一種采用交聯聚合物凝膠堵漏劑進行中深井堵漏的方法
【技術領域】
[0002] 本發(fā)明設及一種采用交聯聚合物凝膠堵漏劑進行中深井堵漏的方法，屬于石油鉆 井技術領域。
【背景技術】
[0003] 井漏是鉆井過程中經常遇到的技術難題，尤其是高溫井漏會造成鉆井液的大量流 失，導致鉆井成本的上升，同時會導致井底壓力發(fā)生變化，誘發(fā)井壁失穩(wěn)、井塌、井涌、井噴 等復雜事故的發(fā)生，嚴重制約著鉆井速度的提高。
[0004] 目前在石油鉆井鉆遇高溫地層漏失段時，由于缺乏抗高溫的堵漏技術，一般采用 常規(guī)堵漏劑堵漏。國內處理高溫井漏普遍采用的是橋接堵漏，橋接堵漏具有經濟，使用方 便，施工安全的優(yōu)點，可W解決由孔隙和裂縫造成的部分漏失和失返漏失。國內使用的橋接 堵漏材料大致分為=類：硬質果殼類、纖維狀材料和薄片狀材料。在堵漏過程中，任何一類 材料單獨使用，其作用都是有限的，只有將上述=類材料化合理的比例和級配復合使用，才 能收到應有的效果，但是隨著鉆進的不斷深入，漏失地層的溫度也在不斷升高，浸泡在泥漿 中的硬質果殼類材料和植物纖維類材料如核桃殼、棲子殼、棉巧殼和銀末等，在井內高溫、 高壓和強堿腐蝕的條件下，隨著時間的推移，運些材料將慢慢變軟、腐蝕，甚至某些材料會 被燒焦，致使橋接強度急劇下降，很容易造成堵漏失敗或二次漏失，無法從根本上解決高溫 堵漏的難題。
[0005] 井深為4000~5000m稱為中深井，井下溫度通常在120°C~140°C。常規(guī)堵漏方 法雖然為石油鉆井的堵漏工程發(fā)揮了作用，但同時存在著缺點或不足，抗高溫能力低、有效 期短、堵漏效率差、堵漏材料耗費量大、堵漏時間長、在高溫深井及地熱井堵漏安全系數差， 易出現井下復雜情況，運些缺點直接影響高溫井和地熱井的鉆探開發(fā)進程，因此傳統(tǒng)的高 溫堵漏材料已經遠遠不能夠滿足日益發(fā)展的深井復雜井的堵漏需求，因此研究一種高溫深 井用抗高溫堵漏劑是十分必要的。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于，克服現有技術中存在的問題，提供一種采用交聯聚合物凝膠 堵漏劑進行中深井堵漏的方法，堵漏可靠，且抗高溫、抗壓能力強。
[0007] 為解決W上技術問題，本發(fā)明的一種采用交聯聚合物凝膠堵漏劑進行中深井堵漏 的方法，依次包括如下步驟：(1)按W下組分及重量含量準備原料，精制棉鋼鹽溶液：120份、 丙締酷胺：（75~85)份、過硫酸錠：（13~17)份、硫酸姉：（2~5)份、P-D-甘露糖醒酸 (M) :4份、憐酸二氨錠：（1~1. 5)份、復合娃酸鹽水泥漿：100份和混雜型微纖維：（150~ 200)份；所述復合娃酸鹽水泥漿的水灰比為0. 44 ;似向精制棉鋼鹽溶液中加入丙締酷胺， W4(K)r/min的轉速進行高速攬拌10分鐘使兩者充分混合，然后W3(K)r/min的轉速進行 中速攬拌，中速攬拌的同時加熱至60°C并保持恒溫；樹向步驟似的反應產物和反應容器中 持續(xù)通入氮氣，通入氮氣3分鐘后在保持中速攬拌且保持在恒溫60°C下，緩慢加入過硫酸 錠顆粒，反應直至顆粒物消失后，繼續(xù)回流反應1. 5小時；(4)將溫度升高至80°C并保持恒 溫，在保持中速攬拌下，緩慢加入硫酸姉顆粒，然后關閉反應容器的加料口，提升氮氣的充 入量，保持反應容器內的壓力為1. 3MPa，回流反應3小時W上直至反應物呈現白色乳液狀， 得到交聯聚合物凝膠；檢測所述交聯聚合物凝膠的分子量在400萬W上；腳在保持中速攬 拌的狀態(tài)下，向上述交聯聚合物凝膠中緩慢加入P-D-甘露糖醒酸（M)，加入完畢后繼續(xù)中 速攬拌10分鐘，并調節(jié)pH值為7~7. 5 ;做向步驟腳的反應產物中加入復合娃酸鹽水泥漿 和混雜型微纖維，中速攬拌15分鐘W上直至混合均勻；仍向步驟做的反應產物中加入憐酸 二氨錠，中速攬拌10分鐘，得到中深井交聯聚合物凝膠堵漏劑；佩繼續(xù)中速攬拌10分鐘后， 啟動鉆井液累將上述中深井交聯聚合物凝膠堵漏劑經鉆桿輸送至漏層，鉆井液累的排量為 1.5m3/min，且連續(xù)輸送60~90m3 ;(9)繼續(xù)采用鉆井液累向鉆桿中輸送鉆井液，直至將鉆 桿中的中深井交聯聚合物凝膠堵漏劑全部替換為鉆井液，然后關閉鉆井液累進行靜置悠壓 堵漏60分鐘；朋)重新開啟鉆井液累進行試壓，試壓后若未出現井底壓力上升，則關閉鉆井 液累后重復步驟山至(9);⑩試壓后若出現井底壓力上升，則關閉鉆井液累繼續(xù)靜置悠壓20 分鐘，然后再次啟動鉆井液累，且控制鉆井液累的排量為0. 2~0.3m3/min,將井眼與鉆桿 之間的中深井交聯聚合物凝膠堵漏劑全部替換為鉆井液，當鉆井液從井口返出后關閉鉆井 液累繼續(xù)進行靜置悠壓12小時；靜置悠壓12小時期間每隔30分鐘，向井下補充一次鉆井 液，至鉆井液重新從井口返出停止；腳開啟鉆井液累進行堵漏承壓測試，當鉆井液累的累壓 恢復到漏失前的正常值時，繼續(xù)進行打鉆作業(yè)。
[0008]相對于現有技術，本發(fā)明取得了W下有益效果：①精制棉鋼鹽提供交聯反應的纖 維素，丙締酷胺起到架橋吸附作用，使纖維素發(fā)生絮凝，相互交聯。過硫酸錠引發(fā)交聯反應， 同時使纖維脫漿；在加入過硫酸錠前通入氮氣，確保反應環(huán)境無氧，避免纖維素在交聯過程 中起粘，影響最終交聯產物的分子量；回流反應1.化確保在交聯反應引發(fā)劑的作用下，精 制棉纖維素與能提供架橋吸附作用的丙締酷胺充分交聯、共聚反應，使纖維素分子鏈變長， 且分子量劇增。硫酸姉進一步引發(fā)纖維素與丙締酷胺之間、纖維素與丙締酷胺通過過硫酸 錠交聯共聚反應產物之間及纖維素與交聯共聚反應物之間相互接枝，使產生的高分子聚合 物的分子量更大，分子鏈有更多的支鏈，為形成之后在觸變劑的作用下形成凝膠提供更多 的支鏈，形成的凝膠強度更高。反應機理為：
。②交聯聚合物凝膠的分子量在400萬W上說明交聯、共聚、接枝反應的非常充分，為形成 "封堵墻"的強度提供保證。③交聯聚合物凝膠中加入P-D-甘露糖醒酸（M)后，P-D-甘 露糖醒酸礎）的鋼離子與交聯聚合物凝膠中的酷胺基交換，在簇基部位進行離子取代，從而 發(fā)生膠凝反應，形成膠塊。P-D-甘露糖醒酸（M)在pH降低時粘度會增加，當抑為6. 7時 存在粘度觸變，具有一定的抗堿性，抑為7~7. 5時，形成的膠塊具有更好的剪切稀釋性， 為累送提供有利條件。④復合娃酸鹽水泥漿能夠提供膠塊的強度和抗壓能力；交聯聚合物 凝膠膠凝后，如果其中沒有足夠的架橋粒子，形成的膠塊強度僅能達到1~2MPa，不能滿足 中深井的承壓堵漏要求；混雜型微纖維可W起到架橋粒子的作用，采用合成纖維與天然纖 維交聯形成了相互纏繞的網狀高分子聚合物，在井下高溫情況下高分子聚合凍膠慢慢開始 膠凝，完全膠凝后，形成膠塊的強度可達到15MPa，能夠抗140°CW上的高溫，可W滿足井深 4000~5000m的中深井的堵漏需要。本發(fā)明中混雜型微纖維的添加比例使得堵漏劑具有最 高的強度，如果繼續(xù)提高混雜型微纖維的重量比，反而會干擾凝膠化學物質的化學交聯作 用，反而會降低其堵漏的承壓能力。⑥加入本發(fā)明比例的憐酸二氨錠，可從隱膠凝控制在合 適的時間范圍內，既保證在膠凝前，堵漏劑能夠被累送至漏層，又能夠在膠凝前完成鉆桿與 井眼內的替漿，還能夠使堵漏劑到達漏層后及時發(fā)生膠凝，使得堵漏漿液在漏層停得住。⑧ 累送堵漏劑時采用排量為1. 5m3/min,既避免排量過大造成已經發(fā)生井漏的地層裂縫在大 排量下進一步擴大，又能夠在初凝前將堵漏劑全部送人漏層；針對大多數小漏與中漏的狀 況，結合膠凝堵漏起膠時間，每次輸送60~90m3最為恰當。⑦堵漏劑輸送漏層后，先采用 鉆井液完成鉆桿中的替漿，然后進入靜置悠壓，防止交聯聚合物凝膠在鉆桿中發(fā)生膠凝，堵 塞鉆桿的中屯、孔道。⑨試壓未現井底壓力上升，說明堵漏失敗，需要再次進行堵漏；試壓后 出現井底壓力上升，說明堵漏成功，需要靜置悠壓20分鐘，使漏層膠塊