一种防封门的弹塑性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，特别是一种防封门的弹塑性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。通过对堵漏现场施工的调研发现，在施工过程中经常会遇到堵漏材料封堵后因为地层的抽吸作用而返吐，导致封堵失效；还有因为堵漏材料粒径不合适或者选取的堵漏材料不合适而导致的封门，使堵漏材料无法进入裂缝形成有效封堵，在后期循环洗井后又产生复漏，其原因在于，现有堵漏材料不具备良好的形变能力。故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，提供了一种防封门的弹塑性钻井复合堵漏剂及其制备方法，用于解决现有技术中堵漏材料形变能力较差，无法进入裂缝形成有效封堵的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供第一解决方案为：提供一种防封门的弹塑性钻井复合堵漏剂，以质量份数计包含以下组分：纤维材料5～20份、刚性材料50～80份以及弹塑性材料10～30份；以质量份数计，弹塑性材料由去离子水、氢氧化钾、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、过硫酸钾、环氧树脂、聚酰胺树脂、双氰胺和2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚制成。

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，弹塑性材料的制备方法具体为：按质量份数取去离子水100份、氢氧化钾5～15份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸20～50份、丙烯酰胺5～12份和过硫酸钾0.1～0.5份，在40℃下混合反应，干燥粉碎后得到初级粉末；按质量分数取初级粉末5～15份、环氧树脂50～80份、聚酰胺树脂20～40份、双氰胺15～25份和2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚0.8～1.2份，在120℃下混合反应，干燥粉碎后得到所述弹塑性材料。

优选的，初级粉末的粒径小于800目。

优选的，弹塑性材料的粒径小于4目。

为解决上述技术问题，本发明提供第二解决方案为：提供一种防封门的弹塑性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防封门的弹塑性钻井复合堵漏剂的制备方法，其步骤包括：制备弹塑性材料；将纤维材料、刚性材料和弹塑性材料按质量比(5～20)：(50～80)：(10～30)在常温常压下混合均匀，制得防封门的弹塑性钻井复合堵漏剂。

其中，制备弹塑性材料的具体步骤为：按质量份数取去离子水100份、氢氧化钾5～15份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸20～50份、丙烯酰胺5～12份和过硫酸钾0.1～0.5份，在40℃下混合反应，干燥粉碎后得到初级粉末；按质量分数取初级粉末5～15份、环氧树脂50～80份、聚酰胺树脂20～40份、双氰胺15～25份和2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚0.8～1.2份，在120℃下混合反应，干燥粉碎后得到所述弹塑性材料。

优选的，初级粉末的粒径小于800目。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供了一种防封门的弹塑性钻井复合堵漏剂及其制备方法，通过将纤维材料、刚性材料以及弹塑性材料三者复配制成新型钻井复合堵漏剂，在压力作用下形变量达到50％，从而保证堵漏材料进入裂缝中，避免在裂缝口堆积封门，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，提供了一种防封门的弹塑性钻井复合堵漏剂，以质量份数计包含以下组分：纤维材料5～20份、刚性材料50～80份以及弹塑性材料10～30份，通过将纤维材料、刚性材料以及弹塑性材料三者进行适宜比例的复配，使所制备的弹塑性钻井复合堵漏剂能够具有良好的形变能力，在应用时能够充分填入到裂缝中，可以在裂缝中形成支撑与驻留，保证堵漏屏障的构成，避免在裂缝口堆积封门。

本实施方式中，以质量份数计，弹塑性材料的粒径小于4目，由去离子水、氢氧化钾、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、过硫酸钾、环氧树脂、聚酰胺树脂、双氰胺和2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚制成。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。

对于本发明提供第二解决方案，提供一种防封门的弹塑性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防封门的弹塑性钻井复合堵漏剂的制备方法，其步骤包括：

(1)制备弹塑性材料。本步骤中，制备弹塑性材料的具体步骤为：按质量份数取去离子水100份、氢氧化钾5～15份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸20～50份、丙烯酰胺5～12份和过硫酸钾0.1～0.5份，在40℃下混合反应，干燥粉碎后得到初级粉末；按质量分数取初级粉末5～15份、环氧树脂50～80份、聚酰胺树脂20～40份、双氰胺15～25份和2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚0.8～1.2份，在120℃下混合反应，干燥粉碎后得到所述弹塑性材料。

(2)将纤维材料、刚性材料和弹塑性材料按质量比(5～20)：(50～80)：(10～30)在常温常压下混合均匀，制得防封门的弹塑性钻井复合堵漏剂。

下面通过具体实施例对上述高强度钻井复合堵漏剂的效果进行表征。下列各实施例中所采用的弹塑性材料，均采用前述弹塑性材料的制备方法制得，仅最终干燥粉碎后的粒径存在差异，具体制备方法为：按质量份数取去离子水100份、氢氧化钾10份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸40份、丙烯酰胺10份和过硫酸钾0.3份，在40℃下混合反应，干燥粉碎后得到初级粉末，初级粉末的粒径小于800目；按质量分数取初级粉末10份、环氧树脂70份、聚酰胺树脂30份、双氰胺20份和2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚1份，在120℃下混合反应，干燥粉碎后得到弹塑性材料。

实施例1

本实施例中，复合堵漏剂以质量份计由20重量份纤维材料、70重量份刚性材料和10重量份的弹塑性材料混合制成。其中，纤维材料为1mm的海泡石纤维；刚性材料以质量份计由10重量份的10～20目云母片，10重量份100目以细的石灰石，20重量份的20～100目石灰石，30重量份10～40目石英砂混合组成；弹塑性材料的粒径为10～20目。

实施例2

本实施例中，复合堵漏剂以质量份计由20重量份纤维材料、70重量份刚性材料和10重量份的弹塑性材料混合制成。其中，纤维材料为1mm的海泡石纤维；刚性材料以质量份计由10重量份的10～20目云母片，10重量份100目以细的石灰石，20重量份的20～100目石灰石，30重量份10～40目石英砂混合组成；弹塑性材料的粒径为6～10目。

对比例1

本实施例中，复合堵漏剂以质量份计由20重量份纤维材料和80重量份刚性材料混合制成。其中，纤维材料为1mm的海泡石纤维；刚性材料以质量份计由10重量份的10～20目云母片，10重量份100目以细的石灰石，20重量份的20～100目石灰石，10重量份的4～10目的石灰石，30重量份10～40目石英砂混合组成。

对比例2

本实施例中，复合堵漏剂以质量份计由20重量份纤维材料和80重量份刚性材料混合制成。其中，纤维材料为1mm的海泡石纤维；刚性材料以质量份计由10重量份的10～20目云母片，10重量份100目以细的石灰石，20重量份的20～100目石灰石，10重量份的6～10目的石灰石，30重量份10～40目石英砂混合组成。

对上述实施例和对比例分别在油基和水基两种不同环境下进行裂缝封堵效果测试，采用裂缝封堵仪进行测试，测试裂缝宽度为2mm，测试温度30℃，测试压力3.5mpa；油基条件下的测试配方为1500ml油基钻井液和300g复合堵漏剂，水基条件下的测试配方为1500ml水基钻井液和300g复合堵漏剂，测试结果如表1所示。无论是油基环境还是水基环境均可以看出，实施例1和2均没有堆积和形成封门的情况，其堵漏材料均集中填充在裂缝处，相对于对比例1和2来说，其裂缝填充效果显著提升。此外，对实施例1和2中的弹塑性材料的形变效果进行测试，在压力作用下形变量可高达50％，证实本发明中防封门的弹塑性钻井复合堵漏剂确实有良好的裂缝填充效果。

表1

区别于现有技术的情况，本发明提供了一种防封门的弹塑性钻井复合堵漏剂及其制备方法，通过将纤维材料、刚性材料以及弹塑性材料三者复配制成新型钻井复合堵漏剂，在压力作用下形变量达到50％，从而保证堵漏材料进入裂缝中，避免在裂缝口堆积封门，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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