[发明专利]一种中高温可控胶凝堵漏材料及其应用

说明书

本发明涉及油气田开发固井过程封堵技术领域，本发明公开了一种中高温可控胶凝堵漏材料及其应用，该堵漏材料包括以下质量百分比的原料：油井水泥72‑90％；废砖粉10‑25％；缓凝剂0.5‑1.5％；纤维材料0.1‑0.2％；抗水侵调节剂0.1‑0.2％；粘度调节剂0.1‑0.2％；所述废砖粉中氧化硅含量≥50％，平均粒径≤80μm；所述缓凝剂由膦酸盐、硼砂和三元聚合物混合复配制得，所述三元聚合物由甲基丙烯磺酸盐、异戊烯醇聚乙烯醚和马来酸酐单体经自由基共聚反应制得。本发明提供的中高温可控胶凝堵漏材料可适用于80℃‑120℃温度环境的快速堵漏，温度适应范围广，凝结稠化时间可调，可适用于大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及油气田开发固井过程中高温封堵材料技术领域，更具体地说涉及一种中高温可控胶凝堵漏材料及其应用。

背景技术

石油工业是经济发展的血液。固井作为油气田开发不可缺少的一个重要环节，包括下套管和注水泥，主要目的是保护和支撑油气井内的套管，封隔油、气和水等地层。固井质量的好坏直接影响石油的开采及油气井的生产寿命。随着钻井技术的提高，石油勘探开发不断向低渗透、裂缝性油气藏方向发展，目前裂缝性储层是世界上经济效应较为良好的储层类型之一。然而，由于裂缝性地层所形成的渗流通道会对井底泥浆循环以及水泥浆固井施工产生不利影响，易造成井内流体(如钻井液、修井液、水泥浆等)在作业过程中渗入地层，进而引发漏失、地层污染以及井控事故等严重问题，而这些事故发生直接影响着最终油气井采收率。其中，井漏具体是指在钻井过程中井内流体通过漏失通道漏失到地层中的现象。就井漏问题而言，轻则造成钻井液漏失，钻井生产率降低，重则造成井壁不稳定、钻杆卡死，亦或是导致灾难性事故(如井喷、设备损毁等)的发生。井漏一旦发生，将会对产层造成永久性的伤害，更严重的可能导致油气井报废。

目前，常用的钻井液堵漏剂大多通过颗粒级配，物理封堵漏失通道，封堵强度相对薄弱，对裂缝性漏失的封堵能力相对有限。公开号为CN 106995686A的中国专利文献公开了一种可控胶凝堵漏剂，该堵漏剂由凝胶材料、触变调凝剂、聚丙烯纤维、聚丙烯酰胺稳定剂、胶结剂和憎水剂制备得到；所述凝胶材料由硫铝酸盐水泥和十二烷基磺酸钠制备得到；所述触变调凝剂由水、丙烯酰胺、有机铬盐、引发剂和交联剂制备得到。虽然该可控胶凝堵漏剂的凝结时间可调，固体强度发展快，但其适用于中低温(适应温度为30℃～80℃)上部井段地层的漏失封堵，针对井温在80～120℃的井段漏失，该堵漏材料的高温适应性差，固结体无法有效形成足够的抗压情况，堵漏效果有限，无法有效提高中深地层的堵漏成功率。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷及不足，本发明提供了一种中高温可控胶凝堵漏材料及其应用，本发明提供的堵漏材料能适应中高温，具有较广的温度适应范围，稠化时间可调，适用于大规模工业化生产。

本发明提供一种中高温可控胶凝堵漏材料，包括以下质量百分比的原料：

72-90％的油井水泥；

10-25％的废砖粉；

0.5-1.5％的缓凝剂；

0.1-0.2％的纤维材料；

0.1-0.2％的抗水侵调节剂；

0.1-0.2％的粘度调节剂；

所述废砖粉中氧化硅含量≥50％，平均粒径≤80μm；所述缓凝剂由膦酸盐、硼砂和三元聚合物混合复配制得，所述三元聚合物由甲基丙烯磺酸盐、异戊烯醇聚乙烯醚和马来酸酐单体经自由基共聚反应制得。

优选地，所述油井水泥为G级高抗硫硅酸盐水泥。

优选地，所述缓凝剂由乙二胺四亚甲基膦酸盐、硼砂和三元聚合物按照2：1：6-8的质量比例混合复配制得。

进一步优选地，所述缓凝剂由乙二胺四亚甲基膦酸盐、硼砂和三元聚合物按照2：1：7的质量比例混合复配制得。