[发明专利]一种井眼强化方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井领域，特别涉及一种井眼强化方法。

背景技术

在油气钻探过程中，井壁稳定是广泛存在的问题。井壁失稳易造成井壁垮塌、缩径、漏失、卡钻及储层污染等井下复杂情况和事故，不仅会拖延钻井周期，增加钻井成本，也会影响后续采油作业。严重时还可能使部分井眼报废甚至使整个井眼报废。造成井壁失稳的因素概括起来可分为三大类，包括地质、钻井液物理和化学、钻井作业等因素。改变钻井液的特性是目前井壁稳定的最主要手段之一，而形成致密而坚韧的泥饼则是保障井壁稳定的关键因素。

目前，针对井壁稳定问题，多采用在钻井液中加入封堵剂来解决。在研究和现场应用中，有诸多的封堵剂和钻井液体系。如，陈二丁将纳米乳液和成膜抑制剂SD-805加入到黑色正电胶钻井液中，研制出成膜强抑制纳米封堵钻井液（成膜强抑制纳米封堵钻井液的研究．钻井液与完井液，2011）。疏水型非离子型纳米乳液巨大的比表面积增大了钻井液的润滑性与防塌性。由于非离子型表面活性剂SD-805能形成界面化学势差使其封堵能力、吸附能力很强。多种材料的协同作用使得该钻井液在井壁稳定、减小储层伤害等方面具有很大优势。

刘宝生将超低渗透钻井液技术与广谱型暂堵技术相结合，研发出一种新型成膜封堵钻井液(CBF)，其主要成分是成膜剂、暂堵剂和超低渗透剂。其作用机理是：此钻井液遇到孔隙喉道时，几种封堵剂相互作用在漏失处形成一层封堵膜，阻止固相与液相的侵入。与其他钻井液处理剂复配使用，防塌能力更佳。在旅大10-1油田的现场应用说明：该钻进液的封堵性、抑制性、润滑性、防塌性、油层保护性能均能满足现场要求。

吕开河以屏蔽暂堵剂ZPJ、可变性粒子和填充加固剂为主要成分研制出的自适应屏蔽暂堵钻井液，该封堵剂的最大优点在于无需确切了解孔径分布就可以进行封堵，应屏蔽暂堵钻井液，该封堵剂的最大优点在于无需确切了解孔径分布就可以进行封堵，因为此封堵剂本质上是两性聚合物，疏水性内层与亲水性外层行成的封闭膜具有二维无限性和一维有限性可以封堵大范围孔径。此外，加固剂的添加降低了膜的渗透率。实验结果表明：该钻井液封堵率近100%，封堵强度达9MPa。

BP勘探公司以应力屏蔽理论为理论基础研制出一种多功能钻井液。低渗透的封堵剂在裂缝处形成能够实现压力封隔的封堵层，并且根据理想填充原理确定封堵剂颗粒的粒径。BP勘探公司现场试验表明：此钻井液对页岩、砂岩上的微小裂缝具有很好的封堵效果。

向朝纲研制出一种适用于水基钻井液的热塑性聚酯类封堵剂FDJ-EF。在一定的温度范围内，FDJ-EF粒子能够产生变形，压差可以将其挤入裂缝，在裂缝内形成低渗透的封堵层。在软化温度以外，粒子没有变形因此不具备封堵能力。FDL-EF封堵剂对近井壁微裂缝可以起到显著的封堵作用，能有效解决避免脆硬性泥页岩井壁失稳问题。

菲利普斯公司的Rebound研制出一种弹性石墨封堵剂。弹性石墨化学稳定性高，而且具有凝胶一样的弹性与变形性，在压力下可以先收缩后膨胀，能够根据孔隙、裂缝的大小和形状进行自适应封堵。

这些研究对生物矿化材料的仿生合成起着重要的推动作用，但仍未能生长成具有天然碳酸钙结构(如软体动物中的高度规则的碳酸钙壳层、腕足动物的半珍珠层)的仿生材料，或者方法和材料性能还有待进一步提高。同时，利用自组装技术制备的薄膜还未应用到石油工程领域，在此方面还有非常大的拓展空间。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于井眼强化的方法，该方法中利用碳酸钙和聚合物的自组装技术，在钻井井壁上形成致密、坚固的表面膜，用于对井壁进行加固，拓宽钻井液的安全密度窗口，保障钻井安全。

该方法是在仿生固壁理论的基础上形成的现场实施方法。其发明技术方案是这样实现的：

在五个钻井液用泥浆罐中分别配制间隔液（0.1%~0.8%，wt%）、阳离子聚合物溶液（0.1%~0.8%，wt%）、Na₂CO₃溶液（1%~3%，wt%）、CaCl₂溶液（1%~3%，wt%）、阴离子聚合物溶液（0.1%~0.8%，wt%）。