一种水基钻井液用固结承压堵漏剂与堵漏浆的制作方法

本发明涉及石油钻井工程，具体地涉及一种水基钻井液用固结承压堵漏剂与堵漏浆。

背景技术：

1、在石油勘探开发过程中，井漏是最为常见的一种复杂现象；随着复杂区块井的增加，井漏问题已严重制约了勘探开发进程。目前钻遇漏失层段后，施工现场一般使用桥接堵漏剂、高失水堵漏剂、水泥浆来进行堵漏施工。桥接堵漏剂桥接颗粒选择不易与漏失通道孔径相匹配，导致堵漏成功率低。高失水堵漏剂因形成的饼塞不易被破坏，堵漏成功率高等被现场广泛接纳，但也因使用不便，施工前需起钻更换钻具组合，配制前需清洗配制罐、堵漏塞浸泡后不硬化及沉降稳定性差等，受到现场诟病。水泥浆由于其密度高(达1.85g/cm3以上)、粘度低，不能有效在漏失通道中滞留，且稠化时间、固化时间难以控制，抗污染能力差，施工安全难以保证，堵漏施工后在井筒形成的塞子过硬，钻塞时易出现新井眼，对井内原有钻井液性能污染较大，尤其是产层堵漏后不能酸化解堵，影响产量。

2、综上所述，现有的堵漏材料存在桥接匹配性差、使用不便、驻留性弱、固结体强度过高等不足。为了解决井漏、提高地层承压能力，总结以往堵漏材料，有待开发一种使用方便、易桥接匹配、驻留强、固结体抗压强度适中且封堵强度高的新型固结承压堵漏剂。

技术实现思路

1、为了解决如前文所述的现有技术中的问题，本发明提供了一种水基钻井液用固结承压堵漏剂、堵漏浆。本发明的堵漏剂具有驻留性强、固结体抗压强度适宜、封堵强度高的优点。

2、为了达到上述的目的，根据本发明的第一方面，提供了一种水基钻井液用固结承压堵漏剂，其包括如下质量份的组分：

3、复合刚性颗粒30～40份，纤维绒3～5份，固化剂40～50份，增强剂5～10份，缓凝剂2～3份；

4、其中，所述固化剂包括氧化镁和硫酸镁。

5、本发明提供了一种新型的钻井液用固结承压堵漏剂，其应用了氧化镁和硫酸镁作为固化剂，其与水混合时，能够形成一种mgo-mgso4-h2o三元胶凝体系，其能够快速形成高强度胶结体。

6、堵漏剂中所含纤维绒能增加堵漏剂悬浮稳定性，固化剂与水接触后呈乳液有一定的稠度，两者共同提高了堵漏剂的驻留性。

7、本发明将“滤失固结”、“整体固结”结合在了一起，解决了除桥塞类堵漏剂外的其他堵漏剂基本不能在原井浆中配制堵漏浆的问题、解决了桥塞类堵漏剂不能固结易复漏的问题、解决了遇大漏不得不起钻换光钻杆进行堵漏作业的问题、解决了恶性漏失常常不得不打水泥堵漏的问题、解决了水泥凝固后强度太高易钻出新井眼的问题、解决了打水泥和钻水泥塞对钻井液性能污染严重的问题，解决了堵漏过程中的油层保护问题。

8、当本发明的堵漏剂被作为堵漏浆使用时，堵漏浆进入小孔的孔隙裂缝，被纤维缠绕的复合刚性颗粒迅速在漏层的吼道处架桥，在压差的作用下堵漏浆发生快速滤失，固相高度聚集而形成塞子，进而固结成高强度的堵塞，固结体中的增强剂使地层承压能力得到进一步提高。而堵漏浆进入大孔的孔隙裂缝时，因堵漏剂粒径远小于孔隙直径，根据“平衡原理”，堵漏浆进入漏层过程中，由于堵漏浆良好的驻留性，能在漏层和井筒之间形成连续堵漏浆体，在地温和压力的作用下，逐步固化形成固结体，固结体中的增强剂使地层承压能力得到进一步提高。在本发明中，所指“小孔”是平均孔宽小于100μm的孔隙，所指“大孔”是平均孔宽超过100μm的孔隙。

9、在本发明一种优选的实施方式中所述复合刚性颗粒包括组分a颗粒和组分b颗粒混合配制而成；

10、其中，所述组分a包括锰方解石和/或锌方解石；优选地，所述组分a的粒径小于等于325目；

11、其中，所述组分b包括玻璃钢复合树脂和/或改性有机硅树脂；优选地，所述组分b的粒径小于等于300目。优选上述的粒径，更加有利于使固结体骨架填充致密坚实。其中，所述的改性有机硅树脂在500℃下具有良好的耐热性能。

12、本发明的组分中，复合刚性颗粒的粒径小，钻井液能漏失的通道均能进入。组分b的树脂密度相对较低(1.6～1.8g/cm3)、机械强度高，有利于悬浮和提供固结体骨架支撑；组分a的无机矿物密度在2.6-2.8g/cm3之间，其颗粒粉末较易悬浮，莫氏硬度高达5.0，抗压强度高，能够使固结体骨架填充致密坚实。

13、在本发明一种优选的实施方式中，所述组分a和所述组分b的质量比为2～3：1～2。

14、在本发明一种优选的实施方式中，所述纤维绒的长径比为30～50:1，直径为20～40微米。

15、在本发明一种优选的实施方式中，所述纤维绒包括氧化铝纤维和竹纤维；优选地，所述氧化铝纤维和所述竹纤维的质量比为1～2：2～4。作为优选的氧化铝纤维具有柔软、弹性好、耐热性好的优点，其使用温度可以达到1450～1600℃。金属氧化物纤维还能够提高堵漏剂的酸溶率。作为优选的竹纤维具有强毛细血管效应，其附着力强、悬浮性好、耐高温。优选这两种材料作为纤维绒，更加有利于堵漏剂在高温下保持性能稳定，特别是，将其作为堵漏浆应用时，能够更好地保持驻留性。

16、在本发明一种优选的实施方式中，所述氧化镁和所述硫酸镁的质量比为4～5：1～2。

17、在本发明一种优选的实施方式中，所述增强剂包括活性硅酸钙。所述的活性硅酸钙具有完整的针状晶体结构，粒度极细，表面存在活性官能团，具有较强的补强性能。所述的活性官能团包括硅氧基和/硅醇基。

18、在本发明一种优选的实施方式中，所述缓凝剂包括柠檬酸和硼酸；

19、优选地，所述柠檬酸和所述硼酸的质量比为1：1～2。根据上述优选的条件复配有机和无机缓蚀剂，有利于延长缓凝时间。

20、根据本发明的另一方面，提供了一种堵漏浆，其由上述的水基钻井液用固结承压堵漏剂制备得到。

21、在实际的使用中，根据本发明配置得到的堵漏浆封堵不同尺寸孔隙或裂缝时，存在不同的作用机理。

22、当封堵“小孔”(孔隙宽度小于100μm)时，被纤维缠绕的复合刚性颗粒迅速在漏层的吼道处架桥，在压差的作用下堵漏浆发生快速滤失，固相高度聚集而形成塞子，进而固结成高强度的堵塞，固结体中的增强剂使地层承压能力得到进一步提高。

23、当封堵“大孔”(孔隙宽度超过100μm)时，因堵漏剂粒径远小于孔隙直径，根据“平衡原理”，堵漏浆进入漏层过程中，由于堵漏浆良好的驻留性，能在漏层和井筒之间形成连续堵漏浆体，在地温和压力的作用下，逐步固化形成固结体，固结体中的增强剂使地层承压能力得到进一步提高。

24、在本发明一种优选的实施方式中，所述堵漏浆的制备方法包括：

25、将复合刚性颗粒、纤维绒、固化剂、增强剂、缓凝剂混合后，得到所述水基钻井液用固结承压堵漏剂；

26、将所述水基钻井液用固结承压堵漏剂与水或水基钻井液混合，得到所述堵漏浆。

27、在实际的实施过程中，上述的水基钻井液可以由本领域技术人员参考已公开的现有技术配置得到。

28、相对于现有技术而言，本发明具有的有益效果包括：

29、1、可以同步实现滤失固结和整体固结两种堵漏效力，使用方便，无需清罐及更改钻具组合。

30、2、沉降稳定性高。

31、3、固结体24h强度适中但封堵强度高，封堵强度高，扫塞时可轻松钻开，对钻井液影响较小，适用于各体系水基钻井液。