[发明专利]一种破碎地层段塞固壁剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及钻井工程技术领域的一种破碎地层段塞固壁剂及其制备方法和应用。所述破碎地层段塞固壁剂，包含重量份数计的以下组分：水泥100份，胶结强化剂5‑30份，表面改性微胶囊固化剂2‑10份，界面强化剂6‑25份，水35‑60份；其中，所述的表面改性微胶囊固化剂为微胶囊，所述微胶囊包含囊芯和囊壁；所述囊芯选自潜伏性固化剂。本发明中提到的超细水泥、胶结强化剂等，进入到地层之后，在高温、高压、碱性等环境下会固化，可提高深部破碎地层岩石粘接强度及岩石完整性，同时，段塞固壁剂中的微胶囊固化剂还可进一步固化树脂，具有一定的自愈合能力，该技术可解决破碎地层坍塌掉块造成的卡钻复杂，保障后期的安全钻进。

技术领域

本发明涉及钻井工程技术领域，更进一步说，涉及一种破碎地层段塞固壁剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着勘探开发逐渐向深层特深层进军，深部油气藏已经成为国内外石油公司增储上产的重要阵地，而在深部钻探过程中，钻遇破碎性地层造成的井壁失稳给工程技术带来巨大挑战。如中石化西北油田分公司的顺北区块，由于钻遇深部(井深7000-8000m、温度140-170℃)白云岩、碳酸盐岩破碎带导致的坍塌掉块、频繁卡钻及侧钻复杂，5口井共损失钻井周期900余天，深井、超深井破碎地层井壁失稳难题至今未能解决。

目前，针对超深井破碎性地层钻进难题主要依靠钻井液的应力支撑、强化封堵、控制粘切等技术措施，但都不能有效根除复杂，掉块卡钻时有发生。因此，钻遇破碎带并且严重影响钻进时，通常会打水泥塞回填并重新侧钻，绕过破碎带。但这样做不仅浪费进尺，还会增加钻井周期，另外重新侧钻还是有可能钻遇破碎地层。针对破碎地层钻井的复杂问题，目前还没有合适的解决方案。

中国专利CN109207131A公开了一种井壁修补强化剂及其制备方法，其是使用烯基单体、交联剂等在引发剂作用下聚合生成高分子凝胶的方式来修补井壁破碎地层。但是凝胶的强度、与碳酸盐岩界面的粘接强度是难以达到井壁强化剂固化后的效果。

中国专利CN109423263A公开了一种胶结型井壁加固剂及制备方法，其中主要是使用环氧树脂与固化剂在地层温度压力条件下固化的方式来解决破碎地层坍塌掉块的复杂。其环氧树脂井壁加固剂，固化后脆性大，在钻杆的连续碰撞下，有可能会出现掉块或者破损的情况。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种破碎地层段塞固壁剂。具体地说涉及一种破碎地层段塞固壁剂及其制备方法和应用。

本发明的目的在于，创新性的提出了使用强粘接、高弹韧性的段塞固壁剂解决深井破碎地层钻井难题，本发明的段塞固壁剂固化后与灰岩、碳酸盐等岩石粘接强度高，弹韧性好，不会出现钻杆碰撞后破损掉块的问题，同时，本发明中提到的超细水泥、胶结强化剂等，进入到地层之后，在高温、高压、碱性等环境下会固化，可提高深部破碎地层岩石粘接强度及岩石完整性，同时，段塞固壁剂中的微胶囊固化剂还可进一步固化树脂，具有一定的自愈合能力，该技术可解决破碎地层坍塌掉块造成的卡钻复杂，保障后期的安全钻进。

本发明目的之一是提供一种破碎地层段塞固壁剂，可包含重量份数计的以下组分：

水泥100份，

胶结强化剂5-30份，优选15-30份，

表面改性微胶囊固化剂2-10份，优选4-8份，

界面强化剂6-25份，

水35-60份。

其中，

所述的表面改性微胶囊固化剂为微胶囊结构，所述表面改性微胶囊固化剂包含囊芯和囊壁；

所述囊芯选自潜伏性固化剂。

所述水泥可为油井G级水泥与超细水泥混合而成；所述油井G级水泥与超细水泥的重量比可为1:(0.5-2)；其中超细水泥粒径可小于10μm。