阅读说明：本技术 温敏型凝胶堵漏浆 (Temperature-sensitive gel plugging slurry ) 是由 王磊磊 张坤 苏君 尹丽 马红 霍宝玉 张健 孙双 郭剑梅 何鹏 于 2020-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种温敏型凝胶堵漏浆,包括5～10％的温敏凝胶堵漏剂、2～5％的刚性堵漏材料、1～2％纤维类堵漏材料和1～2％层状堵漏材料,以上各组分的含量以水的质量计；其中,温敏凝胶堵漏剂由以质量分数计的40～50％的可得然胶、40～50％的钻井液用膨润土、1～2％纯碱和5～15％提粘剂混合而成；该温敏型凝胶堵漏浆在高温下成凝胶状态,在漏层中粘滞阻力更大,承压能力更强；且其与常规堵漏浆相比,本申请的温敏型凝胶堵漏浆的凝胶状态形成仅与温度相关,不受其它堵漏材料影响其成胶效果,且纤维类等堵漏材料的存在还能够使胶体结构力更强。(The invention discloses temperature-sensitive gel plugging slurry, which comprises 5-10% of a temperature-sensitive gel plugging agent, 2-5% of a rigid plugging material, 1-2% of a fiber plugging material and 1-2% of a layered plugging material, wherein the contents of the components are calculated by the mass of water; wherein the temperature-sensitive gel plugging agent is prepared by mixing 40-50% of curdlan, 40-50% of bentonite for drilling fluid, 1-2% of soda ash and 5-15% of adhesion promoter in percentage by mass; the temperature-sensitive gel leakage-blocking slurry is in a gel state at high temperature, and has larger viscous resistance and stronger bearing capacity in a leakage layer; compared with the conventional leakage stoppage slurry, the gel state formation of the temperature-sensitive gel leakage stoppage slurry is only related to the temperature, the gelling effect of the temperature-sensitive gel leakage stoppage slurry is not influenced by other leakage stoppage materials, and the existence of the fiber leakage stoppage materials and the like can also enable the colloid structure force to be stronger.)

温敏型凝胶堵漏浆

技术领域

本发明涉及石油天然气技术领域，特别涉及一种温敏型凝胶堵漏浆。

背景技术

井漏是世界性难题，约占目前钻井事故复杂的60％，尤其是裂缝性地层恶性漏失，不仅损失钻井时间，也容易会引起井塌、卡钻等工程事故，还可能导致井喷失控。目前交联型堵漏凝胶主要包括聚丙烯酰胺、植物胶、聚乙烯醇等交联凝胶，但目前报道的交联型凝胶都需要加入交联剂，这也就导致部分凝胶会存在交联时间短、时间不可控的风险。

凝胶堵漏作为一种新型堵漏技术，高温下凝胶强度不足，承压能力差，容易在输送过程中提前聚合而影响堵漏施工，而且不能与常规堵漏剂配合使用，大大限制了在现场应用。其中，可得然胶作为一种天然多糖植物，具有热凝胶特性，无需加入交联剂，有效避免了暴聚风险，但单一的可得然胶形成高温状态下不能形成固态凝胶，而且可得然胶本身不溶于冷水，溶液不具有粘度效应，无法承载各种加重材料，不能实现地层承压堵漏目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高胶体强度和堵漏效果的温敏型凝胶堵漏浆。

为此，本发明技术方案如下：

一种温敏型凝胶堵漏浆，包括5～10％的温敏凝胶堵漏剂、2～5％的刚性堵漏材料、1～2％纤维类堵漏材料和1～2％层状堵漏材料，以上各组分的含量以水的质量计；其中，温敏凝胶堵漏剂由以质量分数计的40～50％的可得然胶、40～50％的钻井液用膨润土、1～2％纯碱和5～15％提粘剂混合而成，各组分的质量分数之和为100％。

在该温敏型凝胶堵漏浆中，温敏凝胶堵漏剂的主要成分为可得然胶和钻井液用膨润土，其中，可得然胶的结构与葡萄糖的结构类似，其表面具有多个裸露的羟基，而钻井液用膨润土的主要成分为蒙脱石，其为一种硅铝酸盐，表面具有多个裸露的铝且具有很好的吸水性，当使用该温敏型凝胶堵漏剂进行堵漏作业时，可得然胶与钻井液用膨润土加入水中后，在一定的温度条件下，可得然胶表面裸露的羟基与钻井液用膨润土表面裸露的铝的空电位相互作用形成氢键，二者形成稳定的交联态，以实现在高温情况下可形成固态凝胶，自由水被完全固定，达到承压堵漏目的；同时通过添加一定比例的纯碱、羧甲基淀粉和/或聚阴离子纤维素，使该温敏型凝胶堵漏剂的强度进一步增加；在温敏型凝胶堵漏剂的基础上，本申请通过进一步添加刚性堵漏材料、纤维类堵漏材料和层状堵漏材料，使其较常规堵漏浆具有高胶体强度和优异的堵漏效果。

优选，所述提粘剂为羧甲基淀粉、聚阴离子纤维素中至少一种。

优选，所述刚性堵漏材料为果壳、方解石、石灰石中至少一种，其粒径为0.3mm～4mm。

更有选，所述果壳为核桃壳、杏壳中至少一种。

优选，所述纤维类堵漏材料为丙纶纤维、甘蔗渣中至少一种，其粒径为2mm～10mm。

优选，所述层状堵漏材料为云母片、贝壳片中至少一种，其粒径为0.15mm～4mm。

该温敏型凝胶堵漏浆的制备方法简单，步骤为：将构成温敏凝胶堵漏剂的各组分按比例加入水中，高速搅拌20min，室温下静置养护4h；接着向其中按比例加入将刚性堵漏材料、纤维类堵漏材料和层状堵漏材料，继续高速搅拌20min，即得温敏型凝胶堵漏浆成品。

与现有技术相比，该温敏型凝胶堵漏浆的有益效果如下：

1)与常规堵漏浆相比，本申请的温敏型凝胶堵漏浆在高温下成凝胶状态，在漏层中粘滞阻力更大，承压能力更强；

2)与常规堵漏浆相比，本申请的温敏型凝胶堵漏浆的凝胶状态形成仅与温度相关，不受其它堵漏材料影响其成胶效果，且纤维类等堵漏材料的存在还能够使胶体结构力更强。

附图说明

图1为实施例1的温敏型凝胶堵漏浆在测试一中升温至80℃后形成固态凝胶的示意图；

图2为实施例2的温敏型凝胶堵漏浆在测试一中升温至80℃后形成固态凝胶的示意图；

图3为实施例3的温敏型凝胶堵漏浆在测试一中升温至80℃后形成固态凝胶的示意图；

图4为对比例1的温敏型凝胶堵漏浆在测试一中升温至80℃后形成固态凝胶的示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。在以下实施例和对比例中，各组分均购自市售产品。

实施例1

一种温敏型凝胶堵漏浆，其由100重量份清水、5重量份温敏凝胶堵漏剂、2重量份刚性堵漏材料、1重量份纤维类堵漏材料和1重量份层状堵漏材料混合而成；其中，温敏凝胶堵漏剂由43.5重量份可得然胶、40重量份钻井液用膨润土、1.5重量份纯碱和15重量份羧甲基淀粉混合而成；刚性堵漏材料采用粒径范围为1.18mm～4.00mm的核桃壳；纤维类堵漏材料采用长度范围为5mm～8mm的丙纶纤维；层状堵漏材料采用粒径范围为0.425mm～2.00mm的云母片。

该温敏型凝胶堵漏浆的制备方法如下：将构成温敏凝胶堵漏剂的各组分按比例加入水中，以3000r/min高速搅拌20min，室温下静置养护4h；接着向其中按比例加入将刚性堵漏材料、纤维类堵漏材料和层状堵漏材料，继续以3000r/min高速搅拌20min，即得温敏型凝胶堵漏浆成品。

实施例2

一种温敏型凝胶堵漏浆，其由100重量份清水、10重量份温敏凝胶堵漏剂、5重量份刚性堵漏材料、2重量份纤维类堵漏材料和2重量份层状堵漏材料混合而成；其中，温敏凝胶堵漏剂由40重量份可得然胶、50重量份钻井液用膨润土、1重量份纯碱和9重量份聚阴离子纤维素混合而成；刚性堵漏材料采用粒径范围为0.60mm～2.00mm的方解石；纤维类堵漏材料采用长度范围为2mm～4mm的甘蔗渣；层状堵漏材料采用粒径范围为0.15mm～0.425mm的贝壳片。

该温敏型凝胶堵漏浆的制备方法如下：将构成温敏凝胶堵漏剂的各组分按比例加入水中，以3000r/min高速搅拌20min，室温下静置养护4h；接着向其中按比例加入将刚性堵漏材料、纤维类堵漏材料和层状堵漏材料，继续以3000r/min高速搅拌20min，即得温敏型凝胶堵漏浆成品。

实施例3

一种温敏型凝胶堵漏浆，其由100重量份清水、8重量份温敏凝胶堵漏剂、3重量份刚性堵漏材料、1.5重量份纤维类堵漏材料和1.2重量份层状堵漏材料混合而成；其中，温敏凝胶堵漏剂由50重量份可得然胶、43重量份钻井液用膨润土、2重量份纯碱和5重量份聚阴离子纤维素混合而成；刚性堵漏材料采用粒径范围为0.30mm～0.60mm石灰石；纤维类堵漏材料采用长度范围为6mm～10mm的丙纶纤维层状堵漏材料采用粒径范围为2mm～4mm的云母片。

该温敏型凝胶堵漏浆的制备方法如下：将构成温敏凝胶堵漏剂的各组分按比例加入水中，以3000r/min高速搅拌20min，室温下静置养护4h；接着向其中按比例加入将刚性堵漏材料、纤维类堵漏材料和层状堵漏材料，继续以3000r/min高速搅拌20min，即得温敏型凝胶堵漏浆成品。

对比例1

一种温敏型凝胶堵漏浆，其由100重量份清水和5重量份温敏凝胶堵漏剂混合而成；其中，温敏凝胶堵漏剂由43.5重量份可得然胶、40重量份钻井液用膨润土、1.5重量份纯碱和15重量份羧甲基淀粉混合而成。

该温敏型凝胶堵漏浆的制备方法如下：将构成温敏凝胶堵漏剂的各组分按比例加入水中，以3000r/min高速搅拌20min，室温下静置养护4h，即得温敏型凝胶堵漏浆成品。

性能测试：

测试一：

取实施例1、实施例2、实施例3和对比例1制备的温敏型凝胶堵漏浆成品各400mL，分别在高温老化罐中并于预定温度下下滚动1h，取出，观察状态。

测试结果见下表1所示。

表1：

从表1的测试结果可以看出，实施例1～3以及对比例1在升温至80℃时均可形成固态凝胶。

测试二：

取实施例1、实施例2、实施例3和对比例1制备的温敏型凝胶堵漏浆成品各300mL，分别倒入不同高温高压滤失仪杯体中(不加滤纸)，让浆体可直接与下阀杆相通；将高温高压滤失仪的将杯体温度升温至120℃，并恒温1h，打开上下阀杆，从上阀杆开始加压，观察不同压力条件下阀杆排浆状态。

测试结果见下表2所示。

表2：

测试例	压力	排浆状态
			实施例1	3MPa	无浆体排出
实施例2	3MPa	无浆体排出
			实施例3	3MPa	无浆体排出
对比例1	1.5MPa	固态浆体排出

从上表2的测试结果可以看出，实施例1～3制备的温敏型凝胶堵漏浆在高温高压下能形成稳定固体凝胶，具有良好的承压能力；而对比例1虽然在高温下也能成固态凝胶，但空间网状结构力较差，承压能力较差。