本發(fā)明涉及石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

長慶地區(qū)2015-2016年油井漏失172口井，其中惡性漏失28口，填井側(cè)鉆4口，棄井4口。氣井淺表層漏失22口井，其中惡性漏失8口，堵漏時(shí)間大于100h的4口。其中鎮(zhèn)309-840井堵漏時(shí)間長達(dá)336h，橋塞堵漏12次，注水泥堵漏8次，最終堵漏無效，填井側(cè)鉆。彭292-80、彭291-77井經(jīng)過12次注水泥堵漏，礫石填充堵漏3次，仍失返，最終棄井。

目前長慶鉆井總公司針對隴東地區(qū)惡性漏失井已經(jīng)形成了交聯(lián)凝膠堵漏技術(shù)、米石堵漏工藝、水泥礫石漿填充裂縫工藝、水力壓差式封隔器注水泥堵漏工藝、惡性漏失井充氣泥漿防漏鉆井技術(shù)等一些惡性漏失井防漏堵漏工藝。核心原理是以凝膠堵漏材料為基礎(chǔ)，復(fù)配各類橋塞堵漏劑、礫石等材料，通過靜止堵漏、擠封堵漏，結(jié)合注水泥、石子填充、側(cè)鉆等工藝技術(shù)解決目前的惡性漏失。目前針對油、氣井惡性漏失，堵漏成功率28％，其中一次堵漏成功率僅為8％。隴東地區(qū)惡性漏失井堵漏難度大、一次堵漏成功率很低、堵漏周期長、堵漏費(fèi)用高、延長了鉆井時(shí)間。因此針對長慶區(qū)域惡性漏失地層的堵漏機(jī)理進(jìn)行分析，并研究出行之有效的堵漏工藝是生產(chǎn)急需。

目前存在如下技術(shù)難題：1.區(qū)域漏層裂縫發(fā)育，存在大的垂直裂縫。漏失段長達(dá)數(shù)米，區(qū)域存在裂縫帶；2.裂縫特寬，橋塞物不易架橋，即使架橋也容易被破壞，進(jìn)而再次發(fā)生井漏；3.裂縫垂直厚度長，裂縫中堵漏物質(zhì)強(qiáng)度弱，粒徑小，只能鋪展而堵不死裂縫；4.無配制及泵送大直徑剛性材料的手段。

通過2016年長慶鉆井總公司鉆井技術(shù)研發(fā)中心研究的針對大型漏失井的定位擠封固化堵漏技術(shù)的啟發(fā)，結(jié)合公司新研發(fā)的纖維塑凝固化劑、低溫早強(qiáng)固化劑等新型堵漏材料的優(yōu)點(diǎn)，建立一種“設(shè)備+材料+工藝”的堵漏模式，以期提高惡性漏失井的堵漏成功率，降低井漏復(fù)發(fā)率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服堵漏劑不能在大裂縫中架橋、滯留、填塞、加固等問題，提供一種封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑，包括以下組分：按質(zhì)量百分比計(jì)，45-56％的油井g級水泥、8-12％的礫石、12-15％的米石、15-20％的壓裂砂、6-9％的細(xì)堵劑、1-2％的降失水劑、2-4％的外摻料。

所述油井g級水泥為油井高抗水泥、油井低抗水泥、425水泥中的一種或幾種。

所述礫石鵝卵石、白玉石、級配碎石、砂石、片石中的一種或幾種，且礫石的粒徑為10-40mm。

所述米石為石英砂、海玻璃、砂石、水洗石、塊石、石屑中的一種或幾種，且米石的粒徑為4-10mm。

所述壓裂砂為天然石英砂、陶粒砂、黃沙、河沙中的一種或幾種，且壓裂砂的粒徑為1-4mm。

所述細(xì)堵劑為水鎂石纖維、棉絨、云母粉、木質(zhì)纖維、聚乙烯纖維、雷特堵漏劑中的一種或幾種，且細(xì)堵劑的粒徑為0.1-1mm。

所述降失水劑為磺化瀝青、木質(zhì)素、栲膠、聚乙烯醇、乳化瀝青中的一種或幾種。

所述外摻料為二水石膏、硅酸鈉、聚環(huán)氧乙烷、木質(zhì)素磺酸鹽中的一種或幾種。

一種封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟1)按質(zhì)量百分比計(jì)，將45-56％的油井g級水泥、6-9％的復(fù)合細(xì)堵劑、1-2％的降失水劑、2-4％的外摻料四種材料用干混法，混拌均勻，并在80℃條件下，干燥2h，命名為二元凝膠；

步驟2)按質(zhì)量百分比計(jì)，向步驟1)得到的二元凝膠中再加入8-12％的礫石、12-15％的米石、15-20％的壓裂砂四種材料用干混法，混拌均勻，并在70℃條件下，干燥1.5h，得到三元剛性凝膠，即為封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑。

本發(fā)明的有益效果：

(1)本發(fā)明提供的這種封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑及其制備方法，針對漏速＞40m³/h、失返性漏失、放空性漏失等惡性漏失地層，堵漏漿中的堵漏材料進(jìn)入大裂縫后，先由大顆粒的礫石、大米石進(jìn)行初步架構(gòu)，形成剛性骨架，然后由小米石、壓裂砂對骨架中的中型空隙進(jìn)行填充，之后由纖維材料對封堵帶中的微小空隙進(jìn)行封堵，最后由凝膠將封堵帶中所有的堵漏材料進(jìn)行膠結(jié)固化，形成高強(qiáng)度封堵墻，徹底封閉大裂縫，完成惡性漏失的堵漏工作。

(2)本發(fā)明提供的這種封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑及其制備方法各組分來源廣、價(jià)格低廉，其制備方法簡單便捷，可操作性強(qiáng)，惡性漏失堵漏效果明顯，能有效降低堵漏劑的成本以及人工勞動強(qiáng)度，節(jié)約了堵漏作業(yè)的時(shí)間，形成的三元剛性凝膠固化強(qiáng)度高、剛性骨架封堵能力強(qiáng)、抗漏層水稀釋能力強(qiáng)，能快速的在漏層進(jìn)行橋塞封堵，并在短時(shí)間內(nèi)固化膠結(jié)，形成良好的封固墻。

(3)本發(fā)明提供的這種封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑及其制備方法堵漏劑的單次配漿量＞20m³，是注水泥堵漏堵漏作業(yè)中水泥漿量的2倍以上，因此能覆蓋更長的漏層井段，很好的解決漏層具體位置難以判斷的情況下，漏層的堵漏難題，可以很好的封堵惡性漏失地層的大裂縫、大孔洞，能很好的解決堵劑不能在大裂縫中架橋、滯留、填塞、加固的難題，滿足鉆井施工和環(huán)保要求，同時(shí)對于中型、大型漏失具有良好的堵漏效果，能明顯地提高一次堵漏成功率，大幅提高漏層承壓能力，降低后期井漏復(fù)發(fā)幾率。

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑封堵大裂縫示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

本實(shí)施例提供了一種如圖1所示的封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑，包括以下組分：按質(zhì)量百分比計(jì)，45-56％的油井g級水泥、8-12％的礫石、12-15％的米石、15-20％的壓裂砂、6-9％的細(xì)堵劑、1-2％的降失水劑、2-4％的外摻料。

所述油井g級水泥為油井高抗水泥、油井低抗水泥、425水泥中的一種或幾種。

所述礫石鵝卵石、白玉石、級配碎石、砂石、片石中的一種或幾種，且礫石的粒徑為10-40mm。

所述米石為石英砂、海玻璃、砂石、水洗石、塊石、石屑中的一種或幾種，且米石的粒徑為4-10mm。

所述壓裂砂為天然石英砂、陶粒砂、黃沙、河沙中的一種或幾種，且壓裂砂的粒徑為1-4mm。

所述細(xì)堵劑為水鎂石纖維、棉絨、云母粉、木質(zhì)纖維、聚乙烯纖維、雷特堵漏劑中的一種或幾種，且細(xì)堵劑的粒徑為0.1-1mm。

所述降失水劑為磺化瀝青、木質(zhì)素、栲膠、聚乙烯醇、乳化瀝青中的一種或幾種。

所述外摻料為二水石膏、硅酸鈉、聚環(huán)氧乙烷、木質(zhì)素磺酸鹽中的一種或幾種。

這種封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟1)按質(zhì)量百分比計(jì)，將45-56％的油井g級水泥、6-9％的復(fù)合細(xì)堵劑、1-2％的降失水劑、2-4％的外摻料四種材料用干混法，混拌均勻，并在80℃條件下，干燥2h，命名為二元凝膠；

步驟2)按質(zhì)量百分比計(jì)，向步驟1)得到的二元凝膠中再加入8-12％的礫石、12-15％的米石、15-20％的壓裂砂四種材料用干混法，混拌均勻，并在70℃條件下，干燥1.5h，得到三元剛性凝膠，即為封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑。

堵漏劑制備好后，利用石油專用混拌及強(qiáng)泵送設(shè)備，配制三元剛性凝膠堵漏漿，配漿時(shí)的水灰比(水的質(zhì)量/堵漏劑的質(zhì)量)為0.27，該三元剛性凝膠堵漏漿的堵漏機(jī)理是：

1.堵漏顆粒在壓差作用下進(jìn)入漏層通道后，在孔隙喉道、細(xì)裂縫或彎曲處形成初架橋，在壓力作用下，填實(shí)漏失通道；

2.在壓差作用下，膠束聚合物通過膠束形成封堵層，降低漏失速度，填充加固劑進(jìn)入有彈性粒子和膠束聚合物形成的封堵層的微孔隙，進(jìn)一步降低封堵層的滲透率；

3.凝膠堵漏材料進(jìn)入漏層能自動停止流動，并充滿漏失裂縫、溶洞空間，且難以與油、氣、水相混合，形成能隔斷地層內(nèi)部流體與井筒流體的“凝膠段塞”，其啟動壓力大于漏失壓力。

本發(fā)明的這種封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑及其制備方法，針對漏速＞40m³/h、失返性漏失、放空性漏失等惡性漏失地層，堵漏漿中的堵漏材料進(jìn)入大裂縫后，先由大顆粒的礫石、大米石進(jìn)行初步架構(gòu)，形成剛性骨架，然后由小米石、壓裂砂對骨架中的中型空隙進(jìn)行填充，之后由纖維材料對封堵帶中的微小空隙進(jìn)行封堵，最后由凝膠將封堵帶中所有的堵漏材料進(jìn)行膠結(jié)固化，形成高強(qiáng)度封堵墻，徹底封閉大裂縫，完成惡性漏失的堵漏工作，如圖1所示，該堵漏劑各組分來源廣、價(jià)格低廉，其制備方法簡單便捷，可操作性強(qiáng)，惡性漏失堵漏效果明顯，能有效降低堵漏劑的成本以及人工勞動強(qiáng)度，節(jié)約了堵漏作業(yè)的時(shí)間，形成的三元剛性凝膠固化強(qiáng)度高、剛性骨架封堵能力強(qiáng)、抗漏層水稀釋能力強(qiáng)，能快速的在漏層進(jìn)行橋塞封堵，并在短時(shí)間內(nèi)固化膠結(jié)，形成良好的封固墻，三元剛性凝膠單次配漿量＞20m³，是注水泥堵漏堵漏作業(yè)中水泥漿量的2倍以上，因此能覆蓋更長的漏層井段，很好的解決漏層具體位置難以判斷的情況下，漏層的堵漏難題，可以很好的封堵惡性漏失地層的大裂縫、大孔洞，能很好的解決堵劑不能在大裂縫中架橋、滯留、填塞、加固的難題，滿足鉆井施工和環(huán)保要求，同時(shí)對于中型、大型漏失具有良好的堵漏效果，能明顯地提高一次堵漏成功率，大幅提高漏層承壓能力，降低后期井漏復(fù)發(fā)幾率。

實(shí)施例2：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種優(yōu)選的封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑，其制備如下，按質(zhì)量百分比計(jì)，將55％的油井高抗水泥、3％的水鎂石纖維(粒徑0.1-1mm)、3％的聚乙烯纖維(粒徑0.1-1mm)、1％的乳化瀝青、2％的二水石膏，混拌均勻后，在70℃溫度下干燥2h，得到一種二元凝膠；再加入9％的鵝卵石(粒徑15-30mm)、12％的砂石(粒徑4-9mm)、15％的天然石英砂(粒徑2-4mm)，混拌均勻后，放入干燥機(jī)中，60℃溫度下干燥1.5h，冷卻后，裝入具有防潮功能的包裝袋內(nèi)密封，得到一種三元剛性凝膠，即該封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑，堵漏劑制備好后，利用石油專用混拌及強(qiáng)泵送設(shè)備，配制三元剛性凝膠堵漏漿，配漿時(shí)的水灰比(水的質(zhì)量/堵漏劑的質(zhì)量)為0.27，其堵漏功能與其他堵漏產(chǎn)品相比如下表1所示。

表1本發(fā)明堵漏劑與其它堵漏產(chǎn)品堵漏功能對比

實(shí)施例3：

本實(shí)施例以寧26-281井進(jìn)行漏層堵漏施工作業(yè)為例，寧26-281井位于甘肅省合水縣吉峴鄉(xiāng)，洛河層位垂深540-820米，鉆進(jìn)至洛河層810-841米，先后發(fā)生多次失返性漏失，采用注水泥堵漏2次，封隔器擠封橋塞漿1次，粗堵漏劑堵漏3次，均未達(dá)到預(yù)期堵漏效果，返出排量只有1/3。

采用本發(fā)明的這種封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑，其配方如下，按質(zhì)量百分比計(jì)，56％的油井高抗水泥、8％的白玉石、12％的石英砂、15％的陶粒砂、6％的水鎂石纖維、1％的磺化瀝青、2％的二水石膏。堵漏劑制備好后，利用石油專用混拌及強(qiáng)泵送設(shè)備，配制三元剛性凝膠堵漏漿，配漿時(shí)的水灰比(水的質(zhì)量/堵漏劑的質(zhì)量)為0.27，光鉆桿下至漏層上30m，泵入本實(shí)施例的三元剛性凝膠堵漏漿21m³，密度2.05g/cm³，候凝13h，井筒及漏層處均有效成塞，鉆穿漏層及新地層再未發(fā)生漏失，漏層漏速降低為0m³/h，判斷漏層堵漏成功。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例以寧26-291井進(jìn)行漏層堵漏施工作業(yè)為例，寧26-291井位于甘肅省合水縣吉峴鄉(xiāng)，洛河層位垂深540-820米，鉆進(jìn)至洛河層808-865米，先后發(fā)生多次失返性漏失。

采用本發(fā)明的這種封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑，其配方如下，按質(zhì)量百分比計(jì)，45％的425水泥、4％的鵝卵石、4％的砂石、15％的石英砂、20％的河沙、6％的木質(zhì)纖維、2％的乳化瀝青、4％的硅酸鈉。堵漏劑制備好后，利用石油專用混拌及強(qiáng)泵送設(shè)備，配制三元剛性凝膠堵漏漿，配漿時(shí)的水灰比(水的質(zhì)量/堵漏劑的質(zhì)量)為0.27，先后泵入18m³三元剛性凝膠堵漏漿，密度2.1g/cm³，候凝14h，井筒部分成塞，鉆穿漏層后，漏層漏速降低為1.5m³/h，跟隨鉆堵漏劑(注3)即可滿足正常打鉆需求，判斷漏層堵漏成功。

實(shí)施例5：

本實(shí)施例以寧23-29井進(jìn)行漏層堵漏施工作業(yè)為例，寧23-29井位于甘肅省合水縣吉峴鄉(xiāng)，屬二開結(jié)構(gòu)油井生產(chǎn)井，該井場第4口井，設(shè)計(jì)井深1372m，前3口井均發(fā)生一般失返性漏失，該井發(fā)生惡性放空性失返漏失。該井鉆至594m時(shí)突然無鉆壓，出口失返，無需轉(zhuǎn)盤，鉆頭可直接下放，泵壓從12mpa將到7mpa。594-596.5m為放空井段(放空2.5m)，搶鉆至601m。

采用本發(fā)明的這種封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑，其配方如下，按質(zhì)量百分比計(jì)，40％的油井高抗水泥、10％的油井低抗水泥、9％的砂石、13％的石英砂、16％的天然石英砂、7％的聚乙烯纖維、2％的磺化瀝青、3％的木質(zhì)素磺酸鹽。堵漏劑制備好后，利用石油專用混拌及強(qiáng)泵送設(shè)備，配制三元剛性凝膠堵漏漿，配漿時(shí)的水灰比(水的質(zhì)量/堵漏劑的質(zhì)量)為0.27，先后泵入19m³三元剛性凝膠堵漏漿，密度2.05g/cm³，候凝12h，井筒部分成塞，鉆穿漏層后，漏層漏速降低為0.3m³/h，跟隨鉆堵漏劑即可滿足正常打鉆需求，判斷漏層堵漏成功。

實(shí)施例3-5所述的堵漏劑的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與其他堵漏產(chǎn)品對比如下表2所示：

表2三元剛性凝膠堵漏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

綜上所述，利用本發(fā)明的這種封堵惡性漏失地層裂縫的堵漏劑能較好的封固漏層孔隙，大幅降低漏層漏速，且一次堵漏成功，而其它堵漏方法多次堵漏均未成功封堵漏層。

以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。