[发明专利]一种用于油田或天然气开采的堵漏剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石油或天然气钻井过程中所用的堵漏剂，具体涉及一种用于油田或天然气开采的堵漏剂及其制备方法。

背景技术

随着石油工业的发展，油气勘探开发不断深入，钻井过程中遇到的地层越来越复杂，在钻进压力衰竭地层、破碎或弱胶结地层、裂缝发育地层及多套压力层系等时，井漏问题非常突出。井漏不仅耗费钻井时间，损失钻井液，而且有可能引起卡钻、井喷、井壁失稳等一系列问题。

对于裂缝和孔洞引起的井漏，主要采用桥接堵漏材料和化学堵漏材料。其中，对于地层裂缝不明确或大的孔洞，目前主要尝试用桥堵的方法，通过逐渐摸索地层情况来进行封堵漏失层。在利用桥接堵漏方法时，如果对地层情况判断不准，往往需要调整颗粒级配，经过多次堵漏才能完全封堵住漏失层。化学堵漏材料指的是以聚合物和聚合物-无机胶凝物质为基础的堵漏处理剂，化学堵漏材料大致可分为三种类型：一是高分子化合物堵漏剂；二是无机胶凝物质和高分子化合物混合而成的堵漏剂；三是以泥浆为基础加入各种固化剂所形成的堵漏体系。化学堵漏浆液密度较低，凝固时间调整范围大，浆液的渗滤能力较强，滤液也能固化，但耐温性较差，不适用于深部地层或者高温地层的堵漏施工。另外，化学堵漏材料普遍存在价格昂贵，施工、配制复杂，使用成本较高的缺点，因此，在一定程度上阻碍了化学堵漏材料的发展。

CN200810249847.8中提到一种利用固结剂固结油泥沙进行固沙堵水调剖的方法，充分利用油田采油过程中产出的废弃物油泥沙，加入改性剂、固结剂、固结加速剂或固结延缓剂，配成悬浮液注入地层亏空处，在地层环境下固结，达到固沙堵水调剖的目的。该发明考虑了固结时间对施工安全的影响，但没有考虑悬浮液易分层和固结后固结物收缩的问题，分层会影响固结强度，固结物收缩会导致填充的亏空生产裂缝，堵水调剖效果变差。而CN201210056138.4中提到一种油气田采封作业浆料及其使用方法，该发明考虑了悬浮液容易分层影响施工效果的因素，在传统浆料的基础上引入了缓凝剂和悬浮剂，提高了浆料修补裂缝的效果，但同样没有充分考虑浆料固结后的收缩问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明充分考虑了沉降分层、固结后固结物的收缩、触变性及稠化固结时间等性能，引入了相应匹配的材料，配制的固结浆易于滞留在裂缝内，固结后形成的固结物强度高、不收缩，施工安全，堵漏效果好。

针对化学堵漏施工工艺较复杂，耐温性较差，不适于深井和高温井的情况；本发明精选各种可以相互反应生成固结物的材料，形成化学固结堵漏剂，其稠化时间能依据现场施工情况进行调节，能够满足不同温度地层的封堵要求，简化施工工艺，解决深部高温裂缝、溶洞性地层的恶性漏失问题。

因此，本发明提供一种用于油田或天然气开采的堵漏剂，所述堵漏剂包括水泥或石灰、矿渣、膨润土、石膏和酸性物质。

优选的是，所述堵漏剂由水泥或石灰、矿渣、膨润土、石膏和酸性物质组成。本发明中，利用矿渣可以被碱性物质激活的特点，在并不专门加入碱性物质的条件下，利用油井水泥或石灰的碱性来激活矿渣，使其固结形成固结物封堵漏失层，同时加入防沉降和防收缩的膨润土，增加触变性的石膏，且利用酸性物质来控制堵漏剂的稠化时间，最终形成化学固结堵漏剂。把上述化学固结堵漏剂加入清水中，配制成化学固结堵漏浆，注入漏失层，即可达到封堵漏失层的目的。

更加优选地，所述水泥或石灰、矿渣、膨润土、石膏和酸性物质间质量份数比为4～10：8～20：1～2：1～3：0.2～1。

在本发明一个具体的实施方式中，所述酸性物质为盐酸和/或羟基乙叉二膦酸。优选地，所述矿渣为粒度在100μm以下的矿渣。

本发明还提供一种上述用于油田或天然气开采的堵漏剂的制备方法，包括：将酸性物质放入自来水中，搅拌均匀；将水泥或石灰、矿渣、膨润土和石膏放入搅拌机中搅拌均匀并加入自来水中；配制得到的密度为1.2～2.0g/cm³的溶液即堵漏剂。

随着石油钻井向更深更复杂地层的进行，钻遇的漏失会越来越多，急需有效的封堵材料和堵漏技术来解决漏失问题，缩短钻井周期，提高勘探开发速度。本发明提供的堵漏剂可以有效封堵裂缝、溶洞性漏失，解决石油钻井过程中出现的恶性井漏问题。

具体实施方式

本发明中使用的水泥为嘉华G级水泥或建筑用水泥；所用矿渣为高炉矿渣；所用石膏为市售二水石膏；所用盐酸浓度0.1mol/L。所用实验仪器包括OWC-9390（B）型增压养护釜，YAW-300B型压力试验机和ZNN-D6型六速旋转粘度计。