油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂及其制备方法与流程



1.本发明涉及油基钻井液封堵剂技术领域,是一种油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂及其制备方法。


背景技术:



2.随着油气资源勘探开发程度的不断提高,钻探开发逐步走向深部地层和复杂地层,对钻井液技术提出了更高的要求。相较于水基钻井液,油基钻井液可以从源头解决泥页岩水化问题,且热稳定性强、储层保护能力强、润滑性好,在复杂深井中得到越来越广泛的应用。
3.近年来,油基钻井液体系在新疆准噶尔盆地南缘、金龙等多个区块进行了现场应用,在降复杂、提速度、优化井深结构等方面获得成功,综合提速效果明显,但应用过程中也凸显出了油基钻井液封堵防塌性能不足的问题,特别破碎地层及裂缝孔隙发育地层,掉块、垮塌等井壁失稳情况时有发生,对钻井施工的安全进行和提速提效造成了较大的影响。大量研究表明,采用油基钻井液施工时,液相压力沿裂缝、孔隙的传递是造成井壁失稳的主要原因之一,提高油基钻井液封堵性能是解决油基钻井液井壁失稳的重要手段。
4.目前,常用的油基钻井液封堵剂主要有无机颗粒类材料(如超细碳酸钙、二氧化硅及其改性物)、沥青类材料以及高分子聚合物材料。无机颗粒类封堵材料多为刚性材料,不具备膨胀性,在钻井液柱压力波动情况下易在裂缝处发生滑脱,影响封堵效果,且粒径大小相对固定,与地层裂缝尺寸匹配度相对较低,材料与孔缝、材料与材料之间存在微小孔隙,毛细管吸力大,封堵效果不佳。沥青或改性沥青类封堵材料,需要有与其软化点相匹配的井底温度,若地层温度低于该封堵剂的软化点,则该封堵剂处于刚性状态,难以有效填充裂缝,若地层温度高于该封堵剂的软化点,则该封堵剂在体系中呈流动状态,抗压能力弱。此外,对于大尺寸孔缝,沥青封堵效果有限。同时,大量加入时其所含有的胶质会对钻井液的流变性产生较大的影响。近年来,出现的高分子聚合物封堵材料多不具备膨胀性能,粒径尺寸多为纳米级别,封堵广普性差,主要应用于致密性低渗岩层。
5.因此,需开发一种适用于油基钻井液的新型封堵防塌材料,提高油基钻井液封堵能力。


技术实现要素:



6.本发明提供了一种油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂及其制备方法,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决现有油基钻井液封堵剂封堵效果差的问题。
7.本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的:一种油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,按下述方法得到:第一步,常温下,将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯(dvb)进行混合,得到混合物料,向混合物料中加入混合物料总重量0.3%至0.4%的司盘80混合并搅拌后,得到内相,其中,混合物料总重量份数为100份,混合物料中的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯
酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯(dvb)的重量比为10:3:3:2:2;第二步,常温下,向重量份100份的去离子水中加入去离子水总重量5%至6%的吐温80,混合并搅拌后,得到外相;第三步,在0℃至5℃的条件下,向内相中倒入外相进行剪切乳化,然后,再加入混合物料总重量的0.4%至0.5%的偶氮二异继续进行剪切,得到乳液;第四步,向乳液中通入氮气,使乳液处于氮气氛围,然后,将乳液加热后进行聚合反应,再将反应产物经过粉碎后,得到油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂。
8.下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进:上述第三步中,剪切转速为11000rpm至12000rpm,剪切时间5min至6min。
9.上述第四步中,通入氮气时间为30min至40min,加热温度为60℃至65℃。
10.上述第一步和第二步中,搅拌转速为100rpm至110rpm。
11.本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的:一种油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂的制备方法,按下述方法进行:第一步,常温下,将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯(dvb)进行混合,得到混合物料,向混合物料中加入混合物料总重量0.3%至0.4%的司盘80混合并搅拌后,得到内相,其中,混合物料总重量份数为100份,混合物料中的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯(dvb)的重量比为10:3:3:2:2;第二步,常温下,向重量份100份的去离子水中加入去离子水总重量5%至6%的吐温80,混合并搅拌后,得到外相;第三步,在0℃至5℃的条件下,向内相中倒入外相进行剪切乳化,然后,再加入混合物料总重量的0.4%至0.5%的偶氮二异继续进行剪切,得到乳液;第四步,向乳液中通入氮气,使乳液处于氮气氛围,然后,将乳液加热后进行聚合反应,再将反应产物经过粉碎后,得到油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂。
12.下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进:上述第三步中,剪切转速为11000rpm至12000rpm,剪切时间5min至6min。
13.上述第四步中,通入氮气时间为30min至40min,加热温度为60℃至65℃。
14.上述第一步和第二步中,搅拌转速为100rpm至110rpm。
15.本发明的优势在于:本发明既具有高分子高弹性体组分(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)),又具有与油基粘滞组分(丙烯酸辛酯),还具有吸附组分(丙烯酸-2-羟基丙酯),各组分在一定比例下得到的封堵剂,既能保证封堵颗粒对孔缝的物理填充,对孔缝塞实压紧,又能充分体现该封堵剂的胶结作用,使封堵剂发挥最大效果。其中:1油基粘滞组分(丙烯酸辛酯)遇油之后分子链延展,起到一定的粘滞效果,可充分填充岩石孔缝并降低毛细管效应,封堵效率可达82%以上,相较于常规超细碳酸钙封堵剂,封堵效率提高59%以上;2吸附组分(丙烯酸-2-羟基丙酯),在温度超过80℃时,能与岩石基面形成一定的胶结作用,不仅能有效封堵孔缝,还可以极大增强井壁岩石强度,保持井壁稳定,且随着温度的升高,对于井壁稳定的效果更加明显;3高分子高弹性体组分(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva))起到提高油膨性的特点,可至少吸附自身重量8倍的柴油或白油,并容纳油相,提高封堵能力与井壁稳定性。
16.总之,本发明通过在原料中加入高分子高弹性体组分、油基粘滞组分和吸附组分,
将本发明应用在油基钻井液中,能起到油基膨胀、软化、可变形和对岩石胶结的效果,最终,达到对破碎地层、裂缝发育地层封堵目的。
具体实施方式
17.本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明,均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品;本发明中的百分数如没有特殊说明,均为质量百分数;本发明中的常温、室温一般指15℃到25℃的温度,一般定义为25℃。
18.下面结合实施例对本发明作进一步描述:实施例1:该油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,按下述方法得到:第一步,常温下,将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯(dvb)进行混合,得到混合物料,向混合物料中加入混合物料总重量0.3%至0.4%的司盘80混合并搅拌后,得到内相,其中,混合物料总重量份数为100份,混合物料中的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯(dvb)的重量比为10:3:3:2:2;第二步,常温下,向重量份100份的去离子水中加入去离子水总重量5%至6%的吐温80,混合并搅拌后,得到外相;第三步,在0℃至5℃的条件下,向内相中倒入外相进行剪切乳化,然后,再加入混合物料总重量的0.4%至0.5%的偶氮二异继续进行剪切,得到乳液;第四步,向乳液中通入氮气,使乳液处于氮气氛围,然后,将乳液加热后进行聚合反应,再将反应产物经过粉碎后,得到油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂。
19.实施例2:作为上述实施例的优化,第四步中,通入氮气时间为30min至40min,加热温度为60℃至65℃。
20.实施例3:作为上述实施例的优化,第三步中,剪切转速为11000rpm至12000rpm,剪切时间5min至6min。
21.实施例4:作为上述实施例的优化,第一步和第二步中,搅拌转速为100rpm至110rpm。
22.实施例5:该油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,按下述方法得到:第一步,常温下,将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯(dvb)进行混合,得到混合物料,向混合物料中加入混合物料总重量0.3%的司盘80混合并搅拌后,得到内相,其中,混合物料总重量为100g,混合物料中的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯(dvb)的重量比为10:3:3:2:2,搅拌转速为100rpm;第二步,常温下,向100g的去离子水中加入去离子水总重量5%至6%的吐温80,混合并搅拌后,得到外相,其中,搅拌转速为100rpm;第三步,将内相置于冰浴(冰浴温度为0℃)中的乳化器中,在转速为11000rpm下进行剪切,在剪切过程中,向乳化器中倒入外相剪切5min,然后,再加入混合物料总重量的0.4%的偶氮二异继续进行剪切,得到高度均匀分散的乳液;第四步,将乳液置于水浴锅中的聚合反应器内,向聚合反应器中通入氮气30min,使乳液处于氮气氛围,然后,将乳液升温至60℃后进行聚合反应,再将反应产物经过粉碎后,得到油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,其中,粉碎目数分别为600目和1000目。
23.实施例6:该油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,按下述方法得到:第一步,常温
下,将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯(dvb)进行混合,得到混合物料,向混合物料中加入混合物料总重量0.4%的司盘80混合并搅拌后,得到内相,其中,混合物料总重量为100g,混合物料中的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯(dvb)的重量比为10:3:3:2:2,搅拌转速为110rpm;第二步,常温下,向100g的去离子水中加入去离子水总重量5%至6%的吐温80,混合并搅拌后,得到外相,其中,搅拌转速为110rpm;第三步,将内相置于冰浴(冰浴温度为5℃)中的乳化器中,在转速为12000rpm下进行剪切,在剪切过程中,向乳化器中倒入外相剪切6min,然后,再加入混合物料总重量的0.5%的偶氮二异继续进行剪切,得到高度均匀分散的乳液;第四步,将乳液置于水浴锅中的聚合反应器内,向聚合反应器中通入氮气40min,使乳液处于氮气氛围,然后,将乳液升温至65℃后进行聚合反应,再将反应产物经过粉碎后,得到油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,其中,粉碎目数分别为400目和800目。
24.实施例7:该油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,按下述方法得到:第一步,常温下,将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯(dvb)进行混合,得到混合物料,向混合物料中加入混合物料总重量0.35%的司盘80混合并搅拌后,得到内相,其中,混合物料总重量为100g,混合物料中的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯(dvb)的重量比为10:3:3:2:2,搅拌转速为100rpm至110rpm;第二步,常温下,向100g的去离子水中加入去离子水总重量5.5%的吐温80,混合并搅拌后,得到外相,其中,搅拌转速为105rpm;第三步,将内相置于冰浴(冰浴温度为3℃)中的乳化器中,在转速为12000rpm下进行剪切,在剪切过程中,向乳化器中倒入外相剪切6min,然后,再加入混合物料总重量的0.45%的偶氮二异继续进行剪切,得到高度均匀分散的乳液;第四步,将乳液置于水浴锅中的聚合反应器内,向聚合反应器中通入氮气35min,使乳液处于氮气氛围,然后,将乳液升温至62℃后进行聚合反应,再将反应产物经过粉碎后,得到油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,其中,粉碎目数分别为400目和600目。
25.实施例8:该油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,按下述方法得到:第一步,常温下,将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯(dvb)进行混合,得到混合物料,向混合物料中加入混合物料总重量0.35%的司盘80混合并搅拌后,得到内相,其中,混合物料总重量为100g,混合物料中的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(eva)、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯(dvb)的重量比为10:3:3:2:2,搅拌转速为105rpm;第二步,常温下,向100g的去离子水中加入去离子水总重量5%至6%的吐温80,混合并搅拌后,得到外相,其中,搅拌转速为105rpm;第三步,将内相置于冰浴(冰浴温度为0℃)中的乳化器中,在转速为12000rpm下进行剪切,在剪切过程中,向乳化器中倒入外相剪切6min,然后,再加入混合物料总重量的0.45%的偶氮二异继续进行剪切,得到高度均匀分散的乳液;第四步,将乳液置于水浴锅中的聚合反应器内,向聚合反应器中通入氮气35min,使乳液处于氮气氛围,然后,将乳液升温至62℃后进行聚合反应,再将反应产物经过粉碎后,得到油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,其中,粉碎目数分别为400目和800目。
26.以下是本发明实施例5至实施例8制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂在
油基钻井液中的应用。
27.实施例9:采用本发明实施例5制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂制备油基钻井液,按下述方法得到:首先,取320ml的0#柴油,加入3%主乳化剂、2.5%辅乳化剂和1%润湿剂后高速搅拌20min,再加入60ml氯化钙水溶液(氯化钙质量浓度为20%)高速搅拌30min,然后,加入3%有机土和3%氧化钙继续搅拌20min,得到400ml基础油基钻井液,最后,向基础油基钻井液中加入3%本发明实施例5制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂(1%的本发明实施例5制备的600目的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂和2%的本发明实施例5制备的1000目的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂),高速搅拌20min后,转入老化罐中,120℃老化16h得到所述油基钻井液。
28.实施例10:采用本发明实施例6制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂制备油基钻井液,按下述方法得到:首先,取320ml的0#柴油,加入3%主乳化剂、2.5%辅乳化剂和1%润湿剂后高速搅拌20min,再加入60ml氯化钙水溶液(氯化钙质量浓度为20%)高速搅拌30min,然后,加入3%有机土和3%氧化钙继续搅拌20min,得到400ml基础油基钻井液,最后,向基础油基钻井液中加入1.5%本发明实施例6制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂(0.5%的本发明实施例6制备的400目的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂和1%的本发明实施例6制备的800目的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂),高速搅拌20min后,转入老化罐中,120℃老化16h得到所述油基钻井液。
29.实施例11:采用本发明实施例7制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂制备油基钻井液,按下述方法得到:首先,取320ml的0#柴油,加入3%主乳化剂、2.5%辅乳化剂和1%润湿剂后高速搅拌20min,再加入60ml氯化钙水溶液(氯化钙质量浓度为20%)高速搅拌30min,然后,加入3%有机土和3%氧化钙继续搅拌20min,得到400ml基础油基钻井液,最后,向基础油基钻井液中加入4.5%本发明实施例7制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂(1.5%的本发明实施例7制备的400目的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂和3%的本发明实施例7制备的600目的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂),高速搅拌20min后,转入老化罐中,120℃老化16h得到所述油基钻井液。
30.实施例12:采用本发明实施例8制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂制备油基钻井液,按下述方法得到:首先,取320ml的0#柴油,加入3%主乳化剂、2.5%辅乳化剂和1%润湿剂后高速搅拌20min,再加入60ml氯化钙水溶液(氯化钙质量浓度为20%)高速搅拌30min,然后,加入3%有机土和3%氧化钙继续搅拌20min,得到400ml基础油基钻井液,最后,向基础油基钻井液中加入3%本发明实施例8制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂(1%的本发明实施例8制备的400目的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂和2%的本发明实施例8制备的800目的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂),高速搅拌20min后,转入老化罐中,120℃老化16h得到所述油基钻井液。
31.对比例1:该油基钻井液,除油基钻井液中不加入本发明实施例5制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,其余均按照实施例9的制备方法相同。
32.对比例2:该油基钻井液,将油基钻井液中添加3%的本发明实施例5制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂改为添加现有封堵剂3%的碳酸钙(1%的600目碳酸钙与2%的1000目碳酸钙),其余步骤均与实施例9的制备方法相同。
33.对比例3:该油基钻井液,将油基钻井液中添加1.5%的本发明实施例6制备的油基
钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂改为添加现有封堵剂1.5%的碳酸钙(0.5%的400目碳酸钙与1%的800目碳酸钙),其余步骤均与实施例10的制备方法相同。
34.对比例4:该油基钻井液,将油基钻井液中添加4.5%的本发明实施例7制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂改为添加现有封堵剂4.5%的碳酸钙(1.5%的400目碳酸钙与3%的600目碳酸钙),其余步骤均与实施例11的制备方法相同。
35.对比例5:该油基钻井液,将油基钻井液中添加3%的本发明实施例8制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂改为添加现有封堵剂3%的碳酸钙(1%的400目碳酸钙与2%的800目碳酸钙),其余步骤均与实施例12的制备方法相同。
36.将本发明实施例5至实施例8制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂应用到油基钻井液中,能起到封堵的效果,以下是对本发明实施例9至实施例12制备的油基钻井液(采用本发明实施例5至实施例8制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂制备的油基钻井液)进行封堵性能试验的考察。
37.封堵性能试验:试验方法:对本发明实施例9至实施例12制备的油基钻井液和对比例1至对比例5制备的油基钻井液采用高温高压渗透性封堵仪(ppt)进行封堵性能的考察。使用渗透率为250md、450md的砂盘模拟漏层,考察本发明实施例9至实施例12制备的油基钻井液和对比例1至对比例5制备的油基钻井液提供的油基钻井液在不同压差(mpa)下的累计漏失量(ml)。
38.将封堵后的砂盘取出,使用自来水冲洗模拟井下冲刷条件(自来水口直径0.5cm,砂盘放置于自来水口正下方0.5cm处(保持封堵层向上),自来水流量为20ml/s,冲洗时间为1h),之后将砂盘再次装入高温高压渗透性封堵仪内,使用纯油基钻井液测试漏失量,考察砂盘封堵层的粘附能力。
39.试验结果:本发明实施例9、对比例1和对比例2制备的油基钻井液的封堵效果,如表1所示,由表1可知,对于250md砂盘模拟实验,对比例1制备的油基钻井液(未添加封堵剂)在3mpa下全漏失,而实施例9制备的油基钻井液(添加3%的本发明实施例5制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂(以下简称封堵剂))漏失量明显减少,7mpa下累计漏失量仅12.3ml,而对比例2制备的油基钻井液(添加同等尺寸同等加量的常规碳酸钙颗粒)在7mpa下的累计漏失量为57.5ml,本发明封堵剂相比现有封堵剂(常规碳酸钙颗粒)的漏失降低率为78.6%,经冲刷后,本发明本发明封堵剂形成的封堵层所对应的漏失量仅为1.1ml,而碳酸钙形成的封堵层则全部漏失,这主要是因为碳酸钙颗粒之间以及与砂盘之间不存在粘附能力,极易在冲刷下剥离失效,而封堵剂粘附性强,不仅可以牢固的吸附在砂盘上,而且可以形成胶结进一步提高封堵层致密性和强度,从而保持了封堵能力。对于400md砂盘模拟实验,对比例1制备的油基钻井液(未添加封堵剂的)在1mpa下全漏失,而实施例9制备的油基钻井液(添加3%本发明实施例5制备的封堵剂)漏失量明显减少,7mpa下累计漏失量仅10.1ml,而对比例2制备的油基钻井液(添加同等尺寸同等加量的常规碳酸钙颗粒)在7mpa下的累计漏失量为120.8ml,本发明本发明封堵剂形成的封堵层所对应的漏失量仅为为91.6%,经冲刷后封堵层仍然保持了较强的封堵能力,漏失量仅为4.5ml。
40.本发明实施例10、对比例1和对比例3制备的油基钻井液的封堵效果,如表2所示,由表2可知,对于250md砂盘模拟实验,对比例1制备的油基钻井液(未添加封堵剂)在3mpa下全漏失,而实施例10制备的油基钻井液(添加1.5%的本发明实施例6制备的封堵剂)漏失量
明显减少,7mpa下累计漏失量仅13.2ml,而对比例3制备的油基钻井液(添加同等尺寸同等加量的常规碳酸钙颗粒)在7mpa下的累计漏失量为137.6ml,本发明封堵剂相比现有封堵剂(常规碳酸钙颗粒)堵漏剂的漏失降低率为90.4%,经冲刷后,本发明封堵剂形成的封堵层所对应的漏失量仅为2.0ml,而碳酸钙形成的封堵层则全部漏失。对于400md砂盘模拟实验,对比例1制备的油基钻井液(未添加封堵剂)在1mpa下全漏失,而实施例10制备的油基钻井液(添加1.5%的本发明实施例6制备的封堵剂)漏失量明显减少,7mpa下累计漏失量仅17.4ml,而对比例3制备的油基钻井液(添加同等尺寸同等加量的常规碳酸钙颗粒)在7mpa下的累计漏失量为186.2ml,本发明封堵剂形成的封堵层所对应的漏失量仅为90.7%,经冲刷后封堵层仍然保持了较强的封堵能力,漏失量仅为5.4ml。
41.本发明实施例11、对比例1和对比例4制备的油基钻井液的封堵效果,如表3所示,由表3可知,对于250md砂盘模拟实验,对比例1制备的油基钻井液(未添加封堵剂)在3mpa下全漏失,而实施例11制备的油基钻井液(添加4.5%的本发明实施例7制备的封堵剂)漏失量明显减少,7mpa下累计漏失量仅52.4ml,而对比例4制备的油基钻井液(添加同等尺寸同等加量的常规碳酸钙颗粒)在7mpa下的累计漏失量为140.6ml,本发明封堵剂相比现有封堵剂(常规碳酸钙颗粒)的漏失降低率为62.7%,经冲刷后,本发明封堵剂形成的封堵层所对应的漏失量仅为6.8ml,而碳酸钙形成的封堵层则全部漏失。对于400md砂盘模拟实验,对比例1制备的油基钻井液(未添加封堵剂)在1mpa下全漏失,而实施例11制备的油基钻井液(添加4.5%的本发明实施例7制备的封堵剂)漏失量明显减少,7mpa下累计漏失量仅9.8ml,而对比例4制备的油基钻井液(添加同等尺寸同等加量的常规碳酸钙颗粒)在7mpa下的累计漏失量为156.2ml,本发明封堵剂形成的封堵层所对应的漏失量仅为为93.7%,经冲刷后封堵层仍然保持了较强的封堵能力,漏失量仅为2.1ml。
42.本发明实施例12、对比例1和对比例5制备的油基钻井液的封堵效果,如表4所示,由表4可知,对于250md砂盘模拟实验,对比例1制备的油基钻井液(未添加封堵剂)在3mpa下全漏失,而实施例12制备的油基钻井液(添加3%的本发明实施例8制备的封堵剂),7mpa下累计漏失量仅58.7ml,而对比例5制备的油基钻井液(添加同等尺寸同等加量的常规碳酸钙颗粒)在7mpa下的累计漏失量为148.6ml,本发明封堵剂相比现有封堵剂(常规碳酸钙颗粒)的漏失降低率为60.5%,经冲刷后,本发明封堵剂形成的封堵层所对应的漏失量仅为7.9ml,而碳酸钙形成的封堵层则全部漏失。对于400md砂盘模拟实验,对比例1制备的油基钻井液(未添加封堵剂)在1mpa下全漏失,而实施例12制备的油基钻井液(添加3%的本发明实施例8制备的封堵剂)漏失量明显减少,7mpa下累计漏失量仅12.6ml,而对比例5制备的油基钻井液(添加同等尺寸同等加量的常规碳酸钙颗粒)在7mpa下的累计漏失量为124.8ml,本发明封堵剂形成的封堵层所对应的漏失量仅为为90%,经冲刷后封堵层仍然保持了较强的封堵能力,漏失量仅为5.6ml。
43.由上可知,将本发明实施例5至实施例8制备的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂应用在油基钻井液中,能起到较好的封堵效果。
44.综上所述,本发明通过在原料中加入高分子高弹性体组分、油基粘滞组分和吸附组分,将本发明应用在油基钻井液中,能起到油基膨胀、软化、可变形和对岩石胶结的效果,最终,达到对破碎地层、裂缝发育地层封堵目的。
45.以上技术特征构成了本发明的实施例,其具有较强的适应性和实施效果,可根据
实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。

技术特征:


1.一种油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,其特征在于按下述方法得到:第一步,常温下,将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯进行混合,得到混合物料,向混合物料中加入混合物料总重量0.3%至0.4%的司盘80混合并搅拌后,得到内相,其中,混合物料总重量份数为100份,混合物料中的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯的重量比为10:3:3:2:2;第二步,常温下,向重量份100份的去离子水中加入去离子水总重量5%至6%的吐温80,混合并搅拌后,得到外相;第三步,在0℃至5℃的条件下,向内相中倒入外相进行剪切乳化,然后,再加入混合物料总重量的0.4%至0.5%的偶氮二异继续进行剪切,得到乳液;第四步,向乳液中通入氮气,使乳液处于氮气氛围,然后,将乳液加热后进行聚合反应,再将反应产物经过粉碎后,得到油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂。2.根据权利要求1所述的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,其特征在于第三步中,剪切转速为11000rpm至12000rpm,剪切时间5min至6min。3.根据权利要求1或2所述的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,其特征在于第四步中,通入氮气时间为30min至40min,加热温度为60℃至65℃。4.根据权利要求1或2所述的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,其特征在于第一步和第二步中,搅拌转速为100rpm至110rpm。5.根据权利要求3所述的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,其特征在于第一步和第二步中,搅拌转速为100rpm至110rpm。6.一种根据权利要求2或3或4或5所述的油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂,其特征在于按下述方法进行:第一步,常温下,将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯进行混合,得到混合物料,向混合物料中加入混合物料总重量0.3%至0.4%的司盘80混合并搅拌后,得到内相,其中,混合物料总重量份数为100份,混合物料中的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯和二乙烯基苯的重量比为10:3:3:2:2;第二步,常温下,向重量份100份的去离子水中加入去离子水总重量5%至6%的吐温80,混合并搅拌后,得到外相;第三步,在0℃至5℃的条件下,向内相中倒入外相进行剪切乳化,然后,再加入混合物料总重量的0.4%至0.5%的偶氮二异继续进行剪切,得到乳液;第四步,向乳液中通入氮气,使乳液处于氮气氛围,然后,将乳液加热后进行聚合反应,再将反应产物经过粉碎后,得到油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂。

技术总结


本发明涉及油基钻井液封堵剂技术领域,是一种油基钻井液用吸油膨胀型封堵防塌剂及其制备方法,前者按照下述方法得到:将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-羟基丙酯、二乙烯基苯和司盘80混合并搅拌后,得到内相,向去离子水中加入吐温80混合并搅拌后,得到外相,将内相、外相和偶氮二异混合并剪切后,得到乳液,将乳液在一定条件下进行聚合,再经过粉碎后得到。本发明通过在原料中加入高分子高弹性体组分、油基粘滞组分和吸附组分,将本发明应用在油基钻井液中,能起到油基膨胀、软化、可变形和对岩石胶结的效果,最终,达到对破碎地层、裂缝发育地层封堵目的。裂缝发育地层封堵目的。


技术研发人员:

付超胜 余加水 吴义成 曹家俊 黄凯 王亚超 刘祖磊 吕盛安 蔡红刚 刘爱君

受保护的技术使用者:

中国石油集团西部钻探工程有限公司

技术研发日:

2021.09.01

技术公布日:

2023/3/2

本文发布于:2024-09-21 14:26:03,感谢您对本站的认可!

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