中國粉體網(wǎng)訊 近年來，鉆井液技術(shù)得到快速發(fā)展，并逐漸成為鉆探高難度高溫深井、長水平井以及各種復(fù)雜井段的重要手段。
1、鉆井液高效封堵材料
井漏一直是鉆井工程中頻繁發(fā)生且難以解決的復(fù)雜情況之一，嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致無法正常施工，甚至引起井塌和井噴等嚴(yán)重事故的發(fā)生，給鉆井施工過程帶來巨大損失。
目前，使用高效封堵材料是解決井漏問題的根本途徑之一，是油氣安全、綠色、高效開采的必備材料。加入隨鉆封堵材料可實現(xiàn)對微裂縫、微孔隙的封堵，減小壓力傳遞，提高井壁的穩(wěn)定性。
微納米材料在過去數(shù)十年中廣泛用于油氣開采領(lǐng)域。尤其是納米顆粒，有助于改善鉆井液流體流變性質(zhì)，封堵微納米孔隙。近年來，各種納米顆粒，如碳酸鈣、二氧化硅、石墨烯、碳納米管及金屬氧化物等被用來改善鉆井液的性能。武元鵬等采用表面原位聚合法制備了陰離子聚丙烯酰胺（APAM）表面修飾的碳酸鈣納米顆粒(CaCO3/APAM)，并將其用于改善水基鉆井液性能。流變和濾失實驗表明，納米顆粒的加入有效地提高了水基鉆井液在低剪切速率下的黏度，鉆井液剪切稀釋性能得到提高。鉆井液耐鹽濾失表明，當(dāng)鹽濃度為1%時，添加1%CaCO3/APAM使鉆井液濾失量降低了21.2%。
碳酸鈣
2、鉆井液用碳酸鈣
碳酸鈣是一種天然、無機，無毒的礦物質(zhì)，是鉆井液中常用的優(yōu)質(zhì)添加劑，具有很強的防滲漏和封堵作用，產(chǎn)品酸溶，不傷害儲層，適用于各類鉆井液體系。鉆井液用超細(xì)碳酸鈣，是在鉆井液中使用的主體（含量≥50%）粒徑分布在0.1μm～25μm。
鉆井液用超細(xì)碳酸鈣技術(shù)指標(biāo)
鉆井液用碳酸鈣的作用：
（1）當(dāng)鉆進油氣層或目的層時，按2～5%的用量直接加入到鉆井液中，也可與其它暫堵劑配合使用。
（2）鉆進時按1～5%的用量直接加入到鉆井液中，達到剛性材料堵漏。
（3）低比重鉆井液的加重劑。
3、碳酸鈣在鉆井液中應(yīng)用研究
（1）高酸溶復(fù)合型暫堵劑
中海石油（中國）有限公司公布了一種保護裂縫性油氣層的高酸溶復(fù)合型暫堵劑及可解堵鉆井液。所述高酸溶復(fù)合型暫堵劑由質(zhì)量比為1～3：6～15：1～2：1～3的核桃殼、碳酸鈣、硫酸鈣和彈性石墨組成；核桃殼的粒徑為20目～30目；碳酸鈣由粒徑分別為200目、400目、1000目和2000目的碳酸鈣粉末組成，不同粒徑的碳酸鈣粉末的質(zhì)量比為1～2：2～5：1～3：1～2。本發(fā)明高酸溶復(fù)合型暫堵劑在10%HCl中浸泡的酸溶率達到75%以上，可通酸洗和投產(chǎn)直接解堵；本發(fā)明高酸溶復(fù)合型暫堵劑及其配制的可解堵鉆井液具有優(yōu)良的承壓封堵裂縫能力，可自適應(yīng)封堵3mm以內(nèi)的裂縫，承壓能力達到8MPa以上，在鉆井作業(yè)中可在裂縫處形成承壓封堵層，減少鉆井液沿著裂縫侵入儲層深部造成儲層損害。
中石化石油工程技術(shù)服務(wù)股份有限公司公布了一種兩親性暫堵劑的制備方法、聚合物改性碳酸鈣堵漏材料的制備方法。兩親性暫堵劑的制備方法包括以下步驟：在氨基酸改性碳酸鈣、含烯屬不飽和碳碳雙鍵的酯類化合物、多元醇類化合物和分散劑的水分散液中加入二異氰酸酯后在70～100℃反應(yīng)0.5～2.0h，然后再加入自由基聚合引發(fā)劑引發(fā)聚合反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后得到聚合物改性碳酸鈣堵漏材料的分散體系；將聚合物改性碳酸鈣堵漏材料與表面活性劑改性富鎂硅酸鹽在水中分散均勻，固液分離，洗滌所得固體后干燥。該制備方法制備的兩親性暫堵劑表面裸露的氰基、氨基和鎂離子等易于與井壁表面的親水層成鍵，提高封堵過程中的井壁粘附性以及鉆井液的摩擦阻力。
山東得順源石油科技有限公司公開了一種油基鉆井液及其制備方法，通過將氨基酸修飾聚氨酯、硅修飾碳納米管、白油、氯化鈣溶液、吐溫20乳化劑、磷酸酯濕潤劑、氧化瀝青加入到攪拌器中，攪拌，得到油基鉆井液。在鉆井過程中，氨基酸修飾聚氨酯中的碳酸鈣可以進入裂縫性地層中，有效對裂縫進行封堵，維持井壁的穩(wěn)定，同時碳酸鈣能降低鉆井液的濾失量；其中的聚氨酯在井下吸水膨脹形成高強度彈體，進入井壁中的裂縫，從而達到封堵的效果，碳納米管也具有較好的封堵性和降濾失效果，協(xié)效作用，使鉆井液在高溫下保持較好的穩(wěn)定性。
西安石油大學(xué)公布了一種裂縫漏失剛性架橋堵漏材料及其制備方法。所述裂縫漏失剛性架橋堵漏材料包括以下質(zhì)量份數(shù)的原料：石英砂10～18份，碳酸鈣顆粒33 45份，改性煤矸石6～12份。所述裂縫漏失剛性架橋堵漏材料由小顆粒、中顆粒和大顆粒按照質(zhì)量比(1 2)∶(1 2)∶(1 2)混合而成。本發(fā)明以石英砂、碳酸鈣顆粒和改性煤矸石為原料，利用不同粒徑原料的組合使物質(zhì)相互堆積、交聯(lián)，形成穩(wěn)定的抗剪切結(jié)構(gòu)，提高致密性和封堵強度，同時本發(fā)明制備的堵漏材料透水透氣，但不透過鉆井液，鉆井液可迅速濾失，進而有效提高封堵效率和封堵效果。
（2）加重劑
中國石油天然氣集團有限公司公開了一種加重劑及其制備方法，所述制備方法包括以下步驟：將鐵礦粉進行羥基化處理，得到羥基化鐵礦粉；將碳酸鈣粉與羥基化鐵礦粉進行混合球磨，得到兩者的混合物；將所述混合物進行烘制，冷卻，得到加重劑；其中，鐵礦粉的粒徑為12～18μm，碳酸鈣粉的粒徑為55～58μm。所述加重劑包括通過如上所述的加重劑的制備方法所制備出的產(chǎn)品。本發(fā)明提供的加重劑采用形成化學(xué)鍵的方式讓碳酸鈣粉與鐵礦粉復(fù)合為一體，穩(wěn)定地提升鉆井液的密度，且使鉆井液的密度分布均勻，有利于鉆井液沉降穩(wěn)定性的控制。
（3）油氣層保護劑
成都西油華巍科技有限公司公布了一種鉆井液用油氣層保護劑，屬于鉆井技術(shù)領(lǐng)域。以重量份計，該鉆井液用油氣層保護劑包括以下原料：碳酸鈣40～50份；硅烷偶聯(lián)劑0.1～0.5份；油溶性樹脂15～20份；交聯(lián)促進劑0.01～0.03份；吸油膨脹樹脂5～8份；吸水膨脹樹脂1～1.5份；抗氧劑0.1～1份；分散劑0.5～1.5份。本發(fā)明中對吸油膨脹樹脂進行了輕度交聯(lián)處理，與其余原料相互作用于井筒內(nèi)一定的壓差下在井壁能夠形成屏蔽暫堵層，從而阻止濾液及鉆井液進入地層，有效防止地層水化膨脹，封堵地層層理裂隙，防止地層內(nèi)粘土顆粒的運移，適用于多種寬裂縫分布場景的暫堵。
參考來源：
專利之星
《鉆井液用超細(xì)碳酸鈣》團體標(biāo)準(zhǔn)
白楊，煤層氣儲層保護鉆井液技術(shù)研究進展，西南石油大學(xué)
羅源皓，納米材料在抗高溫鉆井液中的應(yīng)用進展，西南石油大學(xué)
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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