本發明涉及石油鉆井堵漏
技術領域：
，特別是涉及一種鉆井用多元復合凝膠類堵漏劑。
背景技術：
：井漏是鉆井過程中常見的井下復雜情況之一，它不僅會耗費鉆井時間，損失泥漿，而且有可能引起卡鉆、井噴、井塌等一系列復雜情況，甚至導致井眼報廢，造成重大經濟損失。堵漏劑作為鉆井工程防漏堵漏過程中必不可少的物質基礎，采用封堵效果好的堵漏劑是解決井漏問題的關鍵。國內處理井漏普遍采用的是橋接堵漏，大概占整個井漏處理方法的50％以上，橋接堵漏具有經濟價廉，使用方便，施工安全的優點，可以解決由孔隙和裂縫造成的部分漏失和失返漏失。傳統的堵漏材料有硬質果殼粉、蛭石，云母和混凝土等單一材料，這些材料成本雖然很低，但是往往存在運輸困難、堵漏效率低、損耗大的缺點。隨著技術發展，人們開發出多種不同的復合堵漏材料。例如，CN103911133A公開了一種包含果殼、木屑、云母、秸稈的堵漏組合物，通過粒徑大小不同達到有效封堵；CN1064096A中公開了一種用刨花楠粉、腐植甲酸、羧甲基纖維素、海帶粉等復配成的堵漏劑，這些材料雖然在一定程度提高了堵漏效果，但是井內通常是高溫、高壓、腐蝕的極端條件，上述的堵漏材料或堵漏劑很容易變軟腐蝕，從而造成堵漏失敗或二次漏失。CN104531109A、CN104498000A、CN102443383A等公開了利用新型化工材料做成的復合堵漏劑，但是這些往往會造成較大的環境污染，并且成本高昂，并不適于在鉆井堵漏時大量的使用。CN104559973A公開了一種彈性堵漏劑，該彈性堵漏劑主要由彈性暫堵顆粒及橋聯劑組成，遇水后即可膨脹形成堵漏層，但形成堵漏層的時間不可調控。因此，需要研制一種綜合性能較好的堵漏劑，使其能夠有效解決不同程度的井漏問題，并滿足以下性能要求：（1）有效封堵漏失通道，自適應性強；（2）低壓或高壓下均能形成有效封堵，承壓強度高；（3）對鉆井液性能影響小，耐溫性好；（4）堵漏劑固結時間可調控，對于不同深度的漏失層有較好的封堵效果。技術實現要素：本發明的目的之一在于提供了一種鉆井堵漏用復合凝膠堵漏劑。本發明的目的之二在于提供了這種復合凝膠堵漏劑的制備方法及應用方法。本發明目的通過下述技術方案來實現：一種多元復合凝膠堵漏劑，以重量份計，總質量份數以100份計，包括以下組分：剛性顆粒5~10重量份、柔性材料5~15重量份、可固結聚合物60~85重量份、促進劑2~10重量份。上述的多元復合凝膠堵漏劑中，所述剛性顆粒為棉籽殼、核桃殼、鋸末中的一種或幾種，粒徑40-100目不等。上述的多元復合凝膠堵漏劑中，所述柔性材料為石棉纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯腈纖維中的一種或幾種。纖維材料長度為0.5～6mm，直徑為0.001～0.5mm。上述的多元復合凝膠堵漏劑中，所述可固結聚合物為聚丙烯酰胺或聚（丙烯酰胺-丙烯酸鈉），分子量為400~800萬，粒徑60~100目不等。上述的多元復合凝膠堵漏劑中，所述促進劑為六次甲基四胺/苯酚、六次甲基四胺/對苯二酚或六次甲基四胺/間苯二酚中的一種。上述促進劑中，六次甲基四胺：酚類的摩爾比控制在3~8：1。本發明所提供上述的多元復合凝膠堵漏劑在鉆井過程中發生井漏后，與基漿混合配制成堵漏漿，進行停鉆堵漏處理的應用。上述的應用中，多元復合凝膠堵漏劑的添加量為基漿重量的4~8％。上述的應用中，所述基漿為水基鉆井液（可以為石油鉆井中所有類型的水基鉆井液）；以重量份計，所述基漿的組份包括：4wt％膨潤土、0.5wt％鉆井液用增粘劑80A51、0.3wt％水解聚丙烯腈銨鹽NPAN、2wt％鉆井液用褐煤樹脂SPNH、2wt％鉆井液用磺化瀝青FT-1、其余量為水。本發明所述的多元復合凝膠堵漏劑，是在常溫常壓條件下，將堵漏劑的原料組分按配比稱取后加入混合機或捏合機中混合攪拌均勻得到的。本發明的技術方案相比現有技術具有的有益效果：（1）堵漏劑的組分組合多元協同，加入的剛性顆粒與聚合物凝膠協同提供承壓能力，柔性纖維類材料增強其抗撕裂能力。（2）調節促進劑的含量，可以調控堵漏劑固結時間，以達到在不同深度的漏失情況下，對堵漏劑形成凝膠的不同時間要求。具體實施方式下面通過實施例對本發明作進一步的說明，其目的僅在于更好的理解本發明而非限制本發明保護的范圍。下述所述份數為質量份，總質量份數以100份計：實施例1本實施例提供一種多元復合凝膠堵漏劑，以重量份計，其包括組分：剛性核桃殼顆粒5重量份（40%粒徑分布在40~60目的核桃殼顆粒，60%粒徑分布在60~100目的核桃殼顆粒），柔性材料石棉纖維15重量份（直徑0.001~0.5mm，長度1~3mm），可固結聚合物聚丙烯酰胺80重量份，促進劑六次甲基四胺/苯酚10重量份（六次甲基四胺與苯酚的摩爾比為3:1）。本實施例的多元復合凝膠堵漏劑是在常溫常壓條件下，將堵漏劑的原料組分按配比稱取后加入混合機或捏合機中混合攪拌均勻得到的。將4wt％的本實施例的多元復合凝膠堵漏劑加入到基漿(4wt％懷安膨潤土、0.3wt％鉆井液用增粘劑80A51、0.5wt％水解聚丙烯腈銨鹽NPAN、2wt％鉆井液用褐煤樹脂SPNH、2wt％鉆井液用磺化瀝青FT-1、余量水)中制備成1500mL堵漏漿，用于封堵1mm寬裂縫的井漏。實施例2本實施例提供一種多元復合凝膠堵漏劑，以重量份計，其包括組分：剛性棉籽殼顆粒10重量份（50%粒徑分布在40~60目的棉籽殼顆粒，50%粒徑分布在60~100目的棉籽殼顆粒），柔性材料聚丙烯纖維10重量份（直徑0.001~0.5mm，長度0.5~2mm），可固結聚合物聚（丙烯酰胺-聚丙烯酸鈉）75重量份，促進劑六次甲基四胺/對苯二酚5重量份（六次甲基四胺與對苯二酚的摩爾比為5:1）。本實施例的多元復合凝膠堵漏劑是在常溫常壓條件下，將堵漏劑的原料組分按配比稱取后加入混合機或捏合機中混合攪拌均勻得到的。將6wt％的本實施例的多元復合凝膠堵漏劑加入到基漿(4wt％懷安膨潤土、0.3wt％鉆井液用增粘劑80A51、0.5wt％水解聚丙烯腈銨鹽NPAN、2wt％鉆井液用褐煤樹脂SPNH、2wt％鉆井液用磺化瀝青FT-1、余量水)中制備成1500mL堵漏漿，用于封堵1mm寬裂縫的井漏。實施例3本實施例提供一種多元復合凝膠堵漏劑，以重量份計，其包括組分：剛性核鋸末顆粒8重量份（20%粒徑分布在40~60目的鋸末顆粒，80%粒徑分布在60~100目的鋸末顆粒），柔性材料聚乙烯纖維10重量份（直徑0.001~0.5mm，長度1~3mm），可固結聚合物聚丙烯酰胺74重量份，促進劑六次甲基四胺/間苯二酚8重量份（六次甲基四胺與間苯二酚的摩爾比為8:1）。本實施例的多元復合凝膠堵漏劑是在常溫常壓條件下，將堵漏劑的原料組分按配比稱取后加入混合機或捏合機中混合攪拌均勻得到的。將5wt％的本實施例的多元復合凝膠堵漏劑加入到基漿(4wt％懷安膨潤土、0.3wt％鉆井液用增粘劑80A51、0.5wt％水解聚丙烯腈銨鹽NPAN、2wt％鉆井液用褐煤樹脂SPNH、2wt％鉆井液用磺化瀝青FT-1、余量水)中制備成1500mL堵漏漿，用于封堵1mm寬裂縫的井漏。實施例4本實施例提供一種多元復合凝膠堵漏劑，以重量份計，其包括組分：剛性核桃殼顆粒6重量份（60%粒徑分布在40~60目的核桃殼顆粒，40%粒徑分布在60~100目的核桃殼顆粒），柔性材料聚丙烯腈纖維12重量份（直徑0.001~0.5mm，長度1~3mm），可固結聚合物聚丙烯酰胺80重量份，促進劑六次甲基四胺/苯酚2重量份（六次甲基四胺與苯酚的摩爾比為4:1）。本實施例的多元復合凝膠堵漏劑是在常溫常壓條件下，將堵漏劑的原料組分按配比稱取后加入混合機或捏合機中混合攪拌均勻得到的。將8wt％的本實施例的多元復合凝膠堵漏劑加入到基漿(4wt％懷安膨潤土、0.3wt％鉆井液用增粘劑80A51、0.5wt％水解聚丙烯腈銨鹽NPAN、2wt％鉆井液用褐煤樹脂SPNH、2wt％鉆井液用磺化瀝青FT-1、余量水)中制備成1500mL堵漏漿，用于封堵1mm寬裂縫的井漏。實施例5對上述堵漏劑進行封堵實驗，所用儀器為渤海鉆探工程院產的DLM-I型堵漏模擬裝置。溫度設定為150℃(儀器允許的最高溫度)，對上述實施案例分別采用不同規格的楔板進行試驗。首先對實施例1~4的封堵固結時間進行測試，待完全固結后，以0.5~1MPa/15min的速度緩慢加壓，壓力達到7Mpa（儀器允許的最大壓力）后保持此壓力4小時，未出現壓力突降現象，表明此堵漏漿承壓能力在150℃高溫條件下可達到7MPa。具體數值見下表1、表2：表1實施例1~4封堵固結時間實施例1實施例2實施例3實施例4固結時間/min7045100150表2實施例1~4封堵效果縫隙板寬度/mm150℃/4h承壓能力/MPa實施例117.0實施例227.0實施例336.8實施例426.9從實驗數據看出，本發明的多元復合凝膠堵漏劑可有效封堵3mm以內的裂縫，在150℃高溫條件下，其承壓可持續達到6.5MPa以上，能夠滿足長時間高溫高承壓的要求。當前第1頁1 2 3