质量份数取海泡石纤维20份，碳纤维10份，河沙10份，石灰石30份，云母片30份进行混合，得到堵漏剂，所制备的堵漏剂的粒径为10～20目。

对比例2

本对比例2采用12～20目单封堵漏剂。

对比例3

本对比例3采用10～20目核桃壳。

对比例4

本对比例4采用10～20目棉籽壳。

将上述制备的复合堵漏剂分成十组，其中五组分别在30℃、100℃、150℃、200℃、250℃条件下养护4h，在7mpa高压下挤压5min后的筛余；另外五组分别在30℃、100℃、150℃、200℃、250℃条件下养护4h，在10mpa高压下挤压5min后的筛余；将所有筛余结果进行统计，结果如表1所示。本领域技术人员易知，筛余目数与抗温抗压能力是呈正相关关系的，筛余越大，说明抗温抗压能力越强。由表1可以看出，传统常用的封堵方式如对比例1～4，在不同温度不同压力下的筛余量均低于实施例1，即证明本发明方案所制备的复合堵漏剂优于现有技术中的堵漏剂，并且该复合堵漏剂在承压达到7mpa以上、温度达到200℃以上时，仍具有较高的筛余量，证明该复合堵漏剂具有优异的抗温抗压效果，且对油基钻井液和水基钻井液均适用。

表1不同温度不同压力下的筛余量百分数对比表

区别于现有技术的情况，本发明提供一种高强度钻井复合堵漏剂及其制备方法，通过将纤维材料、刚性材料以及高强度抗温材料三者复配制成新型钻井复合堵漏剂，其应用时承压能力达到7mpa以上，抗温达到200℃以上，相较传统的堵漏剂有显著的提升，并且该钻井复合堵漏剂对油基钻井液和水基钻井液均适用。

需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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