[发明专利]一种防返吐堵漏剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于石油钻井工程中的堵漏剂及其制备方法和应用。更具体地说，本发明涉及一种可有效提高封堵层的防反排能力的防返吐堵漏剂及其制备方法和应用。

背景技术

井漏的处理是石油钻井中的难点，井漏既耗费钻井时间，又损失钻井液，增加钻井成本，甚至可诱发卡钻、井喷等一系列严重的复杂问题。桥接堵漏技术处理井漏，因其使用方便，施工安全，得以推广使用。桥接堵漏材料一般为颗粒状、片状和纤维状材料。在堵漏作业中，这三类材料以适当的比例、级配复合使用。CN101089116A公开了一种钻井液用自适应防漏堵漏剂，由预交联聚合物颗粒、植物纤维等组成，自适应防漏堵漏剂通过各组分之间的协同效应，形成了封堵率高、填充加固能力强的封堵层。CN1064096A公开了一种由刨花楠粉、腐值酸钾、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺和海带粉等高分子聚合物组成的钻井堵漏剂，遇水后能迅速发生交联熟化反应，形成网状结构，从而实现对漏失通道的堵塞。

但是，桥接堵漏材料往往忽视了材料所形成的封堵层的抗反排能力，惰性的桥接材料之间一般没有胶结能力，正向承压可将桥接材料挤入裂缝的尖端，使封堵层具有一定的正向承压能力，但在起钻、停泵等生产过程中，由于激动压力等因素的影响，漏层处形成一定的负压，在地层压力作用下堵漏材料发生“返吐”，漏失通道重新打开，堵漏作业失败。如在某某地区，已钻的22口井中有17口井发生了不同程度的井漏，漏失次数多达62次，井漏发生后多采用桥接堵漏，其中多口井堵漏施工后频繁出现堵漏材料“返吐”，重复堵漏，反复漏失问题，严重滞约了生产进度，增加了钻井风险，需要解决堵漏材料的“返吐”难题。

桥接材料形成的封堵层抗返排能力差，一旦井底压力发生波动，桥接材料极易“返吐”，致使堵漏作业失败。

发明内容

为了克服桥接堵漏存在的“堵后返吐”性漏失的缺陷，提高封堵层的抗“返吐”能力，本发明申请人经过调研和室内大量实验，开发出一种新型的架桥颗粒材料，替代传统的架桥材料，与常规封堵、充填材料合理配伍出桥接防返吐堵漏剂，从根本上解决“井漏返吐”问题。

本发明之一的防返吐堵漏剂是这样实现的：

本发明的防返吐堵漏剂按重量份数比由以下组分组成：

改性自乳化环氧树脂包裹砂  20-30；

超细碳酸钙                10-20；

纤维水镁石                15-25；

非渗透剂NPL-2             35-55。

在具体实施中，

所述改性自乳化环氧树脂包裹砂为改性自乳化环氧树脂包裹石英砂构成，其中改性自乳化环氧树脂和石英砂的重量比为：改性自乳化环氧树脂占2-50％；石英砂占50-98％。

所述改性自乳化环氧树脂由环氧树脂分子上引入强亲水基团制成。

所述的环氧树脂分子为双酚A型环氧树脂；

所述的强亲水基团选自下列物质之一：羧基、磺酸基、羟基、氨基、酰胺基、醚基或磺酰基，其中优选为羧基；

所述的强亲水基团通过常规的自由基接枝改性法引入到环氧树脂分子链中。

所述的超细碳酸钙颗粒过320目筛。

所述的超细碳酸钙、纤维水镁石、非渗透剂NPL-2均为市售处理剂。

本发明之二的防返吐堵漏剂的制备方法是这样实现的：

所述的制备方法包括如下步骤：

(1)先采用自由基接枝改性法对双酚A型环氧树脂进行水化改性，得到改性自乳化环氧树脂；

(2)随后取10-30目石英砂，并将其加热至80-200℃；

(3)在机械搅拌中，向热的石英砂中加入改性自乳化环氧树脂，持续搅拌100-120分钟；

(4)逐渐降低石英砂和改性自乳化环氧树脂混合物温度至40-120℃，降温过程中加入潜伏型固化剂(固化剂占改性自乳化环氧树脂质量的16-22％)、润滑剂(润滑剂占改性自乳化环氧树脂质量的3-7％)，并搅拌90-120分钟后，冷却上述混合物，粉碎后即为改性自乳化环氧树脂包裹砂；

(5)然后将改性自乳化环氧树脂包裹砂与超细碳酸钙、纤维水镁石及非渗透剂NPL-2按比例通过机械搅拌混合均匀。