[发明专利]高失水堵漏剂

说明书

本申请提供了一种高失水堵漏剂，包括由水泥、水玻璃、缓凝剂配比的固化材料；由陶粒、粉煤灰配比的高失水材料；表面具有亲水基团的改性碳纤维；微胶囊结构的产气材料，以及纤维材料。本申请通过产气材料使固化材料内部形成气孔结构，配合长度较短、强度较高的改性碳纤维与长度较长的纤维材料交错形成的类网状结构，使堵漏块具有较优的可塑性、凝结强度和一定的弹性变形能力。同时，由于改性碳纤维表面亲水基团与混合体系液相的作用，当液相自井漏裂缝终端漏失时，部分改性碳纤维被截留于裂缝表面。通过改性碳纤维与纤维材料、固化材料、高失水材料间的作用，使本申请所提供的高失水堵漏剂还具有较好的、与裂缝地层附着的能力。

技术领域

本申请涉及石油钻井技术领域，尤其是涉及一种高失水堵漏剂。

背景技术

在钻井、固井完井、测试或修井等各种井下作业过程中，各种工作液在压差的作用下流进地层，形成井漏。井漏的发生会引起卡钻、井喷、井塌等一系列钻井工程不便，同时，还会导致钻井周期的延长，以及产层的损害，引发的经济损失极大。井漏的产生原因极为复杂，一直是困扰国内外石油勘探、开发的重大工程技术难题，每年与井漏相关的经济损失高达数亿美元。

现有井漏的处理方法已有静止堵漏、颗粒桥塞堵漏、高失水浆液堵漏、暂堵法、无机胶凝物质堵漏法、复合堵漏技术、强行钻进套管封隔技术等，针对漏层特性和引起井漏的原因，采用对应的处理方法，可获得较好的堵漏效果。其中，高失水浆液堵漏因其具有易于操作、施工周期短等优势，而得以广泛应用。

高失水浆液堵漏技术的核心在于高失水堵漏剂的性能。高失水堵漏剂多是由纤维状材料及聚凝剂等复合而成的粉剂，其与水混合后，即成为一种具有流动性、悬浮性和可泵性的悬浊堵漏液，具有良好的渗滤性。现有高失水堵漏剂主要依赖于其高失水材料在井漏裂缝内的快速失水压实，形成堵塞块，通过对裂缝的填充实现堵漏。上述堵塞块与井漏裂缝表面的相互作用主要表现为挤压。当该处地层因自身结构或后续钻探振动而发生结构改变时，堵塞块极易脱落，从而再次产生井漏。

发明内容

本申请的目的在于提供一种高失水堵漏剂，用以解决现有高失水堵漏剂易于自井漏裂缝中脱出、失效，从而导致再次井漏的技术问题。

本申请所提供的高失水堵漏剂，包括以下组分：固化材料，由水泥、水玻璃和缓凝剂按质量份数比50：（8~10）：（2~5）配比而成；高失水材料，由粒径不大于1mm的陶粒和粉煤灰按质量份数比（1~3）：10配比而成；改性碳纤维，具有亲水基团，长度不大于0.3mm；纤维材料，长度为2mm~15mm；产气材料，微胶囊结构，囊壁随温度升高而破裂，囊芯遇水产气；其中，固化材料、高失水材料、改性碳纤维、纤维材料和产气材料的体积份数比为5：（1~2）：（2~3）：3：（1~3）。

本申请所提供的高失水堵漏剂为粉状材料，使用时，可采用一定浓度加入钻井液中或由清水搅拌混合成堵漏液等两种方法进行使用。

本申请中，固化材料由水泥、水玻璃和缓凝剂组成。水玻璃能够促进水泥浆料凝固。缓凝剂可采用磷酸二氢钠，用于控制水泥浆料起始凝固时间。根据井漏发生的具体情况，通过调整水玻璃和缓凝剂与水泥的用量配比，使固化材料能够充分进入井漏裂缝后迅速凝固。

本申请中，高失水材料由陶粒和粉煤灰组成。其中，陶粒采用球形或近球形，较之不规则形状的陶粒，具有更加稳定的接触面，其在失水过程中，当存在相互间接触关系时，彼此抵紧，有利于形成更为稳定的压实结构；同时，由于弧形表面对粉煤灰具有更少的截留和更好的导向，使粉煤灰易于对陶粒间隙进行填充，有利于进一步提高压实结构的稳定性。