[发明专利]一种用作钻井液储层保护暂堵剂的微晶纤维素及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用作钻井液储层保护暂堵剂的微晶纤维素及其制备方法，属于石油天然气资源勘探开发及天然高分子材料制备领域。本发明涉及的用作钻井液储层保护暂堵剂的微晶纤维素是由2wt％～12wt％的纤维素浆料，20wt％～42wt％的二水草酸，0.25wt％～3.5wt％的高价金属盐，余量为水在95℃～100℃和机械搅拌条件下反应3h～5h制得。产品尺寸为20μm～80μm，具有无毒、无荧光、环保、成本低等优点，可实现对油气储层微孔隙和微裂缝的有效封堵，同时，由于使用天然生物材料制得，经过一段时间后自行降解，可实现自动解封，从而起到保护储层的目的。

技术领域

本发明涉及石油天然气资源勘探开发及天然高分子材料制备领域，具体而言涉及一种用作钻井液储层保护暂堵剂的微晶纤维素及其制备方法。

背景技术

随着非常规储层的持续快速开发，钻井过程中储层保护成为一项技术难题。钻井过程中可能面临井塌、缩径、井漏等一系列的井下复杂，钻井液技术关系着钻井成败，储层多为孔隙或裂缝较为发育的地层，钻井过程中任由钻井液进入储层，势必造成储层伤害，严重影响后期采收效率。传统钻井液中存在重晶石、黏土等固相颗粒及难降解的高分子物质，非常容易造成储层孔隙或裂缝被重晶石封堵或被聚合物封堵，这给后期储层改造增加了负担。

无论油基钻井液或是水基钻井液，添加微米材料能够封堵页岩储层中的微裂隙，有助于解决页岩微裂隙漏失引起的井壁稳定问题，对储层进行临时封堵，钻井过程中有效阻止钻井液及钻井液中的对储层有害物质进入储层，待完井结束后，封堵剂可自行降解或通过简单的处理清除。目前的储层保护剂已发展有细目碳酸钙、沥青质、油溶性树脂等。但这些材料都存在一些弱点：碳酸钙比较刚性，对孔隙封堵并不严密，仍有较多钻井液会流入储层，沥青质或油溶性树脂类产品存在有荧光和毒性的问题，会对录井及环保产生一定的影响，且沥青质或油溶性树脂的解封比较困难。具有强抑制性和封堵性的钻井液是解决储层井壁失稳的关键。因此，开发出一种低荧光、无毒、可自动解封的储层保护暂堵剂具有重要意义。

发明内容

本发明主要目的是提供一种用作钻井液储层保护暂堵剂的微晶纤维素，具有封堵能力强、无毒、无荧光、环保、低成本、抗高温、抗盐且可自行降解等功能。

本发明的另一目的是提供一种用作钻井液储层保护暂堵剂的微晶纤维素的制备方法。

为实现上述目的，一种用作钻井液储层保护暂堵剂的微晶纤维素，由以下质量分数的各组分制备而成：

纤维素浆料 2％～12％

二水草酸 20％～42％

高价金属盐 0.25％～3.5％

余量为水，

所述纤维素浆料为漂白木浆、漂白草浆、棉浆、溶解浆、二次纤维、未漂木浆或未漂草浆中的一种或几种组成的混合物；

所述的高价金属盐为无水三氯化铁、六水三氯化铁、无水氯化铝、六水三氯化铝、氯化锌中的一种或几种组成的混合物。

一种用作钻井液储层保护暂堵剂的微晶纤维素的制备方法，采用高价金属盐催化的草酸水解纤维素浆料方法制成，包括下述步骤：

(1)将二水草酸加入到在10℃～30℃条件下的反应器中，然后加入水，搅拌5min～10min，然后加入高价金属盐，搅拌5min后，然后加入纤维素浆料，升温至95℃～100℃之间，反应温度控制在95℃～100℃之间持续搅拌3h～5h，然后反应液不经冷却直接在 2000r/min～6000r/min的转速下离心3min～10min，得上清液和沉淀两部分；

(2)对步骤(1)中离心分离得到的上清液部分进行减压蒸馏除去50％～80％水分，然后剩余上清液在85℃～95℃条件下加热5min～10min，冷却至0℃～20℃后静置0.5h～1h，抽滤回收二水草酸；