[发明专利]一种用于水基钻井液的反应型封堵剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于水基钻井液的反应型封堵剂及其制备方法。其中制备封堵剂的原料包括水溶性糖、矿粉、阴离子表面活性剂、催化剂和水。以所述原料的总质量为100％计，水溶性糖30％至50％，矿粉30％至40％，阴离子表面活性剂3％至5％，催化剂0.1％至2％，水10％至25％。

技术领域

本发明提供了一种用于水基钻井液的反应型封堵剂。

背景技术

钻井液中常用的封堵剂磺化沥青或乳化沥青，能够对一些微米级的裂缝进行有效封堵，但是对于更小或过大的裂缝则很难进入到裂缝表面沉积。乳化沥青在复杂的工况条件容易发生破乳造成实际缝堵效果较差的情况。

发明内容

本发明之一提供了一种封堵剂，其原料包括水溶性糖、矿粉、阴离子表面活性剂、催化剂和水。

在一个具体实施方式中，以所述原料的总质量为100％计，水溶性糖30％至50％，矿粉30％至40％，阴离子表面活性剂3％至5％，催化剂0.1％至2％，水10％至25％。

在一个具体实施方式中，所述水溶性糖包括水溶性单糖、水溶性双糖和水溶性多糖中的至少一种。所述水溶性糖为工业用糖或饲料用糖等。

在一个具体实施方式中，所述水溶性糖包括选自葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖和琼脂糖中的至少一种。

在一个具体实施方式中，所述矿粉包括碳酸钙粉、硅灰粉、高岭土粉、滑石粉和硅藻土粉中的至少一种；和/或所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。其中所述矿粉可以为工业级原料。

在一个具体实施方式中，所述矿粉的粒度为300至3000目。

在一个具体实施方式中，所述矿粉的粒度为400至1200目。

在一个具体实施方式中，所述催化剂包括选自硫酸铜、醋酸铜和硝酸铜中的至少一种。

本发明之二提供了一种制备如发明之一中任意一项所述封堵剂的方法，其包括如下步骤：

1)将水溶性糖、催化剂和水混合均匀，得到第一溶液；

2)将阴离子表面活性剂加入到所述第一溶液中后进行第一剪切分散，得到第二溶液；

3)将矿粉加入到所述第二溶液中后进行第二剪切分散，得到所述封堵剂。

在一个具体实施方式中，第一剪切的速度为500至5000r/min，时间为30至80分钟。

在一个具体实施方式中，第二剪切的速度为8000至15000r/min，时间为20至60分钟。

在一个具体实施方式中，在步骤3)中，将矿粉分批加入到所述第二溶液中。

本发明之三提供了根据本发明之一中任意一项所述封堵剂或本发明之二中任意一项所述的方法制备得到的所述封堵剂在封堵地层中裂缝的应用。

在一个具体实施方式中，所述封堵剂用于封堵地层中微米级裂缝。

本发明的水溶性糖既可以是常温溶解于水的糖，也可以是加热溶于水糖。

本发明的有益效果：

本发明的封堵剂填补了现有技术中微裂缝封堵存在的空白，抗温超过250度。在钻井液抵达低温区时，矿物微粉作为硬质封堵材料实现初级封堵，随着钻井深度、压力和温度的升高，其以溶液方式进入到地层裂缝中,在高温高压的地层环境中发生反应，生成具有尺寸可调的耐温耐压并有韧性的微米级碳颗粒，从而形成耐高温的封堵材料，遇到稍大的裂缝时，矿粉与现场生成的颗粒实现搭桥封堵和填充封堵两种效果。其中可以通过调整糖类溶液的浓度，并依据地层温度形成不同尺寸的封堵颗粒，用于封堵微米级裂缝。制备本发明的封堵剂的方法具有操作简单、制备方便，原料成本低，不影响钻井液其他性能等优点，因而适用于大规模井下推广。