[发明专利]一种钻井液用封堵防塌剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钻井液用封堵防塌剂，由以下原料制成，磺化沥青、螯合剂、木质素纤维、聚乙烯粉、改性聚乙烯醇、纳米碳酸钙、正戊烷和水。本发明还公开了一种钻井液用封堵防塌剂的方法，包括以下步骤：将木质素纤维、纳米碳酸钙与4/5的磺化沥青混合搅拌10‑20min，然后加入水和螯合剂，搅拌，在40‑60℃的温度下螯合反应3‑4h，升温至80±5℃，依次加入聚乙烯粉和改性聚乙烯醇，搅拌40‑60min后加入剩余的磺化沥青，搅拌20min后加入正戊烷，然后在45‑55℃的条件下反应2.5‑3h，干燥。本发明的优点是制得的封堵防塌剂具有较强的封堵防塌能力，改善泥饼质量，降低滤失量，而且制得的封堵防塌剂的荧光度低，不增粘，能改善钻井液润滑性能，且与钻井液的配伍性好，综合功效显著。

技术领域

本发明涉及钻井液用添加剂领域，更具体地说，它涉及一种钻井液用封堵防塌剂及其制备方法。

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。

封堵防塌剂主要以改性沥青类、乳化石蜡类、聚合醇类、有机铝类和硅酸盐为主，乳化石蜡类封堵剂软化点低，有效含量低，低温下易破乳。聚合醇类封堵剂因浊点效应相变产生的粒子太少，无固相粒子，无法满足防塌封堵的需要，主要起到润滑和微孔封堵作用。沥青类是目前公认的较为理想的防塌剂，但是沥青类封堵防塌剂荧光强度高，对于其应用有很大的限制性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种钻井液用封堵防塌剂，其具有封堵效果好且荧光强度较低的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种钻井液用封堵防塌剂的制备方法，其具有制得的封堵防塌剂的封堵效果好且荧光强度较低优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种钻井液用封堵防塌剂，以重量份数计，由以下原料制成，由天然沥青磺化形成的磺化沥青45-65份、螯合剂5-15份、木质素纤维15-30份、聚乙烯粉10-20份、由环氧树脂改性制得的改性聚乙烯醇34-55份、纳米碳酸钙6-20份、正戊烷30-50份和水50-80份，其中螯合剂为偏磷酸钠、酸式焦磷酸钠和柠檬酸或柠檬酸盐中的一种或几种。

通过采用上述技术方案，沥青类防塌剂含有不溶于水的沥青颗粒，并且具有一定的软化点，当井眼内有足够高的温度和压力时，它们就软化变形，并被计入井壁微裂缝中，与泥饼一起有效地封堵地层。对水、酸和碱具有很高的稳定性，与钻井液的配伍性能高，但是天然沥青在水基钻井液中分散性差，不能直接用于水基钻井液中做降滤失剂及防塌抑制剂，将天然沥青进行磺化，引入清水的磺酸基，提高沥青水化分散性。当磺化沥青的清水端吸附在泥页岩界面上时，亲油端可覆盖在泥页岩表面，改善泥饼质量，降低钻井液滤失量，阻止页岩颗粒的水化分散起到防塌作用；同时，亲油部分又能填充孔喉和裂缝，起到封堵作用。