[发明专利]一种囊包提速剂及其使用方法和应用

说明书

本发明提出了一种囊包提速剂，包括囊包颗粒、脲与甲醛的预聚体溶液，囊包颗粒包括呈球形的壁组分和置于壁组分内的芯组分，壁组分的直径为10微米－50微米，壁组分的球形度≥0.8，囊包颗粒混合在脲与甲醛的预聚体溶液中形成囊包提速剂，囊包颗粒的重量占比≥囊包提速剂总重量的40％。本发明将润滑减阻材料经多级特殊囊化处理后形成的囊包提速剂，通过在钻完井液中加入囊包提速剂，囊包颗粒在钻井液中均匀分散，在囊粒未破前，可保持惰性，并对钻井液润滑性有一定改善；当摩擦点位置的摩擦力或剪切力达到该材料破裂极限值时，各级囊皮破裂并释放出润滑减阻材料，在摩擦点形成局部高浓度润滑液，从而呈线性降低摩擦点摩擦系数。

技术领域

本发明涉及石油天然气钻完井技术领域，具体涉及一种囊包提速剂及其使用方法和应用。

背景技术

钻井过程中最常用的钻头为PDC钻头，PDC钻头切削齿主要成分为聚晶金刚石，目前已知自然界硬度最高的物质。钻井过程中，为了增强工作液的润滑性，降低井下摩阻，通常情况下会在工作液中添加润滑剂，以此增强工作液的润滑性。用在油田钻完井液中的润滑剂有固体润滑剂和液体润滑剂，固体润滑剂有玻璃微珠、塑料小球、石墨等材料，液体润滑剂通常是油脂类材料。但这些常规润滑剂存在润滑机理单一、易分层、笼统润滑、摩擦阻力大的点润滑效果有限等问题。

同时，钻头连续切削过程中，切削齿与岩石连续剪切摩擦，不断热聚集，导致切削齿接触部位出现微局部高温(800℃以上)造成微局部碳化，进而磨损。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种囊包提速剂，其解决了现有的钻井液润滑剂润滑效果有限的缺陷，同时本申请还提供了该囊包提速剂的使用方法及其应用，可以钻头高温磨损的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供的方案是：

一种囊包提速剂，

所述囊包提速剂包括囊包颗粒、脲与甲醛的预聚体溶液，

所述囊包颗粒包括呈球形的壁组分和置于所述壁组分内的芯组分，

所述壁组分的直径为10微米－50微米，所述壁组分的球形度≥0.8，

所述囊包颗粒混合在所述脲与甲醛的预聚体溶液中形成所述囊包提速剂，

所述囊包颗粒的重量占比≥囊包提速剂总重量的40％。

进一步地，所述芯组分为润滑减阻材料，所述壁组分为脲与甲醛的聚合物。

进一步地，所述芯组分的重量占比为囊包颗粒总重量的55％～75％，所述壁组分的重量占比为囊包颗粒总重量的25％～45％。

进一步地，所述壁组分的破裂压力值为200N－3000N。

进一步地，本申请提供了上述囊包提速剂的使用方法，初始状态，按2.5g-5g囊包提速剂/100mL水基钻完井液的比例在水基钻完井液中加入囊包提速剂，通过加入囊包提速剂后水基钻完井液中颗粒物的指标变化情况，继续按5g-8g囊包提速剂/100mL水基钻完井液的比例增加囊包提速剂进行维护，直至加入囊包提速剂后水基钻完井液具备润滑减阻效果。

进一步地，所述颗粒物包括未加入囊包提速剂前水基钻完井液中的钻井液颗粒以及囊包颗粒；所述颗粒物的指标变化情况包括对比：未加入囊包提速剂前的水基钻完井液中钻井液颗粒的频率分布及累计分布数据与加入囊包提速剂后水基钻完井液中颗粒物的频率分布及累计分布数据。

进一步地，所述颗粒物的指标变化情况还包括对比：未加入囊包提速剂前的水基钻完井液中钻井液颗粒的球形度、周长等效粒径数据与加入囊包提速剂后水基钻完井液中颗粒物的球形度、周长等效粒径数据。

进一步地，所述润滑减阻效果包括：