[发明专利]一种钻井堵漏时提高地层承压能力的方法

说明书

技术领域

本发明属于堵漏材料领域，尤其涉及一种钻井堵漏时提高地层承压能力的方法。

背景技术

目前常用的桥堵材料按其形状可分为四大类，即颗粒状材料、纤维状材料、片状材料和其他材料。

常用的颗粒状材料为核桃壳、橡胶粒等，这类颗粒状材料在堵漏过程中通过卡住漏失通道的“喉道”，从而起“架桥”作用，因此，这种颗粒状材料又被称为“架桥剂”。

常用的纤维状材料来源于植物、动物、矿物以及一系列合成纤维，如锯末、石棉等。这类纤维状材料堵漏中起悬浮作用，在形成的堵塞中纵横交错，相互拉扯，因此又被称为“悬浮拉筋剂”。

常用的片状材料包括蛭石、云母片等，这类片状材料在堵漏过程中主要起填塞作用，因此又被称作“填塞剂”。

在堵漏过程中，上述三类材料以合理的比例和级配复合使用以达到堵漏的效果。

但是，上述三类材料并不能很好的满足裂缝性地层的堵漏要求。因为裂缝性地层封堵后承压能力的提高程度主要取决于裂缝中形成的填塞层的强度和渗透性，而填塞层的强度和渗透性又取决于与裂缝相匹配的架桥粒子的形状、尺寸、强度和浓度以及各级填塞粒子的合理级配和浓度。对于上述三类材料中，以核桃壳为例，核桃壳由于吸水后变软，不足以承受强大的闭合应力，同时核桃壳在温度高于120℃的环境中会糊化，由大颗粒变成小颗粒，这样本身堵好的填塞层容易再次发生漏失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻井堵漏时提高地层承压能力的方法，旨在解决现有堵漏材料由于强度低、易水化、易压碎和变形，导致钻井裂缝堵漏过程中难以架桥、难形成填塞层以及不能承受较高温度的问题。

本发明是这样实现的，一种钻井堵漏时提高地层承压能力的方法，包括以下步骤：

(1)将70～80份方解石、0～10份大理石、0～10份石英以及0～10份花岗岩混合，得到刚性封堵剂GFD；

(2)将所述刚性封堵剂GFD研磨为多种粒径级别；

(3)将不同粒径级别的刚性封堵剂GFD按比例混合，或者将不同粒径级别的刚性封堵剂GFD与辅助材料按比例混合，得到堵漏材料；

(4)将所述堵漏材料用于钻井地层不同开度裂缝的模拟实验，将实验数据进行统计和分析，建立不同开度裂缝，刚性封堵剂GFD的不同粒径级别、堵漏材料浓度的最佳配比关系表；

(5)通过所述最佳配比关系表配合辅助材料对不同开度裂缝进行堵漏操作。

优选地，在步骤(2)中，所述多种粒径级别具体为：

GFD-0级：目数6～10，毫米数3.2～2.0；

GFD-A级：目数10～20，毫米数2.0～0.9；

GFD-B级：目数为20～40，毫米数为0.9～0.45；

GFD-C级：目数为40～60，毫米数为0.45～0.3；

GFD-D级：目数为60～80，毫米数为0.3～0.2；

GFD-E级：目数为80～100，毫米数为0.2～0.15；

GFD-F级：目数为100～120，毫米数为0.15～0.125

GFD-G级：目数为>120，毫米数为<0.125。

优选地，在步骤(3)中，所述堵漏材料浓度为刚性封堵剂在钻井液中添加的质量百分比浓度。

GFD-G级：目数为>120，毫米数为<0.125。

优选地，在步骤(5)中，所述辅助材料包括核桃壳、超细碳酸钙以及云母。

优选地，在步骤(5)中，所述辅助材料研磨为与刚性封堵剂GFD相同粒径级别，并确定所述刚性封堵剂GFD的不同粒径级别、辅助材料的不同粒径级别以及堵漏材料浓度的最佳配比关系表。

本发明主要是在大理石、石英砂、方解石、花岗岩等强度较高的颗粒中特别优选出可酸溶的以方解石为主要成分的刚性封堵剂GFD。它具有棱角分明的非球形颗粒，它可以随意进行分级、强度很高、高温下强度不降低，惰性，能满足封缝即堵技术材料的要求，如下表1所示：

表1刚性封堵剂的物理性质

大理石是指变质或沉积的碳酸盐岩类的岩石，其主要的化学成分是碳酸钙，约占50％以上，还有碳酸镁、氧化钙、氧化锰及二氧化硅等。它主要由方解石、石灰石、蛇纹石和白云石组成，属于中硬石材，抗压强度300MPa，但是不能酸溶，若用于堵漏，对储层使用之后不可以酸溶，造成储层伤害。