一種複合井壁穩定劑的製作方法
2023-06-01 03:45:16
專利名稱：一種複合井壁穩定劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種穩定劑，特別涉及一種複合井壁穩定劑。
背景技術：
目前在鑽井工程中井壁不穩定，會導致鑽井困難或發生事故，為減少事故發生，有時會在泥漿中加入一些相應的化學添加劑。經常應用的有抑制頁巖膨脹的化學製劑，如氯化鈣、氯化鉀、矽酸鈉等無機鹽；聚丙烯醯胺鉀(KPAM)、丙烯酸類共聚物、浙青、乳化浙青、磺化浙青、腐植酸、腐植酸鉀(KHm)等。其中的無機鹽類產品在使用過程中作用效果單一，加量大，容易對其他類鑽井液處理劑產生不良影響，如無機鹽可使一些聚合物處理劑產生鹽析而失去或降低使用效果；浙青、乳化浙青、磺化浙青等浙青類產品毒性大，對環境影響較大；聚丙烯醯胺鉀(KPAM)、腐植酸鉀(KHm)均屬單一成分，抑制泥頁巖水化分散有一定作用，但對微裂縫發育的地層的防垮塌作用不足。西安石油大學在CN 101362938B公開了一種旨在減少儲層粘土膨脹、消除儲層傷害的井壁穩定劑。董殿武在CN101613596B公開了一種井壁穩定劑，按重量百分比該穩定劑由以下組分組成膨潤土 30% -50% ;水解聚丙烯腈銨鹽20% -40% ;石墨20% -40%。使用乾粉混合設備將以上組分按重量百分比混合製成。該技術成份中銨鹽主要作用是降低泥漿的失水量，改善泥餅質量，對抑制泥頁巖的水化膨脹作用有限，石墨主要是潤滑和填充作用，因而該技術對頁巖抑制作用有待加強；大慶石油管理局在CN 101906294A公開了一種用於氣體鑽井底層出水條件下井壁保護劑，這是一種專門用於氣體鑽井的防水型井壁穩定劑，對採用普通鑽井泥漿鑽井的適用性未予以說明。專利號為200810151054. 2的中國專利公開了一種鑽井井壁穩定劑，主要用於解決完井過程中井壁不穩、粘土膨脹造成儲層傷害的技術問題，該井壁穩定劑由以下重量份的原料組成二甲基2烯丙基氯化銨佔20 - 35份，二甲基2烯丙基氯化銨一丙烯醯胺聚合物佔2 — 5份,非尚子表面活性劑OP — 10佔I 一 5份,含氟燒基乙氧基醚醇非尚子氟表面活性劑佔I 一 2份，纖維素酶佔I 一 3份，氯化鉀佔I 一 5份，水佔45 — 74份。該技術產品是一種液體製劑，存在有效成分含量相對較低，加量較大，運輸成本偏高的問題。申請號為200910032882. 9的中國專利，公開了一種複合型井壁穩定劑的製備方法，它包括以下步驟步驟一，首先將浙青塊粉碎成小顆粒，加入輕質油中進行攪拌，在攪拌的作用下使浙青充分分散於輕質油中形成混合溶液；步驟二，將混合溶液進行升溫，然後再慢慢地加入發煙硫酸，發煙硫酸加完後保溫，在保溫的同時攪拌；步驟三，然後再加入氫氧化鈉水溶液將pH值調節到7-9，再將油層分離，輕質油可循環使用，反應物經過烘乾後得到磺化浙青鈉鹽；步驟四，將氫氧化鈉添加到腐植酸中，反應物經烘乾得到腐植酸鹽；步驟五，將磺化浙青鈉鹽與腐植酸鹽復配經粉碎得到複合型井壁穩定劑。該方法涉及的配方含有大量的磺化浙青成份，大量使用對環境有較大影響
發明內容
本發明的目的在於提供一種既能穩定泥頁巖層井壁同時也對微裂縫發育的地層有封堵作用的一種複合井壁穩定劑。為了達到上述目的，本發明採用的技術方案是一種複合井壁穩定劑，它是由下述以重量百分比計的組分製成的穩定劑三甲基矽酸鉀粉 10-40% 楠木粉 15-35%石臘20_45% 石墨粉 15_25%本發明的有益效果是本發明以三甲基矽酸鉀粉和楠 木粉為相互協同的主要成分，配以石蠟和石墨為輔助成分，用在水基泥漿(包括鹽水泥漿)中，具有有效抑制頁巖水化膨脹，改善泥餅質量，使之緻密堅韌、潤滑，穩定泥頁巖層井壁；同時也對微裂縫發育的地層有封堵作用，使之不易垮塌而穩定，起到保護井壁的作用。採用本穩定劑減少了鑽井事故，降低了綜合鑽井成本。
具體實施例方式下面結合具體實例對本發明進行詳細描述。本發明的一種複合井壁穩定劑，它是由下述以重量百分比計的組分製成的穩定劑三甲基矽酸鉀粉 10-40% 楠木粉 15-35%石臘20_45% 石墨粉 15_25%製備本發明的穩定劑的配方優選的重量配比範圍是三甲基矽酸鉀粉 25— 30% 楠木粉 30-33%石臘25_30% 石墨粉 15_20%優選的三甲基矽酸鉀粉的質量百分純度不小於90%，優點是三甲基矽酸鉀具有非常好的抑制泥頁巖水化的作用，但通常多為液體產品，本技術採用純度大於90%的粉劑產品，既降低加量，又方便運輸和與其他成分的混合。優選的楠木粉的質量百分純度不小於90%，優點是它是從野生植物中提取的天然植物高分子材料，具有良好的水溶脹橋接封堵功能，粘附性強，不受粒徑匹配限制，是一種環保產品，由於它具有無毒、無害.不汙染環境等特點，要求純度大於90%是考慮到成本與作用效果的綜合。優選的石蠟採用符合國標的62號石蠟，優點是石蠟具有一定的潤滑性和對微裂縫的封堵作用，選用62號蠟成本適當，軟化點稍高一點，有利於低溫磨粉。當然也可以採用58或60號蠟。優選的石墨粉採用鱗片狀粉末，碳的質量百分純度不小於93%，優點是石墨是一種被應用於石油鑽井泥漿中的固體潤滑劑，它可降低泥餅的摩阻係數，預防粘附卡鑽。本技術採用鱗片狀細粉，應用過程中在鑽井液的流動作用下，有利於在泥餅上形成類似魚鱗狀的薄層，可增強它的潤滑效果，同時可降低泥餅的滲透率。本發明採用的組分均可在市場購得。本發明的複合井壁穩定劑的製備方法將石蠟在低溫下磨成100目的細粉，按上述重量配比將四種原料準確計量，置於雙螺旋物料混拌機中攪拌20-30分鐘即得產品。實施例1
以重量百分比計取原料三甲基矽酸鉀粉10%楠木粉35%石蠟30%石墨粉25%所述的三甲基矽酸鉀粉的質量百分純度為90% ;所述的楠木粉的質量百分純度為90% ；所述的石蠟為符合國標的62號石蠟；所述的石墨粉為鱗片狀粉末，碳的質量百分純度為93%。將石蠟在低溫下磨成100目的細粉，按上述重量配比將四種原料準確計量，置於雙螺旋物料混拌機中攪拌20分鐘即得產品。 經使用測試巖心水化膨脹率51% ;泥漿失水量22ml。實施例2以重量百分比計取原料三甲基矽酸鉀粉40%楠木粉15%石蠟20%石墨粉25%將石蠟在低溫下磨成100目的細粉，按上述重量配比將四種原料準確計量，置於雙螺旋物料混拌機中攪拌20分鐘即得產品。所述的三甲基矽酸鉀粉的質量百分純度為90. 5% ;所述的楠木粉的質量百分純度為 91% ；所述的石蠟為符合國標的62號石蠟；所述的石墨粉為鱗片狀粉末，碳的質量百分純度為94%。經使用測試巖心水化膨脹率21% ;泥漿失水量28ml。實施例3以重量百分比計取原料三甲基矽酸鉀粉20%楠木粉20%石蠟45%石墨粉15%將石蠟在低溫下磨成100目的細粉，按上述重量配比將四種原料準確計量，置於雙螺旋物料混拌機中攪拌20分鐘即得產品。所述的三甲基矽酸鉀粉的質量百分純度為92% ;所述的楠木粉的質量百分純度為90. 5% ；所述的石蠟為符合國標的58號石蠟；所述的石墨粉為鱗片狀粉末，碳的質量百分純度為93. 5%。經使用測試巖心水化膨脹率30% ;泥漿失水量28ml。實施例4以重量百分比計取原料三甲基矽酸鉀粉30%楠木粉30%石蠟25%石墨粉15%將石蠟在低溫下磨成100目的細粉，按上述重量配比將四種原料準確計量，置於雙螺旋物料混拌機中攪拌20分鐘即得產品。所述的三甲基矽酸鉀粉的質量百分純度為92% ;所述的楠木粉的質量百分純度為90. 5% ；所述的石蠟為符合國標的62號石蠟；所述的石墨粉為鱗片狀粉末，碳的質量百分純度為93. 5%。經使用測試巖心水化膨脹率23% ;泥漿失水量22ml。
實施例5以重量百分比計取原料三甲基矽酸鉀粉26%楠木粉31%石蠟27%石墨粉16%將石蠟在低溫下磨成100目的細粉，按上述重量配比將四種原料準確計量，置於雙螺旋物料混拌機中攪拌30分鐘即得產品。所述的三甲基矽酸鉀粉的質量百分純度為91% ;所述的楠木粉的質量百分純度為90. 5% ；所述的石蠟為符合國標的62號石蠟；所述的石墨粉為鱗片狀粉末，碳的質量百分純度為95%。 經使用測試巖心水化膨脹率25% ;泥漿失水量21ml。實施例6以重量百分比計取原料三甲基矽酸鉀粉27%楠木粉33%石蠟25%石墨粉15%將石蠟在低溫下磨成100目的細粉，按上述重量配比將四種原料準確計量，置於雙螺旋物料混拌機中攪拌25分鐘即得產品。所述的三甲基矽酸鉀粉的質量百分純度為90. 5% ;所述的楠木粉的質量百分純度為 90. 5% ；所述的石蠟為符合國標的62號石蠟；所述的石墨粉為鱗片狀粉末，碳的質量百分純度為93%。經使用測試巖心水化膨脹率25% ;泥漿失水量20ml。實施例7以重量百分比計取原料三甲基矽酸鉀粉25%楠木粉30%石蠟30%石墨粉15%將石蠟在低溫下磨成100目的細粉，按上述重量配比將四種原料準確計量，置於雙螺旋物料混拌機中攪拌25分鐘即得產品。所述的三甲基矽酸鉀粉的質量百分純度為90. 5% ;所述的楠木粉的質量百分純度為 90. 5% ；所述的石蠟為符合國標的62號石蠟；所述的石墨粉為鱗片狀粉末，碳的質量百分純度為93%。經使用測試巖心水化膨脹率27% ;泥漿失水量21ml。實施例8以重量百分比計取原料三甲基矽酸鉀粉25%楠木粉25%石蠟30%石墨粉20%將石蠟在低溫下磨成100目的細粉，按上述重量配比將四種原料準確計量，置於雙螺旋物料混拌機中攪拌25分鐘即得產品。所述的三甲基矽酸鉀粉的質量百分純度為90. 5% ;所述的楠木粉的質量百分純度為 90. 5% ；所述的石蠟為符合國標的62號石蠟；所述的石墨粉為鱗片狀粉末，碳的質量百分純度為93%。
經使用測試巖心水化膨脹率28% ;泥漿失水量23ml。實施例9以重量百分比計取原料三甲基矽酸鉀粉10%楠木粉35%石蠟30%石墨粉25%所述的三甲基矽酸鉀粉的質量百分純度為80% ;所述的楠木粉的質量百分純度為85% ；所述的石蠟為符合國標的58號石蠟；所述的石墨粉碳的質量百分純度為80%。將石蠟在低溫下磨成100目的細粉，按上述重量配比將四種原料準確計量，置於雙螺旋物料混拌機中攪拌20分鐘即得產品。 經使用測試巖心水化膨脹率76% ;泥漿失水量45ml。
權利要求
1.一種複合井壁穩定劑，其特徵在於它是由下述以重量百分比計的組分製成的穩定劑三甲基矽酸鉀粉 10-40% 楠木粉 15-35%石臘20_45% 石墨粉 15_25%。
2.根據權利要求1所述的複合井壁穩定劑，其特徵在於它是由下述以重量百分比計的組分製成的穩定劑三甲基矽酸鉀粉 25— 30% 楠木粉石蠟25-30% 石墨粉
3.根據權利要求1或2所述的複合井壁穩定劑，的質量百分純度不小於90%。
4.根據權利要求1或2所述的複合井壁穩定劑，其特徵在於所述的楠木粉的質量百分純度不小於90%。
5.根據權利要求1或2所述的複合井壁穩定劑，其特徵在於所述的石蠟為符合國標的62號石臘。
6.根據權利要求1或2所述的複合井壁穩定劑，其特徵在於所述的石墨粉為鱗片狀粉末，碳的質量百分純度不小於93%。30-33%I5-20%ο 其特徵在於所述的J:甲基矽酸鉀粉
全文摘要
本發明公開了一種複合井壁穩定劑,它是由下述以重量百分比計的組分製成的穩定劑三甲基矽酸鉀粉 10-40%；楠木粉 15-35%；石蠟 20-45%；石墨粉 15-25%；本發明的有益效果是本發明以三甲基矽酸鉀粉和楠木粉為相互協同的主要成分，配以石蠟和石墨為輔助成分，用在水基泥漿(包括鹽水泥漿)中，具有有效抑制頁巖水化膨脹，改善泥餅質量，使之緻密堅韌、潤滑，穩定泥頁巖層井壁；同時也對微裂縫發育的地層有封堵作用，使之不易垮塌而穩定，起到保護井壁的作用。採用本穩定劑減少了鑽井事故，降低了綜合鑽井成本。
文檔編號C09K8/514GK103013482SQ20131001585
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月16日 優先權日2013年1月16日
發明者範樹坡, 謝樹軍, 杜培強 申請人:天津塘沽海德科技有限公司