一种钻井液用防塌封堵剂及其制备方法与流程

本发明涉及石油及天然气勘探、开采，具体是涉及一种钻井液用防塌封堵剂及其制备方法。

背景技术：

1、井塌是油气钻井工程中危害最严重的复杂情况之一。油气钻井中泥页岩地层的井壁稳定一直是钻井液的重要责任。多年的钻井液防塌技术研究已经表明，井壁失稳与井筒钻井液滤液的侵入紧密相关。阻止钻井液滤液对泥页岩井壁的渗透侵入是钻井液防塌技术的关键点。

2、现有的防塌封堵剂在使用时，其膨胀度和渗透率均有待提升，防塌封堵剂在膨胀时，难以同时满足封堵和不破坏支撑结构两个技术要求，或造成封堵不严密，或造成膨胀过头，破坏支撑结构的情况，此外，防塌封堵剂防渗透效果有待提升，液体或气体会大量透过防塌封堵剂渗透出来，且防塌封堵剂在凝固后，体积减小较多，会影响密封性。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，提供一种钻井液用防塌封堵剂及其制备方法，本技术方案解决了上述背景技术中提出的防塌封堵剂在使用时，其膨胀度和渗透率均有待提升，防塌封堵剂在膨胀时，难以同时满足封堵和不破坏支撑结构两个技术要求，或造成封堵不严密，或造成膨胀过头，破坏支撑结构的情况，此外，防塌封堵剂防渗透效果有待提升，液体会透过防塌封堵剂渗透出来，且防塌封堵剂在凝固后，体积减小较多，会影响密封性的问题。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种钻井液用防塌封堵剂，包括1～2份聚合剂、2～3份防水剂、1～4份膨胀降低剂、2～5份降滤失剂、2～6份增稠剂、1～2份氧化剂、5～10份乳化剂和5～15份稳定剂；

4、聚合剂由1～2份聚乙烯、1～3份聚氯乙烯、2～4份聚苯乙烯、3～5份聚丙烯和1～3份树脂配比构成；

5、防水剂为聚氨酯类，防水剂由1～4份多异氰酸醋、2～3份大分子多元醇、3～5份亲水扩链剂、3～5份中和剂、1～5份水和溶剂丙酮配比构成；

6、膨胀降低剂为碳纤维增强环氧树脂复合材料，膨胀降低剂由2～4份原料碳纤维、1～2份酚醛树脂和3～5份聚四氟乙烯配比构成；

7、降滤失剂由2～4份丙烯酸钠、3～5份丙烯酰胺、4～6份丙烯腈、2～5份羧甲基淀粉、1～4份羟乙基淀粉和1～2份羟丙基淀粉配比构成；

8、增稠剂由2～4份气相法白炭黑、1～4份钠基膨润土、2～4份有机膨润土、3～5份硅藻土、2～6份凹凸棒石土、3～6份分子筛和2～4份硅凝胶配比构成；

9、所述份数均以质量份计。

10、优选的，所述氧化剂由3～4份过氧化苯甲酰、1～6份过硫酸钾和2～7份过硫酸铵配比构成，所述份数均以质量份计。

11、优选的，所述乳化剂由2～5份白油、3～8份氢化蓖麻油、1～6份硬脂酸甘油酯、4～6份蜡醇和3～7份甘油配比构成，所述份数均以质量份计。

12、优选的，所述稳定剂由2～6份环氧脂肪酸、1～5份甘油锌、2～8份钙锌二聚酸和3～7份氨基酸锌配比构成，所述份数均以质量份计。

13、一种钻井液用防塌封堵剂制备方法，用于制备上述的钻井液用防塌封堵剂，包括以下步骤：

14、选取1～2份聚乙烯、1～3份聚氯乙烯、2～4份聚苯乙烯、3～5份聚丙烯和1～3份树脂，加水加热至100～150℃，静置10～20分钟，保持温度80～120℃，匀速搅拌10分钟，转速为200～300r/min，烘干形成聚合剂；

15、配比形成防水剂；

16、选取2～4份原料碳纤维、1～2份酚醛树脂和3～5份聚四氟乙烯，常温加水混合，匀速搅拌10分钟，转速为300～500r/min，烘干形成膨胀降低剂；

17、膨胀降低剂膨胀降低率介于40％～60％，膨胀降低率测定方法为取两份膨润土各10g，分别填入试管，分别使用膨胀降低剂和蒸馏水浸泡，膨胀降低率为h为膨润土浸泡蒸馏水的膨胀量，h为膨润土浸泡膨胀降低剂的膨胀量；

18、选取2～4份丙烯酸钠、3～5份丙烯酰胺、4～6份丙烯腈、2～5份羧甲基淀粉、1～4份羟乙基淀粉和1～2份羟丙基淀粉，加水加热至100℃，保持温度80～130℃，匀速搅拌10～15分钟，转速为100～200r/min，烘干形成降滤失剂；

19、每100g降滤失剂滤失量小于40ml，降滤失剂滤失量测定方法为试管注有蒸馏水，体积为v，使用100g降滤失剂封堵试管，倒置试管20分钟，测量蒸馏水体积为k，每100g降滤失剂滤失量为v-k；

20、配比形成增稠剂、氧化剂、乳化剂和稳定剂；

21、选取1～2份聚合剂、2～3份防水剂、1～4份膨胀降低剂、2～5份降滤失剂、2～6份增稠剂、1～2份氧化剂、5～10份乳化剂和5～15份稳定剂，加水并加热至100～150℃，静置20～30分钟，保持温度100～150℃，匀速搅拌10分钟，转速为300～500r/min，烘干得到防塌封堵剂。

22、优选的，所述防水剂配比包括以下步骤：

23、选取1～4份多异氰酸醋、2～3份大分子多元醇、3～5份亲水扩链剂、3～5份中和剂、1～5份水和溶剂丙酮，逐步依次加入；

24、加水加热至200～250℃，静置10～20分钟；

25、保持温度200～250℃，匀速搅拌10分钟，转速为300～500r/min，烘干。

26、优选的，所述增稠剂配比包括以下步骤：

27、选取2～4份气相法白炭黑、1～4份钠基膨润土、2～4份有机膨润土、3～5份硅藻土、2～6份凹凸棒石土、3～6份分子筛和2～4份硅凝胶，顺序加入；

28、加水加热至80～150℃；

29、保持温度100～120℃，匀速搅拌5～10分钟，转速为200～300r/min，烘干。

30、优选的，所述氧化剂配比包括以下步骤：

31、选取3～4份过氧化苯甲酰、1～6份过硫酸钾和2～7份过硫酸铵；

32、常温加水混合；

33、匀速搅拌8～11分钟，转速为200～300r/min，烘干。

34、优选的，所述乳化剂配比包括以下步骤：

35、选取2～5份白油、3～8份氢化蓖麻油、1～6份硬脂酸甘油酯、4～6份蜡醇和3～7份甘油；

36、常温加水混合；

37、匀速搅拌5～12分钟，转速为200～300r/min，烘干。

38、优选的，所述稳定剂配比包括以下步骤：

39、选取2～6份环氧脂肪酸、1～5份甘油锌、2～8份钙锌二聚酸和3～7份氨基酸锌；

40、常温加水混合；

41、匀速搅拌8～14分钟，转速为200～300r/min，烘干。

42、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

43、本发明提出一种钻井液用防塌封堵剂，通过膨胀降低剂和降滤失剂的设置，使得防塌封堵剂的膨胀率得到控制，防塌封堵剂能够膨胀至足够大小，对需要填补的位置进行封堵，且防塌封堵剂的膨胀率被有效控制，不会膨胀过头，对钻井中的支持结构进行破坏，而降滤失剂则能保证防塌封堵剂的渗透性得到保证，使得当防塌封堵剂使用足量时，能避免液体或气体从防塌封堵剂封堵处大量渗出，设置增稠剂可以保证防塌封堵剂干燥凝固后，其体积变化不大，从而保证封堵的严密性。