專利名稱：一種用于惡性漏失的堵漏劑及配制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在鉆井過(guò)程中能夠有效的封堵裂縫性及破碎性地層惡性漏失的堵漏劑及配制方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，我國(guó)西部和川東北地區(qū)油氣深井鉆井的井漏問(wèn)題十分突出，主要特點(diǎn)是深井、山前構(gòu)造、高陡構(gòu)造、含硫化氫，井漏普遍。川東地區(qū)尤其是近10年來(lái)，在高陡構(gòu)造、 邊遠(yuǎn)區(qū)域及高山地區(qū)廣泛開展油氣勘探、鉆井，井漏更加頻繁、嚴(yán)重，治漏難度更大。據(jù)近幾年的統(tǒng)計(jì)資料表明幾乎每鉆一口井都要發(fā)生不同程度的井漏；其中，一般性井漏占50%以上，一次堵漏成功率在70%以上；嚴(yán)重井漏占20% 30%，這類井漏常需數(shù)次堵漏才能成功； 惡性井漏占10% 20%，這類井漏的損失占總損失的50%以上，堵漏很難成功。開江一宣漢地區(qū)惡性井漏的頻率較高，漏失量大，漏層復(fù)雜，已鉆構(gòu)造均發(fā)生不同程度的井漏，90%的完鉆井有井漏顯示，平均約4層(次)/井；其中，鉆井液失返、不能建立循環(huán)的惡性井漏占27%， 惡性井漏的漏失量占漏失總量的比例達(dá)95%。惡性漏失井段長(zhǎng)、漏失層段多、漏層不易確定， 惡性漏層治漏困難，需要長(zhǎng)時(shí)間堵漏，而且嚴(yán)重的漏失最終將導(dǎo)致棄井。川東地區(qū)井漏占鉆井?dāng)?shù)的65%左右，處理井漏時(shí)間占作業(yè)時(shí)間的6%左右，嚴(yán)重井漏高達(dá)20%左右，處理井漏一口井耗費(fèi)上百萬(wàn)元。塔里木盆地井漏問(wèn)題普遍存在，庫(kù)車坳陷和塔西南山前構(gòu)造帶，地下埋藏著原鹽膏層和高壓油氣儲(chǔ)層，鉆井液密度高達(dá)2. 0 2. 4g/cm3，一旦發(fā)生井漏，處理十分困難，損失嚴(yán)重。新疆準(zhǔn)噶爾盆地南緣山前構(gòu)造井漏發(fā)生頻繁，處理井漏時(shí)間占鉆井時(shí)間的3%左右。長(zhǎng)慶油田、吐哈油田處理深井井漏的時(shí)間占鉆井時(shí)間的2%左右，而且堵漏成功率僅達(dá)30%左右，一次井漏需多次堵漏才能完成。國(guó)內(nèi)外對(duì)付惡性漏失的堵漏技術(shù)至今仍不過(guò)關(guān)，目前仍然主要是依靠經(jīng)驗(yàn)和多次重復(fù)(十幾次、幾十次、甚至上百次的重復(fù)，例如中石化南方分公司在重慶市梁平縣部署的重點(diǎn)探井“金雞1井”，該井在鉆井施工中，由于鉆遇到多處溶洞、裂縫及地下暗河等特殊地層，發(fā)生嚴(yán)重的惡性井漏，從2005年3月8日開鉆至8月20日期間，未能建立起正常的泥漿循環(huán)，曾先后采用橋漿堵漏、隨鉆堵漏、水泥漿堵漏及泡沫泥漿防漏等方法施工103次， 未達(dá)到封堵住漏層的目的。該井共漏失工作液73415. 5m3)的積累效應(yīng)來(lái)達(dá)到堵漏的目的。 這種重復(fù)堵漏堵需要大量堵漏材料、浪費(fèi)大量時(shí)間造成巨大堵漏成本，而且堵漏成功率也不高。也就是說(shuō)至今仍然沒(méi)有一種行之有效的成熟的堵漏工藝技術(shù)可以解決惡性漏失，惡性漏失仍然是制約鉆井進(jìn)度的瓶頸，是急需解決的技術(shù)難題。惡性漏失堵漏的技術(shù)難點(diǎn)
惡性漏失的堵漏十分困難，惡性漏失堵漏的技術(shù)難點(diǎn)包括以下兩個(gè)方面(1)堵漏劑容易被水沖稀一般地層裂縫溶洞中都有水(或泥漿)，堵漏流體一般為水基，兩者一接觸，自然相混，必然將堵漏劑沖稀，沖稀使堵漿黏度下降更易流走，堵漏材料更難滯留堆集在漏層內(nèi)的入口附近；堵漏液沖稀后，難以凝結(jié)固化，或使凝結(jié)強(qiáng)度大大降低，難以支撐漏失壓差的破壞作用，從而使堵漏失敗；(2)此類漏失漏速快，漏失量大，堵漏材料難以在漏層入口附近停留由于所有堵漏劑都必須是流體，或必須由流體攜帶到達(dá)漏層，因此，它們遇這種漏層也會(huì)大量漏失、流入漏層深部，而不能在漏層入口附近堆積，也就不能在入口處起到堵漏作用，堵漏劑只有一進(jìn)入漏層就不流走而停留在漏層入口內(nèi)附近位置，然后再發(fā)生膠結(jié)硬化等作用，才能有效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了能夠在裂縫性及破碎性漏層入口處有效的駐留形成橋塞的抗高溫高壓封堵強(qiáng)度大的堵漏劑，特提供一種用于惡性漏失的堵漏劑及配制方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種用于惡性漏失的堵漏劑，其特征是制備該堵漏劑所用原料的組分及含量為，其質(zhì)量單位為克或千克十六烷基二甲基烯丙基氯化銨8-12 ；丙烯酰胺16-18 ；苯乙烯硫酸鈉6-12 ；表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 2-0. 4 ；引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀/亞硫酸氫鈉0. 2-0. 4，過(guò)硫酸鉀與亞硫酸氫鈉的質(zhì)量比為 1:2 ；膨潤(rùn)粘土 16-20 ；淡水 239-279。該堵漏劑的配制方法是先用丙酮對(duì)丙烯酰胺及十二烷基苯磺酸鈉進(jìn)行重結(jié)晶， 用乙酸乙酯對(duì)十六烷基二甲基烯丙基氯化銨進(jìn)行重結(jié)晶；在反應(yīng)容器中加入經(jīng)重結(jié)晶后的十六烷基二甲基烯丙基氯化銨8-12克、丙烯酰胺16-18克及苯乙烯硫酸鈉6-12克，用淡水 140-180克完全溶解，用NaOH溶液調(diào)節(jié)體系的PH值至6. 4-6. 8 ；在反應(yīng)容器中通入氮?dú)?0 分鐘，加入引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀/亞硫酸氫鈉0. 2-0. 4克，繼續(xù)通氮?dú)?0分鐘密封后置于恒溫箱中恒溫40°C，反應(yīng)M小時(shí)；取出冷卻至室溫后用丙酮沉淀，反復(fù)用丙酮溶液洗滌3-5次， 粉碎成細(xì)小顆粒，再用丙酮浸泡一天，40°C真空干燥至恒重，得到白色共聚物；最后取1克共聚物，用99克的淡水溶解后，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 2-0. 4克，待完全溶解后加入膨潤(rùn)粘土 16-20克，制得本堵漏劑。本發(fā)明提供的用于惡性漏失的堵漏劑與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下有益效果 (1)本堵漏劑具有優(yōu)良的剪切稀釋性能，它在管線、鉆柱內(nèi)和環(huán)空中易流動(dòng)，而在漏層裂縫及孔道中移動(dòng)十分困難；(2)該堵漏劑是高彈性的黏彈性流體，具有很強(qiáng)的靜屈服應(yīng)力，靜止后要使其流動(dòng)需克服很大的靜屈服應(yīng)力，80°C時(shí)任具有很高的啟動(dòng)壓力，且封堵強(qiáng)度高； (3)高溫高壓條件下任具有很強(qiáng)的抗沖稀能力，能夠在排水填充裂縫及孔道空間時(shí)能保持原有優(yōu)良的性能；(4)能夠在裂縫、大孔道形成有效軟塞子，有利于膨脹材料以及橋塞材料的有效駐留。本發(fā)明能夠很好的封堵漏層；同時(shí)還具有抗擠壓強(qiáng)度大、耐溫耐礦化度能力強(qiáng)具有特點(diǎn)，適合于在鉆井過(guò)程中進(jìn)行堵漏。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 本堵漏劑的配制方法
先用丙酮對(duì)丙烯酰胺及十二烷基苯磺酸鈉進(jìn)行重結(jié)晶，用乙酸乙酯對(duì)十六烷基二甲基烯丙基氯化銨進(jìn)行重結(jié)晶；先在反應(yīng)容器中加入經(jīng)重結(jié)晶后的十六烷基二甲基烯丙基氯化銨10克、丙烯酰胺17克及苯乙烯硫酸鈉9克，用淡水160克完全溶解，用NaOH溶液調(diào)節(jié)體系的PH值至6. 5 ；在反應(yīng)容器中通入氮?dú)?0分鐘，加入引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀/亞硫酸氫鈉0. 2 克，繼續(xù)通氮?dú)?0分鐘密封后置于恒溫箱中恒溫40°C，反應(yīng)M小時(shí)；取出冷卻至室溫后用丙酮沉淀，反復(fù)用丙酮溶液洗滌3次，粉碎成細(xì)小顆粒，再用丙酮浸泡一天，40°C真空干燥至恒重，得到白色共聚物；最后取1克共聚物，用99克的淡水溶解后，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 3克，待完全溶解后加入膨潤(rùn)粘土 18克。制得本堵漏劑。
實(shí)施例2 采用篩余法測(cè)定該堵漏劑沖稀程度，實(shí)驗(yàn)證明該發(fā)明具有良好的抗沖稀能力
表1本堵漏劑抗沖稀能力測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種用于惡性漏失的堵漏劑，其特征是制備該堵漏劑所用原料的組分及含量為， 其質(zhì)量單位為克或千克苯乙烯硫酸鈉6-12 ；十六烷基二甲基烯丙基氯化銨8-12，是用乙酸乙酯對(duì)十六烷基二甲基烯丙基氯化銨進(jìn)行重結(jié)晶后的產(chǎn)物；丙烯酰胺16-18，是用丙酮對(duì)丙烯酰胺進(jìn)行重結(jié)晶的產(chǎn)物；表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 2-0. 4，是用丙酮對(duì)十二烷基苯磺酸鈉進(jìn)行重結(jié)晶的產(chǎn)物；引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀/亞硫酸氫鈉0. 2-0. 4，過(guò)硫酸鉀與亞硫酸氫鈉的質(zhì)量比為1:2 ；膨潤(rùn)粘土 16-20 ；淡水239-279。
2.一種如權(quán)利要求1所述堵漏劑的配制方法，其特征是先在反應(yīng)容器中加入經(jīng)重結(jié)晶后的十六烷基二甲基烯丙基氯化銨8-12克、丙烯酰胺16-18克，苯乙烯硫酸鈉6-12克， 用淡水140-180克完全溶解，用NaOH溶液調(diào)節(jié)體系的PH值至6. 4-6. 8 ；在反應(yīng)容器中通入氮?dú)?0分鐘，加入引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀/亞硫酸氫鈉0. 2-0. 4克，繼續(xù)通氮?dú)?0分鐘密封后置于恒溫箱中恒溫40°C，反應(yīng)M小時(shí)；取出冷卻至室溫后用丙酮沉淀，反復(fù)用丙酮溶液洗滌 3-5次，粉碎成細(xì)小顆粒，再用丙酮浸泡一天，40°C真空干燥至恒重，得到白色共聚物；最后取1克共聚物，用99克的淡水溶解后，加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉0. 2-0. 4克，待完全溶解后加入膨潤(rùn)粘土 16-20克，制得本堵漏劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在鉆井過(guò)程中能夠有效的封堵裂縫性及破碎性地層惡性漏失的堵漏劑及配制方法。其技術(shù)方案制備該堵漏劑所用原料的組分及含量為，其質(zhì)量單位為克十六烷基二甲基烯丙基氯化銨8-12；丙烯酰胺16-18；苯乙烯硫酸鈉6-12；十二烷基苯磺酸鈉0.2-0.4；過(guò)硫酸鉀/亞硫酸氫鈉0.2-0.4；膨潤(rùn)粘土16-20；淡水239-279。其配制方法先將重結(jié)晶的十六烷基二甲基烯丙基氯化銨、丙烯酰胺、苯乙烯硫酸鈉用水溶解；再通入N2加入引發(fā)劑反應(yīng)24h；再用丙酮沉淀、浸泡、干燥得到白色共聚物；取共聚物和水加入十二烷基苯磺酸鈉、膨潤(rùn)粘土，制得本堵漏劑。本發(fā)明能封堵漏層，抗擠壓強(qiáng)度大，耐溫耐礦化度能力強(qiáng)，適用于在鉆井過(guò)程中進(jìn)行大裂縫堵漏。
文檔編號(hào)C08F226/02GK102504776SQ20111031061
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者劉建儀, 張廣東, 李麗, 王平全, 白楊, 胡亞琴, 譚曉華 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)