本发明涉及石油钻井工程中的钻井液堵漏
技术领域：
，尤其是一种钻井液用桥堵增效剂。
背景技术：
：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、超深井的增加，井漏问题已严重制约了勘探开发进程，然而传统堵漏很难一两次就能堵漏成功，往往是通过多次反复封堵最终才能解决，成功率极低。并且井漏的发生均为地层承压能力差导致的。为了解决井漏、提高地层承压能力，减少井漏发生几率，从而减少经济损失，推进勘探开发步伐，对堵漏材料和堵漏技术的研究应用必然加大。目前国内各大油田在钻井工程中发生井漏绝大部分处理方式首先采用桥接堵漏材料进行堵漏施工，在多次使用桥堵材料进行堵漏施工后，仍不能完全封堵漏层的情况下；才会选择水泥或其它材料。桥接堵漏最大的难题是颗粒级配，往往出现级配不合理导致多次堵漏失败，浪费时间、浪费财力，且很多时候堵漏不彻底，堵完之后漏速减小，但依然出现渗漏或承压能力低的情况。出现上述情况的主要原因是颗粒级配不和理，粒径太粗会封门，粒径太小堵漏剂难以在漏失通道有效驻留。且漏失通道中含有微裂缝，桥堵材料难以进入进行有效封堵。技术实现要素：本发明为了提高桥塞堵漏的成功率，提供一种钻井液用桥堵增效剂。本发明提供的钻井液用桥堵增效剂，包括如下质量百分比的组分：木质纤维20～40％、无机矿物纤维35～40％、无机刚性颗粒20～30％、无机增强剂5～10％。其中，所述无机刚性颗粒为粒径200目的树脂砂或树脂砂与陶瓷粉体的复配物。所述木质纤维为长度1～3mm，直径0.5～15um的松树纤维或杨树纤维，或两者的复配物。所述无机矿物纤维为水镁石纤维、硅酸铝纤维、碳纤维三者的组合。其中，水镁石纤维长度1～3mm，直径0.5～16um。硅酸铝纤维长度2～4mm，直径0.7～20um。碳纤维长度1～4mm，直径0.5～18um。水镁石纤维、硅酸铝纤维、碳纤维的质量比为5:4:1。所述陶瓷粉体为2500目、1500目、800目三种粒径的复配物。2500目陶瓷粉体、1500目陶瓷粉体、800目陶瓷粉体的复配质量比为(4～5)：(2～4)：(1～3)。所述无机增强剂为粒径300目的铝渣。一种优选方案，所述钻井液用桥堵增效剂，各组分的质量比为：木质纤维30％、无机矿物纤维40％、树脂砂25％、无机增强剂5％。另一种优选方案，所述钻井液用桥堵增效剂，各组分的质量比为：木质纤维40％、无机矿物纤维30％、树脂砂与陶瓷粉体等质量比的复配物20％、无机增强剂10％。按照上述组份配比及级配的物质混合均匀即可得到桥堵增效剂产品。与现有技术相比，本发明的有益之处在于：(1)本发明的桥堵增效剂由多种复合纤维在堵漏浆中互相穿插、缠绕、包裹复配进堵浆的颗粒类材料，使分开的单颗粒材料组合成多颗粒材料，且易弯曲及形变，能有效增强堵漏浆的架桥能力及驻留能力，进入漏失通道后易挂阻架桥，从而提高桥塞堵漏成功率。而且，被缠绕、包裹的颗粒材料进入漏失通道后，形成的堵塞具有一定的形变能力，在井下压力波动时，也能改变其形态，从而避免堵塞结构被破坏导致的钻井液再次渗漏形成漏失。(2)通过微纤维和微颗粒的复配使用，能有效对微裂缝进行封堵及提高桥塞的致密性从而增强承压能力。模拟孔隙及微裂缝测试实验研究结果显示，本发明的桥堵增效剂，即使是用清水配制的试验浆料，承压能力也超过7mpa。本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1一种钻井液用桥堵增效剂的组分及质量比：30％松树木质纤维、40％无机矿物纤维、25％树脂砂、5％无机增强剂；其中无机矿物纤维级配如下：水镁石纤维：硅酸铝纤维：碳纤维＝5:4:1。各组分混合均匀后即可得产品。实施例2一种钻井液用桥堵增效剂的组分及质量比：40％杨树木质纤维，30％无机矿物纤维，20％树脂砂与陶瓷粉体等质量比的复配物，10％无机增强剂；其中无机矿物纤维级配如下：水镁石纤维：硅酸铝纤维：碳纤维＝5:4:1；其中陶瓷粉体颗粒级配比如下：陶瓷粉体(2500目)：陶瓷粉体(1500目)：陶瓷粉体(800目)＝4：4：2各组分混合均匀后即可得产品。实施例3一种钻井液用桥堵增效剂的组分及质量比：35％松树纤维和杨树纤维等质量比的混合物，35％无机矿物纤维，20％树脂砂，10％无机增强剂；其中无机矿物纤维级配如下：水镁石纤维：硅酸铝纤维：碳纤维＝5:4:1。各组分混合均匀后即可得产品。实施例4一种钻井液用桥堵增效剂的组分及质量比：30％松树纤维和杨树纤维等质量比的混合物，35％无机矿物纤维，25％树脂砂与陶瓷粉体等质量比的复配物，10％无机增强剂；其中无机矿物纤维级配如下：水镁石纤维：硅酸铝纤维：碳纤维＝5:4:1；其中陶瓷粉体颗粒级配比如下：陶瓷粉体(2500目)：陶瓷粉体(1500目)：陶瓷粉体(800目)＝4：3：4。各组分混合均匀后即可得产品。采用实施例1-4制备的桥堵增效剂进行以下实验：一、封堵能力评价实验1、模拟孔隙及微裂缝(1)实验仪器ggs-71型高温高压滤失仪。(2)试样浆配制：量取蒸馏水400ml，在高速搅拌下加入氢氧化钠0.4g(精确至0.01g)，高速搅拌5min，调节ph值9-10，再加入实施例中制备的桥堵增效剂16.0g(精确至0.01g)，高速搅拌10min，再加黄原胶(xc)1.6g(精确至0.01g)，高速搅拌30min，即成试样浆。对比例1：量取蒸馏水400ml，在高速搅拌下加入氢氧化钠0.4g(精确至0.01g)，高速搅拌5min，调节ph值9-10，再加黄原胶(xc)1.6g(精确至0.01g)，高速搅拌30min，即成对比样1。对比例2：量取蒸馏水400ml，在高速搅拌下加入氢氧化钠0.4g(精确至0.01g)，高速搅拌5min，调节ph值9-10，加入松树纤维和杨树纤维等质量比的混合物16.0g(精确至0.01g)，高速搅拌10min，再加黄原胶(xc)1.6g(精确至0.01g)，高速搅拌30min，即对比样2。对比例3：量取蒸馏水400ml，在高速搅拌下加入氢氧化钠0.4g(精确至0.01g)，高速搅拌5min，调节ph值9-10，加入无机矿物纤维16.0g(精确至0.01g)，高速搅拌10min，再加黄原胶(xc)1.6g(精确至0.01g)，高速搅拌30min，即对比样3。对比例4：量取蒸馏水400ml，在高速搅拌下加入氢氧化钠0.4g(精确至0.01g)，高速搅拌5min，调节ph值9-10，加入松树纤维和杨树纤维等质量比的混合物8.0g和无机矿物纤维8.0g(精确至0.01g)，高速搅拌10min，再加黄原胶(xc)1.6g(精确至0.01g)，高速搅拌30min，即对比样4。(3)测试步骤：使用ggs-71型高温高压滤失仪作为测试仪器；钻井液杯不加滤纸加滤网，加入20目～40目干燥洁净的河砂500g，在下通气阀杆打开状态下，用小铁棒将河砂插紧压实铺平；将上述试样浆用玻璃棒引流缓慢加入150ml至高温高压钻井液杯中；装好杯上盖，开启上阀杆再缓慢加压至0.7mpa，稳压15min，然后缓慢均匀加压至7.0mpa，稳压30min。(4)判定方法无滤失则承压成功。(5)测试结果见下表1。表1、模拟孔隙及微裂缝测试样品名称测试压力(mpa)测试结果实施例17合格实施例27合格实施例37合格实施例47合格对比例10.7滤失对比例20.7滤失对比例30.7滤失对比例40.7滤失2、模拟裂缝实验(1)实验仪器qd-2型堵漏材料试验装置。(2)试样浆配制基浆：量取2000ml蒸馏水，在低速搅拌器搅拌条件下加入膨润土160.0g，碳酸钠2.00g(精确至0.01g)，累计搅拌1h，室温下密闭放置16h备用。试验浆：取上述配制好的基浆2000ml，依次加入80.0g实施例制备的桥堵增效剂，核桃壳150.0g(1～2mm)，云母片(1～2mm)100.0g，搅拌30min。对比例1：取上述配制好的基浆2000ml，依次加入80.0g松树纤维和杨树纤维等质量比的混合物，核桃壳150.0g(1～2mm)，云母片(1～2mm)100.0g，搅拌30min。对比例2：取上述配制好的基浆2000ml，依次加入80.0g无机矿物纤维，核桃壳150.0g(1～2mm)，云母片(1～2mm)100.0g，搅拌30min。对比例3：取上述配制好的基浆2000ml，依次加入40.0g松树纤维和杨树纤维等质量比的混合物和40g无机矿物纤维，核桃壳150.0g(1～2mm)，云母片(1～2mm)100.0g，搅拌30min。(3)测试方法：将2mm缝板装在qd-2型堵漏材料试验装置的球阀接头内台阶上，旋紧出口弯管，打开球阀，在出口下方放一液体接纳容器。将2000ml配制好的试验浆注入堵漏材料装置中，旋紧罐盖，连接加压管线，静置5min。打开排放口，打开气源加压，先加0.7mpa压力，稳压15min后，缓慢加压至10mpa，稳压30min停止加压，测量其滤失量。(4)判定方法滤失量低于1000ml即为合格。(5)测试结果见下表2表2、模拟裂缝测试结果样品名称测试压力(mpa)滤失量(ml)测试结果实施例110430合格实施例210380合格实施例310480合格实施例410400合格对比例13大于1000不合格对比例24.5大于1000不合格对比例35.5大于1000不合格3、抗温性测试(2mm缝板)(1)测试仪器：采用本申请人在先申请的专利202022642932.x一种便携式承压堵漏仪。(2)基浆配方：4％坂土浆 0.3kpam 0.5％聚胺 1％pac-lv 7％kcl 8％smp-ⅱ 8％spnh 3％ft-1 2％rhpej-3 3％qs-2 重晶石(加重至1.6g/cm3)。(3)试验浆配方：a.基浆 5％核桃壳10-20目 5％云母1-2mm 2％方解石10-20目 3％随钻堵漏剂 3％实施例1b.基浆 5％核桃壳10-20目 5％云母1-2mm 2％方解石10-20目 3％随钻堵漏剂 3％实施例2c.基浆 5％核桃壳10-20目 5％云母1-2mm 2％方解石10-20目 3％随钻堵漏剂 3％实施例3d.基浆 5％核桃壳10-20目 5％云母1-2mm 2％方解石10-20目 3％随钻堵漏剂 3％实施例4(4)实验测试方法a.按上述基浆配方配制基浆，取400ml基浆倒入浆杯备用，按上述试验浆配方配制试样浆；b.浆杯放置在高速搅拌器上，转速调整至11000rpm，开启搅拌器，加入相应的材料；c.搅拌完成后，倒入老化罐，在260℃下养护16h；d.养护完成后，倒出实验浆，持续搅拌10min；搅拌完成后倒入实验装置(202022642932.x一种便携式承压堵漏仪)开启实验，实验结果见表3。表3、材料抗温性测试4、桥堵材料增效评价：(1)实验仪器qd-2型堵漏材料试验装置。(2)试样浆配制方法基浆：量取3000ml蒸馏水，在低速搅拌器搅拌条件下加入膨润土240.0g，碳酸钠3g(精确至0.01g)，累计搅拌1h，室温下密闭养护16h备用。试验浆：取3000ml基浆，依次加入75.0g桥堵增效剂试样，核桃壳150.0g(1mm)，云母片(1mm)150.0g，搅拌30min。(3)测试方法：将2mm缝板装在qd-2型堵漏材料试验装置的球阀接头内台阶上，旋紧出口弯管，打开球阀，在出口下方放一液体接纳容器；将3000ml配制好的试验浆注入堵漏材料装置中，旋紧罐盖，连接加压管线，打开排放口，打开气源加压，加0.7mpa压力，稳压15min，之后每间隔30s增加0.5mpa压力，直到将压力增加至10mpa，稳压30min停止加压。(4)判定方法测量其滤失量，滤失量低于1000ml即为合格。桥堵材料增效对比评价结果见表4，与其他桥堵材料雷特纤维、竹纤维、棉籽壳和石棉纤维进行比较。表4、桥堵材料增效对比评价表通过上述实验表明：未加入本发明实施例的桥堵增效剂都在加压过程中全部漏失；加入实施例桥堵增效剂后的堵漏浆能轻松加压至10mpa，并能稳压30min，且漏失量远远低于1000ml。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。当前第1页1 2 3
技术特征：1.一种钻井液用桥堵增效剂，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：
木质纤维20～40％、无机矿物纤维35～40％、无机刚性颗粒20～30％、无机增强剂5～10％；所述无机刚性颗粒为粒径200目的树脂砂或树脂砂与陶瓷粉体的复配物；所述无机矿物纤维为水镁石纤维、硅酸铝纤维、碳纤维三者的组合；其中，水镁石纤维长度1～3mm，直径0.5～16um，硅酸铝纤维长度2～4mm，直径0.7～20um，碳纤维长度1～4mm，直径0.5～18um；水镁石纤维、硅酸铝纤维、碳纤维的质量比为5:4:1。
2.如权利要求1所述的钻井液用桥堵增效剂，其特征在于，所述木质纤维为长度1～3mm，直径0.5～15um的松树纤维或杨树纤维，或两者的复配物。
3.如权利要求1所述的钻井液用桥堵增效剂，其特征在于，所述陶瓷粉体为2500目、1500目、800目三种粒径的复配物。
4.如权利要求3所述的钻井液用桥堵增效剂，其特征在于，2500目陶瓷粉体、1500目陶瓷粉体、800目陶瓷粉体的复配质量比为(4～5)：(2～4)：(1～3)。
5.如权利要求1所述的钻井液用桥堵增效剂，其特征在于，所述无机增强剂为粒径300目的铝渣。
6.如权利要求5所述的钻井液用桥堵增效剂，其特征在于，各组分的质量比为：木质纤维30％、无机矿物纤维40％、树脂砂25％、无机增强剂5％。
7.如权利要求5所述的钻井液用桥堵增效剂，其特征在于，各组分的质量比为：木质纤维40％、无机矿物纤维30％、树脂砂与陶瓷粉体等质量比的复配物20％、无机增强剂10％。
技术总结本发明公开了一种钻井液用桥堵增效剂，其包括如下质量百分比的组分：木质纤维20～40％、无机矿物纤维35～40％、无机刚性颗粒20～30％、无机增强剂5～10％。无机刚性颗粒为粒径200目的树脂砂或树脂砂与陶瓷粉体的复配物；无机矿物纤维为水镁石纤维、硅酸铝纤维、碳纤维三者的组合；水镁石纤维长度1～3mm，直径0.5～16um，硅酸铝纤维长度2～4mm，直径0.7～20um，碳纤维长度1～4mm，直径0.5～18um；水镁石纤维、硅酸铝纤维、碳纤维的质量比为5:4:1。本发明的桥堵增效剂中通过微纤维和微颗粒的配合使用，能有效对微裂缝进行封堵及提高桥塞的致密性从而增强承压能力。
技术研发人员：黄旭东;谢奇;何亚聪;申威;申杨傲穹;李婷
受保护的技术使用者：成都汉元君业油田技术有限公司
技术研发日：2020.12.09
技术公布日：2021.03.12
