封堵型防塌剂及其制备方法
【专利摘要】本发明属于钻井【技术领域】，公开了一种封堵型防塌剂及其制备方法。其中，制备方法包括以下步骤：在反应容器内加入40～100质量份溶剂油；将溶剂油升温至90℃后，向反应容器内加入30～100质量份的沥青；沥青在90℃的恒温状态下融化后，向反应容器内加入1～20质量份的乳化剂，实施第一次搅拌；搅拌设定时间段后，向反应容器内加入40～200质量份的水，实施第二次搅拌，水的温度为10～100℃；将反应容器内的混合物通过胶体磨磨制，直至混合物中的固体颗粒粒径低于或等于5微米，得到封堵型防塌剂。上述方法制备的封堵型防塌剂封堵性能较好，而且试验证明该种防塌剂与微裂缝具有较高的适配性。
【专利说明】封堵型防塌剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钻井【技术领域】，更为具体地说，涉及一种封堵型防塌剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]泥页岩井壁的稳定问题一直是困扰石油勘探开发的一大难点问题。泥页岩井壁具有裂缝相互交错、裂缝分布密集、固体颗粒胶结性差等结构特征，以及不易水化分散和膨胀等理化特性。国内外数百口井的统计结果表明，90%以上的井塌发生在泥页岩地层，其中，脆性泥页岩地层发生的井塌约占2/3，软泥页岩地层发生的井塌约占1/3。
[0003]一般认为，硬脆性泥页岩发育的一部分微裂缝是导致井壁失稳的重要因素。较高的钻井液液柱压力会加速泥页岩水化，也会把钻井液压进裂缝，最终导致井壁稳定性较差。而且，钻井液滤液会沿着泥页岩中的微裂缝进入到地层内部，进而导致地层岩层内的微裂缝面发生剥落坍塌。工作人员在现场施工中还发现，当揭开某些硬脆性泥页岩地层时，出现的掉块大小和形状均无规律，而且，掉块表面除部分为原始层理、裂缝面之外，大多数为次生断面状。由此可以说明，导致硬脆性泥页岩井壁失稳还有其它的内在原因。硬脆性泥页岩与各种流体的作用与其结构特征有很大关系，相互作用后其内部将会产生一系列的微观物理化学变化，改变岩石物质成分或结构，力学效应影响岩石内部裂纹扩张，物理化学和力学效应两种作用常常相互耦合，进而影响地层的稳定性。可见，泥页岩井壁微裂缝，是导致泥页岩井壁失稳的重要诱导因素。
[0004]为了解决此问题，国内外对硬脆性泥页岩地层的钻井液防塌封堵理论研究已经较为成熟，相对应的封堵型防塌剂也不少，但是目前的封堵型防塌剂多为超细钙、浙青类或相应的复配产品，这些产品溶解分散性差，不便于现场使用。现有的乳液型产品也存在一些问题，产品分散性较差，粒径大小没有标准规范，与底层微裂缝也不匹配，封堵型防塌剂的稳定性一般都不超过三个月(一般超过三个月就会出现分层现象)。可见目前的封堵型防塌剂的封堵性能较差。
[0005]通常，宽度在150微米以下的裂缝被称为微裂缝。但是，目前还没有针对微裂缝的高粒度适配性的封堵型防塌剂。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种封堵型防塌剂及其制备方法，以提供一种与微裂缝具有较高的适配性，且封堵性能较好的防塌剂。
[0007]为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0008]封堵型防塌剂的制备方法，包括以下步骤:
[0009]在反应容器内加入40~100质量份溶剂油；
[0010]将所述溶剂油升温至90°C后，向所述反应容器内加入30~100质量份的浙青；
[0011]所述浙青在90°C的恒温状态下融化后，向所述反应容器内加入I~20质量份的乳化剂，实施第一次搅拌；
[0012]搅拌设定时间段后，向所述反应容器内加入40~200质量份的水，实施第二次搅拌，所述水的温度为10~100°C ；
[0013]将所述反应容器内的混合物通过胶体磨磨制，直至所述混合物中的固体颗粒粒径低于或等于5微米，得到所述封堵型防塌剂。
[0014]优选的，上述制备方法中，所述水的温度为60~100°C。
[0015]优选的，上述制备方法中，所述水为自来水、海水或地下水。
[0016]优选的，上述制备方法中，所述溶剂油为矿物油或植物油。
[0017]优选的，上述制备方法中，所述矿物油为白油、柴油或汽油。
[0018]优选的，上述制备方法中，所述乳化剂为阳离子乳化剂、阴离子乳化剂和非离子类乳化剂任意一种或几种组合。
[0019]优选的，上述制备方法中，所述阳离子乳化剂为十八烷基三甲基氯化铵、月桂基三甲基氯化铵、松香酸钠或十八醇聚氧乙烯醚出)；所述阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠；所述非离子类乳化剂为平平加或烷醇酰胺。
[0020]优选的，上述制备方法中，所述第一次搅拌时间和第二次搅拌时间均为30min。
[0021]优选的，上述制备方法中，所述反应容器为反应釜。
[0022]封堵型防塌剂，由上述任意一项所述的制备方法制备。
[0023]通过本发明所提供的制备方法所制备的封堵型防塌剂具有良好的溶解性，能够较快地溶解在钻井液中。通过试验证明，本发明所提供的制备方法所制备的封堵型防塌剂至少六个月不分层，相比于【背景技术】中所述的防塌剂而言，具有较好的稳定性。同时，本发明所提供的制备方法所制备的封堵型防塌剂与微裂缝具有较好的适配性。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0025]图1是本发明提供的封堵型防塌剂的制备方法流程图；
[0026]图2是本发明实施例一提供的封堵型防塌剂的制备方法流程图；
[0027]图3是本发明实施例二提供的封堵型防塌剂的制备方法流程图；
[0028]图4是本发明实施例三提供的封堵型防塌剂的制备方法流程图。
【具体实施方式】
[0029]本发明实施例提供了一种封堵型防塌剂及其制备方法，以提供一种与微裂缝具有较好地适配性，且封堵性能较好的防塌剂。
[0030]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案作进一步详细的说明。
[0031]请参考附图1，图1是本发明提供的一种封堵型防塌剂的制备方法流程图。图1所示的流程图包括:
[0032]S101、在反应釜内加入40~100质量份的溶剂油，以及实施加热，直至溶剂油温度为 90。。。
[0033]步骤SlOl中，反应釜只是一种具体的反应容器，本发明提供的封堵型防塌剂可以在其它种类的反应容器内发生，本申请不对反应容器的具体种类作限制。将溶剂油升温至90°C，以为后续熔化浙青作准备。当然，从节省损耗及减少溶剂油挥发的角度考虑，优选将溶剂油升温至90°C，当然在挥发量可以接受的范围内，也可以将溶剂油升温至更高的范围内。
[0034]本实施例中，溶剂油可以选用矿物油或植物油。具体的，上述矿物油可以为白油、柴油或汽油。本实施例中溶剂油还可以为其他种类，例如油酸甲酯。本发明实施例不限制溶剂油的种类。
[0035]S102、在将溶剂油升温至90°C之后，向反应釜内加入30~100质量份的浙青。
[0036]步骤S102中可以从软化点不同的多种浙青中选取一种，以便于升温后的溶剂油熔化浙青。
[0037]S103、浙青在90°C恒温状态下熔化后，向反应釜内加入I~20质量份的乳化剂。
[0038]步骤S103中的乳化剂可以为阳离子乳化剂、阴离子乳化剂和非离子类乳化剂中的一种或多种。阳离子乳化剂可以为十八烷基三甲基氯化铵、月桂基三甲基氯化铵、松香酸钠、十八醇聚氧乙烯醚(6)等。阴离子类乳化剂可以为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等。非离子乳化剂可以为平平加、烷醇酰胺等。
[0039]S104、实施第一次搅拌。
[0040]步骤S104中实施第一次搅拌，目的在于将加入到反应釜中的乳化剂与反应釜内先前加入的物质充分混合。严格意义而言，第一次搅拌的时间越长越有利于物质的充分混合，但是考虑到生产的效率及搅拌效果，第一次搅拌的搅拌设定时间至少30min~60min,优选的，第一次搅拌的搅拌设定时间为30min。
[0041]S105、搅拌设定时间段后，向反应釜内加入40~200质量份的水。
[0042]步骤S105中的水的温度为10~100°C。优选的，上述水的温度为60~100°C。上述加入的水可以为自来水、海水或地下水。本发明实施例不限制所加入水的种类。
[0043]S106、实施第二次搅拌。
[0044]实施第二次搅拌的目的是将步骤S105加入的水与反应釜内的混合物充分混合。严格意义而言，第二次搅拌的时间越长越有利于物质的充分混合，但是考虑到生产的效率及搅拌的混合效果，第二次搅拌的搅拌设定时间至少为30min~60min。
[0045]S107、将反应釜内的混合物通过胶体磨磨制，直至混合物中的固体颗粒粒径低于或等于5微米。
[0046]步骤S107将通过步骤S106所述的第二次搅拌后获得的混合物通过胶体磨磨制，直至混合物中的固体颗粒的粒径低于或等于5微米。
[0047] 需要说明的是，本发明提供的封堵型防塌剂的制备方法中，每质量份各种组分的质量相同，例如10kg，10kg等。相应的，本领域技术人员可以根据每质量份所代表的容器选择相适配大小的反应容器，例如，每质量份为1kg时，可以选用3000L的反应釜作为反应容器。
[0048]通过本发明实施例提供的制备方法获得的封堵型防塌剂中固体颗粒的粒径低于或等于5微米，粒径较小，放置一段时间后固体颗粒粒径生长较缓慢，能够较好地适应微裂缝。相比于【背景技术】中所述防塌剂而言，本发明提供的封堵型防塌剂更加易于溶解。而且通过试验证明，上述封堵型防塌剂可以在至少六个月的时间内不会出现分层现象，防塌剂的稳定性较好，能够提高封堵性能。而且，上述制备方法工艺简单，易于操作。
[0049]基于本发明实施例提供的上述制备方法，本发明实施例还公开一种由上述制备方法获得的封堵型防塌剂。本发明所涉及的封堵防塌剂，对于100微米左右的微裂缝具有更度的匹配性。同时，该种处理剂由油溶性树脂缩合分散制成，其分散到钻井液中后，在压差作用下，在井壁形成含有该处理剂的滤饼，并且在压实作用下，滤饼中的该种堵漏剂则发生聚并，从而形成油膜，能够极大的阻止水侵入，最大限度地封堵地层微孔隙，可以提高地层承压能力，减少由液压差产生的液体流动，减少被传递到岩石内部的无效钻井液压力，使钻井液压力绝大部分作用于岩石上，能够更有效地用于稳定井壁。在此基础上，实际钻进可以实现控制钻井液压力(密度)减少钻井液漏失。
[0050]下面结合几个更为具体的实施例来说明本发明提供的封堵型防塌剂的制备方法。
[0051]实施例一
[0052]请参考附图2，图2是本发明实施例一提供的封堵型防塌剂的制备方法的流程示意图。图2所示的流程包括:
[0053]S201、向3000L的反应釜内，加入100kg柴油，升温至90°C。
[0054]S202、向反应釜内加入90号浙青800kg，恒温90°C直至浙青熔化。
[0055]S203、向反应釜内加入20kg松香酸钠，50kg十二烷基苯磺酸钠，搅拌30min。
[0056]S204、向上述反应釜内加入1000kg，90°C的水，搅拌30min。
[0057]S205、将反应釜内的混合物经过胶体磨，直至混合物内的粒径达到5微米及以下，出料得到封堵型防塌剂。
[0058]用激光粒度仪检测上述实施例一制备的封堵型防塌剂，得出下面结果如表1所
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[0059]表1
[0060]
【权利要求】
1.封堵型防塌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 在反应容器内加入40~100质量份溶剂油； 将所述溶剂油升温至90°C后，向所述反应容器内加入30~100质量份的浙青； 所述浙青在90°C的恒温状态下融化后，向所述反应容器内加入I~20质量份的乳化剂，实施第一次搅拌； 搅拌设定时间段后，向所述反应容器内加入40~200质量份的水，实施第二次搅拌，所述水的温度为10~100°C ； 将所述反应容器内的混合物通过胶体磨磨制，直至所述混合物中的固体颗粒粒径低于或等于5微米，得到所述封堵型防塌剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水的温度为60~100°C。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水为自来水、海水或地下水。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂油为矿物油或植物油。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述矿物油为白油、柴油或汽油。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为阳离子乳化剂、阴离子乳化剂和非离子类乳化剂任意一种或几种组合。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子乳化剂为十八烷基三甲基氯化铵、月桂基三甲基氯化铵或松香酸钠；所述阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠；所述非离子类乳化剂为平平加或烷醇酰胺。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一次搅拌时间和第二次搅拌时间均为30min。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述反应容器为反应釜。
10.封堵型防塌剂，其特征在于，由权利要求1-9中任意一项所述的制备方法制备。
【文档编号】C09K8/035GK104130757SQ201410337170
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】华桂友, 张振华, 郑斌, 曹晓晖, 关忠良 申请人:中国石油集团长城钻探工程有限公司钻井液公司