[发明专利]一种高失水固化承压封堵剂

说明书

技术领域

本发明涉及钻井液用处理剂，具体涉及一种高失水固化承压封堵剂。

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。

中国石油天然气集团公司发明了一种高失水、可硬化、成塞堵漏剂(授权公告号：CN 102443383 B)，该高失水、可硬化、成塞堵漏剂，包括下列组分，各组分按质量百分比：固化材料35～50％、复合堵漏剂25～35％、高失水材料5～15％、弹性膨胀材料5～10％、纤维材料10～15％；其中复合堵漏剂为颗粒果壳∶云母∶棉籽壳按质量比5∶2∶1混合而成；固化材料为石膏∶水泥∶高炉矿渣：磷酸钠按质量比1∶1∶0.5∶0.1混合而成；高失水材料为硅藻土或粉煤灰；弹性膨胀材料为覆膜吸水橡胶：覆膜吸水树脂按质量比1∶1混合而成；纤维材料为9～11mm的聚丙烯腈纤维。

大庆石油管理局发明了一种可固化堵漏剂(授权公告号：CN 102191024 B)，该可固化堵漏剂各组分按重量百分比配比如下：可固化材料高炉矿渣35～50％、高滤失材料硅藻土或粉煤灰5～15％、纤维材料石棉纤维、棉纤维或玉米芯15～25％、柔弹性膨胀材料弹性轮胎橡胶2～5％及可酸溶材料碳酸钙20～30％。

中国海洋石油总公司和中海油田服务股份有限公司发明了一种封堵裂缝用高失水固化堵漏剂(申请号：201210564469.9)该堵漏剂各组分按重量百分比配比如下：主体材料50～70％、助滤剂7～15％、固化剂10～25％、纤维材料5～10％和架桥材料5～10％。

以上堵漏剂中，纤维材料为纸屑纤维或石棉纤维、聚丙烯纤维，这些纤维均为酸不溶物，且强度不够，表现为酸溶率与滤饼强度的矛盾；一种可固化堵漏剂中，尽管加入了可酸溶材料碳酸钙，但是其材料不是全可酸溶的，会影响滤饼强度；一种封堵裂缝用高失水固化堵漏剂中，尽管减少了纤维用量，但加入了架桥材料，说明其单独使用，架桥和封堵承压能力较差。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高失水固化承压封堵剂，采用的无机可酸溶矿物和纤维为可酸溶材料，不影响承压封堵剂酸溶率和滤饼强度；并且所选的无机矿物纤维具有较强的抗拉强度和韧度，所以不用添加架桥材料也能达到有效封堵漏层，提高地层承压能力。

本发明所采用的技术方案是：一种高失水固化承压封堵剂由45～65％无机矿物材料，10～20％纤维，15～25％固化剂，5～10％无机增强剂，0～8％助滤剂组成。

所述无机矿物材料为灰钙、活性硅酸钙中的一种或两种；其中灰钙的主要成分为Ca(OH)₂，微溶于水，酸溶率高；作为优选，灰钙的粒度大小为200目；所述活性硅酸钙，是一种高孔隙率、蜂窝状结构、粒径较小的硅酸盐新型产品，能溶于酸，粒度为20-50微米，具有完整的针状晶体结构，其长径比为5.1～15：1，是无味、无毒的天然矿物质短纤维。

所述纤维为水镁石纤维、硅酸铝陶瓷纤维棉的一种或两种；所述水镁石纤维为水镁石矿物的纤维变形体，主要成分为Mg(OH)₂，为纵向短纤维，酸溶率高，抗拉强度好；并且水镁石纤维具有多个层次结构，从纤维束到单根纤维再到纤维丝，直径不断缩小，纤维丝直径甚至在纳米级；所述硅酸铝陶瓷纤维棉，溶于强酸，纤维长而细、抗拉强度好；上述两种纤维都能很好的增强滤饼强度和韧度，能较好的封堵漏层；作为优选，水镁石纤维为陕南X级纤维，具体长径比为14～173:1，平均为95:1；硅酸铝陶瓷纤维棉，长度在1～5mm，直径3～5um。

所述固化剂为石膏、碱金属碳酸盐、NaCl或CaCl₂复配而成；作为优选，固化剂配方为石膏：K₂CO₃：NaCl＝1:2:0.5。

所述无机增强剂为铝渣，主要成分为铝的氧化物，通过与固化剂作用，增强滤饼强度。

所述助滤剂选用高孔隙率的活性硅酸钙或轻质碳酸钙，能大大缩短产品的滤失时间。

按照上述配方制备的高失水固化承压封堵剂，进行以下实验测试其性能：

1、滤失时间