[发明专利]一种多级粒子网状胶结补壁工作液及其制备和施工方法

说明书

本发明涉及一种用于油气田钻井领域处理井下复杂的多级粒子网状胶结补壁工作液及其制备和施工方法，补壁工作液含有：40‑500目多级配颗粒、3‑12mm水分散纤维、多晶型固化材料、稳定剂、降失水剂、缓凝剂等组分，经过低速搅拌配浆后，泵送至地层，在压差的作用下：多级配颗粒进入地层微裂缝/微孔隙中，形成渗入层，起到封堵防塌功效；网状纤维在井壁上与钻井液共同形成韧性泥饼，称为交互层，降低失水，提高泥饼强度，固壁防塌兼具堵漏功效；多晶型固化材料在“大肚子”井眼处静止侯凝，补壁固化后重塑井眼，形成人造井壁，防止“大肚子”井段进一步垮塌，大幅缩小井径扩大率，提高钻井液环空返速及携岩效率，预防沉砂卡钻。

技术领域

本发明属于石油钻井技术领域，具体涉及一种多级粒子网状胶结补壁工作液及其制备和施工方法。

背景技术

钻井生产过程中，钻遇复杂地层时，容易发生井壁失稳、剥落、地应力变形、渗漏等井下异常情况，尤其是深井、探井，尤为突出。如不及时进行治理，演变成井壁垮塌，①形成“大肚子”井眼，井径扩大率高达30-55％，钻屑无法携带出井，造成沉砂卡钻；②井筒中钻屑浓度增加，循环压耗增大，渗漏速度增加；③泥岩浸泡加剧，形成无法控制的周期性坍塌。

通过调整钻井液密度、粘度、抑制性等方法，可以适度改善井壁垮塌，但无法改变已经形成的“大肚子”井眼，无法提高地层承压能力。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，研发了一种多级粒子网状胶结补壁工作液及其制备和施工方法，达到封堵防塌、固壁防塌、重塑井眼等三重功效，大幅度降低井下复杂时效。

本发明所采用的技术方案如下：

一种多级粒子网状胶结补壁工作液，其特征在于，由以下质量百分数的物质组成：多级配颗粒16-20％、水分散纤维0.12-0.2％、多晶型固化材料41-45％、稳定剂0.8-1.2％、降失水剂1.3-2％、缓凝剂0.4-0.8％和清水33-38％。

优选地，所述多级配颗粒的粒径为40-500目，水分散纤维的纤维长度为 3-12mm。

进一步地，所述多级配颗粒由以下质量百分数的物质组成：48-55％硅微粉、 8-14％粉煤灰、15-20％凝聚硅灰、13-18％超细碳酸钙。

优选地，所述硅微粉的粒径为40-120目，粉煤灰的粒径为100-200目，凝聚硅灰的粒径为180-350目，超细碳酸钙的粒径为300-500目。

进一步地，所述多晶型固化材料由以下质量百分数的物质组成：16-20％重质氧化镁、9-12％无水氯化镁、8-10％铝酸三钙、12-18％铁铝酸四钙、33-40％硅酸三钙、13-16％硅酸二钙。

进一步地，所述水分散纤维优选聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维、二醋酯纤维、不锈钢纤维、芳族聚酰亚胺纤维中的一种或几种；

所述稳定剂优选聚丙烯酰胺、聚羧酸、九水硅酸钠、醛酮缩聚物中的一种或几种；

所述降失水剂优选丙烯酸共聚物、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、硫化钙、聚乙烯醇中的一种或几种。

所述缓凝剂优选改性淀粉、羟基乙叉二膦酸二钠中的一种或几种。

优选地，所述清水的矿化度＜1900ppm，清水的密度＜1.01g/cm³。

一种多级粒子网状胶结补壁工作液的制备方法，包括以下步骤，