一種鉆井用微裂縫微納封堵材料及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)計(jì)石油勘探井和生產(chǎn)井在鉆井過(guò)程中所使用的一種鉆井用微裂縫微納 封堵材料及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國(guó)內(nèi)外所應(yīng)用暫堵技術(shù)均是在常規(guī)暫堵理論D5tl基礎(chǔ)上，暫堵材料顆粒尺寸 相對(duì)較大，只能封堵大的孔縫，較小顆粒依然可以進(jìn)入儲(chǔ)層，造成不小的傷害。針對(duì)微裂縫 封堵存在的空白，研制一種微納封堵材料，其有效地將微米級(jí)顆粒和納米級(jí)顆粒按照科學(xué) 的比例融合為一體，當(dāng)遇到儲(chǔ)層微裂縫時(shí)，微米顆粒和納米顆粒與裂縫尺寸自動(dòng)匹配，遇到 稍大的裂縫時(shí)，微米顆粒首先快速形成封堵層，納米顆粒形成有效封堵膜，進(jìn)一步封堵住更 微小孔隙，兩種尺寸級(jí)別物質(zhì)合理搭配使用，可快速、有效地形成雙層封堵層，封堵更加嚴(yán) 實(shí)，避免鉆井液中的微小顆粒進(jìn)入儲(chǔ)層，造成傷害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種填補(bǔ)微裂縫封堵材料空白的鉆 井用微裂縫微納封堵材料及制備方法。
[0004] 本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 本發(fā)明的技術(shù)方案之一是微納封堵材料由下面重量組分構(gòu)成： 石蠟納米乳液 10(Γ200份 復(fù)合超細(xì)碳酸鈣 20(Γ400份 其中，復(fù)合超細(xì)碳酸鈣由500目-2500目的超細(xì)碳酸鈣混合而成。
[0005] 上述方案進(jìn)一步優(yōu)化方案是復(fù)合超細(xì)碳酸鈣由500目、1000目、2500目的超細(xì)碳 酸鈣等量混合而成。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案之二是上述鉆井用微裂縫微納封堵材料的制備方法是：首先將 ΚΚΓ200重量份的石蠟納米乳液加入攪拌器中，在轉(zhuǎn)速2800-3500r/min下，將20(Γ400重 量份的復(fù)合超細(xì)碳酸鈣逐漸混入石蠟納米乳液中，然后在9000-11000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌 30min，使兩者充分混合均勻，即得產(chǎn)品。
[0007] 上述制備方法中所述石蠟納米乳液是按如下方法合成：（1)在加熱容器中分別加 入8(Γ120重量份石蠟和8(Γ120重量份白油，在7(T80°C溫度下融化；（2)融化完全后，進(jìn)行 慢速磁力攪拌，在此過(guò)程中加入復(fù)合表面活性劑4(Γ60重量份；（3)待完全溶解后，緩慢滴 加20(Γ300重量份水；（4)繼續(xù)攪拌至降溫后停止攪拌。
[0008] 所述復(fù)合表面活性劑由司盤(pán)80系列與吐溫系列形成的HLB值在10. 2~10. 5間的 表面活性劑復(fù)合物。
[0009] 本發(fā)明所用的石蠟、白油、表面活性劑均為工業(yè)級(jí)試劑。制備復(fù)合超細(xì)碳酸鈣的各 粒級(jí)超細(xì)碳酸鈣均為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。
[0010] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)勢(shì)： 該封堵材料可以填補(bǔ)微裂縫封堵存在的空白；抗溫達(dá)150°C;可實(shí)現(xiàn)微米顆粒和納米顆 粒與裂縫尺寸自動(dòng)匹配；遇到稍大的裂縫時(shí)，微米顆粒首先快速形成封堵層，納米顆粒形成 有效封堵膜，進(jìn)一步封堵住更微小孔隙，兩種尺寸級(jí)別物質(zhì)合理搭配使用，可快速、有效地 形成雙層封堵層，封堵更加嚴(yán)實(shí)，避免鉆井液中的微小顆粒進(jìn)入儲(chǔ)層，造成傷害。該方法具 有對(duì)工藝條件簡(jiǎn)單、能耗低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0012] 實(shí)例 1 (1)稱(chēng)取80份石蠟、100份白油加入到燒杯中，在70°C下融化；融化完全后，進(jìn)行慢速 磁力攪拌，在此過(guò)程中加入復(fù)合表面活性劑40份；待完全溶解后，緩慢滴加200份自來(lái)水； 再攪拌20 min，降溫后停止攪拌，取樣檢測(cè)性能。
[0013] (2)分別稱(chēng)取500目、1000目、2500目的超細(xì)碳酸鈣200份、250份、300份，將三者 裝入密閉攪拌容器內(nèi)，高速攪拌30min，待所有粉末沉淀完全即可。
[0014] (3)在攪拌器中加入100份已經(jīng)配制好的石蠟納米乳液，在攪拌機(jī)3000r/min的轉(zhuǎn) 速下，將200份已經(jīng)配制好的復(fù)合超細(xì)碳酸鈣逐漸混入納米乳液中，然后在lOOOOr/min的 轉(zhuǎn)速下攪拌30min，使兩者充分混合均勻，即得產(chǎn)品。
[0015] 實(shí)例 2 (1)稱(chēng)取100份石蠟、80份白油加入到攪拌器中，在75°C下融化；融化完全后，進(jìn)行慢速 磁力攪拌，在此過(guò)程中加入復(fù)合表面活性劑50份；待完全溶解后，緩慢滴加250份自來(lái)水； 再攪拌25 min，降溫后停止攪拌，取樣檢測(cè)性能。
[0016] (2)分別稱(chēng)取500目、1000目、2500目的超細(xì)碳酸鈣250份、200份、300份，將三者 裝入密閉攪拌容器內(nèi)，高速攪拌30min，待所有粉末沉淀完全即可。
[0017] (3)在高攪杯中加入200份已經(jīng)配制好的石蠟納米乳液，在攪拌機(jī)3000r/min的轉(zhuǎn) 速下，將300份已經(jīng)配制好的復(fù)合超細(xì)碳酸鈣逐漸混入納米乳液中，然后在lOOOOr/min的 轉(zhuǎn)速下攪拌30min，使兩者充分混合均勻，即得產(chǎn)品。
[0018] 實(shí)例 3 (1)稱(chēng)取120份石蠟、120份白油加入到燒杯中，在80°C下融化；融化完全后，進(jìn)行慢速 磁力攪拌，在此過(guò)程中加入復(fù)合表面活性劑60份；待完全溶解后，緩慢滴加300份自來(lái)水； 再攪拌30 min，降溫后停止攪拌，取樣檢測(cè)性能。
[0019] (2)分別稱(chēng)取500目、1000目、2500目的超細(xì)碳酸鈣各300份，將三者裝入密閉攪 拌容器內(nèi)，高速攪拌30min，待所有粉末沉淀完全即可。
[0020] (3)在高攪杯中加入150份已經(jīng)配制好的石蠟納米乳液，在攪拌機(jī)3000r/min的轉(zhuǎn) 速下，將400份已經(jīng)配制好的復(fù)合超細(xì)碳酸鈣逐漸混入納米乳液中，然后在lOOOOr/min的 轉(zhuǎn)速下攪拌30min，使兩者充分混合均勻，即得產(chǎn)品。
[0021] 實(shí)施例的產(chǎn)品評(píng)價(jià) 1.以膨潤(rùn)土漿為基漿，考察微裂縫微納封堵材料對(duì)其表觀粘度和濾失量的影響 (1)按照配方400mL水+0. 3%碳酸鈉+5%鈉土，配制三份基漿，密閉養(yǎng)護(hù)24h。（2)取一 份基漿測(cè)定中壓濾失量和表觀粘度；在第二份基漿中加入2%的封堵材料，將其與基漿均在 150°C下熱滾16h，冷卻至室溫，分別測(cè)定表觀粘度和中壓濾失量，見(jiàn)表1所示。
[0022] 表1封堵材料對(duì)基漿表觀粘度和濾失量的影響
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鉆井用微裂縫微納封堵材料，其特征是由下列重量組分構(gòu)成： 石蠟納米乳液 10(Γ200份 復(fù)合超細(xì)碳酸鈣 20(Γ400份 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井用微裂縫微納封堵材料，其特征是所述復(fù)合超細(xì)碳酸鈣為 粒徑500-2500目的混合材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆井用微裂縫微納封堵材料，其特征是所述復(fù)合超細(xì)碳酸鈣 為粒徑500、1000和2500目的超細(xì)碳酸鈣等量混合材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2、3所述的鉆井用微裂縫微納封堵材料的制備方法，其特征 是：首先將ΚΚΓ200重量份的石蠟納米乳液加入攪拌器中，在轉(zhuǎn)速2800-3500r/min下，將 20(Γ400重量份的復(fù)合超細(xì)碳酸鈣逐漸混入石蠟納米乳液中，然后在9000-11000r/min的 轉(zhuǎn)速下攪拌25-35min，使兩者充分混合均勻，即得產(chǎn)品。
4. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆井用微裂縫微納封堵材料的制備方法，其特征是所述石蠟 納米乳液是按如下方法合成：（1)在加熱容器中分別加入8(Γ120重量份石蠟和8(Γ120重 量份白油，在7(T80°C溫度下融化；（2)融化完全后，進(jìn)行慢速磁力攪拌，在此過(guò)程中加入復(fù) 合表面活性劑4(Γ60重量份；（3)待完全溶解后，緩慢滴加20(Γ300重量份水；（4)繼續(xù)攪 拌至降溫后停止攪拌。
5. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆井用微裂縫微納封堵材料的制備方法，其特征是：所述復(fù) 合表面活性劑由司盤(pán)80系列與吐溫系列形成的HLB值在10. 2~10. 5間的表面活性劑復(fù)合 物。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鉆井用微裂縫微納封堵材料及制備方法。封堵材料由100~200份石蠟納米乳液和200~400份復(fù)合超細(xì)碳酸鈣復(fù)配而成。首先采用低能乳化法合成納米乳液，并取100~200份于高攪杯中，再分別選取一定量500目、1000目、2500目的超細(xì)碳酸鈣混合均勻，形成復(fù)合超細(xì)碳酸鈣，隨后在攪拌機(jī)3000r/min的轉(zhuǎn)速下，將200~400份復(fù)合超細(xì)碳酸鈣逐漸混入納米乳液中，然后在10000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌30min，使兩者充分混合均勻，即得產(chǎn)品。該封堵材料可抗溫150℃，遇到儲(chǔ)層微裂縫時(shí)，微米顆粒和納米顆粒與裂縫尺寸自動(dòng)匹配，微米顆粒首先快速形成封堵層，納米顆粒形成有效封堵膜，可快速有效地形成雙層封堵層，避免鉆井液中的微小顆粒進(jìn)入儲(chǔ)層造成傷害。
【IPC分類(lèi)】C09K8-42
【公開(kāi)號(hào)】CN104559972
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310510834
【發(fā)明人】張鵬, 藍(lán)強(qiáng), 李公讓, 喬軍, 鄭成勝, 徐運(yùn)波, 張虹, 武學(xué)芹
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工集團(tuán)公司, 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月27日