[发明专利]一种钻井液用封堵剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气钻井领域，具体涉及一种钻井液用封堵剂及其制备方法。

背景技术

井塌是油气钻井工程中危害最严重的复杂情况之一。油气钻井中泥页岩地层的井壁稳定一直是钻井液的重要责任。多年的钻井液防塌技术研究已经表明，井壁失稳与井筒钻井液滤液的侵入紧密相关。阻止钻井液滤液对泥页岩井壁的渗透侵入是钻井液防塌技术的关键点。虽然钻井液的滤饼可以大幅度降低井筒钻井液向地层孔隙或裂隙的渗透速率和渗滤量，但是，通过钻井液降滤失剂作用形成的滤饼仅能将地层或滤饼重力水孔隙改变成为毛细水孔隙，滤饼渗透率可从10-4md减小为10-5md，若要进一步将地层或滤饼孔隙从毛细水孔隙改变成极低渗透率的结合水孔隙，即进一步降低滤饼渗透率则再难实现，从机理上分析必须依靠钻井液用可变软变形的防塌封堵剂的致密封堵作用才能满足这一防塌要求。

封堵剂是钻井液中用量较大的一类处理剂，除了具有封堵作用外，还具有调整钻井液动切力、静切力、滤失性和改善泥饼质量的作用，从而对井壁稳定和油层保护等有重要影响。钻井液防塌技术研究表明，钻井液用封堵剂必须满足以下条件才能起到封堵防塌作用：

(1)封堵剂本身是能够分散于水中的疏水材料，或者分散于油中的亲水材料；

(2)封堵剂颗粒尽可能细小；

(3)封堵剂具有在温度压力作用下变软变形的特点；

(4)封堵剂组成上应同时具有变软变形填充材料和刚性固体架桥材料。

现有油气钻井中已经存在钻井液用封堵剂类型，如磺化沥青、乳化沥青、乳化石蜡等等，尽管这些封堵剂都具有防塌封堵作用，但是，它们都有一个缺点：封堵剂的组成材料单一，要么是单一沥青材料，要么是单一白油乳状液，其中不含具有架桥作用的刚性固体材料，导致这些封堵剂实际应用上因架桥材料缺失，填充材料单一而防塌封堵效能不理想，表现在进一步降低滤饼渗透率上不足，仅能将滤饼渗透率从10^-4md减小为10^-5md，滤饼渗透率的进一步降低再难实现。

基于以上分析，研发一种集多种疏水变软变形材料为填充材料，加上惰性刚性固体材料为架桥材料于一体的防塌钻井液用封堵剂，将为油气钻井井壁稳定封堵防塌问题的解决提供新的技术支撑，对进一步减少井塌复杂情况、保障油气钻井井下安全、加快油气资源的勘探开发进程具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能够直接在井壁地层孔隙上或者在钻井液降滤失剂基础上进一步降低滤饼渗透率的钻井液用封堵剂。

本发明的另一目的在于提供该钻井液用封堵剂的制备方法，该方法操作简单、制备方便、成本低、适用于工业化大规模生产。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种钻井液用封堵剂，它由下述重份的原料组成：

作为优选方案，它由下述重份的原料组成：

进一步地，所述热敏变形疏水材料为天然固体沥青颗粒，且软化点≥100℃。

进一步地，所述热固性疏水材料为松香颗粒，且软化点≥74℃。

进一步地，所述刚性固体颗粒材料为碳酸钙颗粒，且颗粒的粒径为800～1200目。

进一步地，所述植物油为蓖麻油。

进一步地，所述溶剂油为5号白矿油。

上述钻井液用封堵剂的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

S1.按上述配方比例配料，备用；

S2.将热敏变形疏水材料加入容器中，加热至130～180℃，加少量溶剂油稀释，将稀释后的热敏变形疏水材料冷却至100～130℃；

S3.将热固性疏水材料在加热釜中加热至250～280℃，加入植物油继续加温1～3h，加热至280～320℃，再搅拌冷却至200～240℃；

S4.将步骤S3所得的热固性疏水材料和植物油的混合物加入到步骤S1中冷却的热敏变形疏水材料中，充分搅拌，加入刚性固体颗粒材料和剩余溶剂油，搅拌均匀，制得钻井液用封堵剂。

本发明步骤S2中用体积小于1/2总体积的溶剂油稀释热敏变形疏水材料。