本發(fā)明屬于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種纖維塑凝固化劑及制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
鉆井生產(chǎn)過程中，當鉆遇漏層時，由于漏層承壓能力較低，頻繁發(fā)生漏失，嚴重制約了鉆井時效，增加了井下施工風險，同時大幅增加了油氣開發(fā)成本，影響了漏失區(qū)塊的油氣勘探開發(fā)進度。目前堵漏的主要技術(shù)難題突出表現(xiàn)為：1.易漏易塌層同屬于一個裸眼段，堵漏承壓要求高；2.不同漏層同屬于同一裸眼段，漏層位置難以準確判斷；3.一次堵漏成功率低，且容易復發(fā)；4.現(xiàn)有堵漏技術(shù)，堵漏成本高，堵漏時效長，大幅增加了鉆井費用，降低了生產(chǎn)時效。
近幾年，國內(nèi)外在鉆井防漏堵漏技術(shù)的研究與發(fā)展方面發(fā)展較快，提出了多種解決方法，同時研制和開發(fā)了一些新型堵漏材料和防漏堵漏體系。常見的堵漏技術(shù)有：1.高分子凝膠堵漏、2.凝膠橋塞漿擠封堵漏、3.注速凝水泥堵漏、4.填充石子側(cè)鉆避漏層、5.高固相橋塞漿擠封堵漏等。近些年又開發(fā)了多種新型堵漏技術(shù)，例如：1.絨囊工作液防漏堵漏技術(shù)、2.物理防漏堵漏技術(shù)、3.鉆井液預處理防漏堵漏技術(shù)、4.MPD技術(shù)等。于此同時，多種新型堵漏劑產(chǎn)品應(yīng)運而生，例如：抗高壓堵漏劑、復合堵漏劑XFD、自適應(yīng)防漏堵漏劑、微復合有機/無機凝膠、特種凝膠ZND等。這些堵漏技術(shù)和堵漏劑產(chǎn)品存在如下問題：一次堵漏成功率低、堵漏劑價格高、堵漏工藝復雜、漏層承壓能力提高幅度小、環(huán)保指標差。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，在短時間內(nèi)固化膠結(jié)，形成良好的封固墻，提高堵塞墻抗壓強度和承壓能力，各組分來源廣、價格低廉，生產(chǎn)工藝簡單便捷，能有效降低堵漏劑的成本。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：
一種纖維塑凝固化劑，由以下質(zhì)量百分數(shù)的物質(zhì)組成：礦物纖維2-4%，木質(zhì)纖維1-3%，云母粉3-7%，石膏2-4%，油井G級水泥85-92%。
一種纖維塑凝固化劑，由以下質(zhì)量百分數(shù)的物質(zhì)組成：礦物纖維4%，木質(zhì)纖維3%，云母粉5%，石膏3%，油井G級水泥85%。
所述礦物纖維為石棉纖維、水鎂石纖維、海泡石纖維中的一種或幾種，纖維類型為縱纖維，絨長為3-5mm。
所述木質(zhì)纖維是松木纖維、楊木纖維、榕木纖維中的一種或幾種，纖維長度為2-6mm。
所述云母粉是片巖型云母、斑巖蝕變型云母、粘土巖型云母中的任一種或幾種。
本發(fā)明還提供了一種纖維塑凝固化劑的制備方法，包括以下步驟：
步驟1）在干燥環(huán)境下，先按照配方量將礦物纖維、木質(zhì)纖維、云母粉三種材料均勻混拌，并加熱至50-70℃，干燥1-2h；
步驟2）將步驟1）得到的三種材料混合物與配方量的石膏、油井G級水泥均勻混拌，并加熱至60-70℃，干燥1-2h后，裝入具有防潮功能的包裝袋內(nèi)密封，即得纖維塑凝固化劑。
本發(fā)明還提供了一種纖維塑凝固化劑的應(yīng)用，用于鉆井過程中漏層的堵漏。
堵漏時堵漏漿包括纖維塑凝固化劑和水，其中，水和纖維塑凝固化劑的質(zhì)量比為0.6-0.7。
本發(fā)明的有益效果是：
1、本發(fā)明提供的這種纖維塑凝固化劑，礦物纖維、木質(zhì)纖維和云母粉三者搭配，不同的纖維長度、不同的形狀結(jié)構(gòu)，進入漏層裂縫或空隙后，能夠形成橋塞結(jié)構(gòu)，在近井壁地帶形成堵塞，降低漏失速度。油井G級水泥具有剛性顆粒的特性，可以填充到橋塞結(jié)構(gòu)的微孔隙中，進一步降低堵塞墻的滲透率。同時水泥具有膠結(jié)固化的效果，可以將堵塞墻內(nèi)的礦物纖維、木質(zhì)纖維和云母固化為一體，提高堵塞墻抗壓強度和承壓能力；
2、各組分來源廣、價格低廉，生產(chǎn)工藝簡單便捷，能有效降低堵漏劑的成本；配制工藝簡單、便捷，能夠降低現(xiàn)場配制堵漏漿的人工勞動強度；
3、對于中型、大型漏失具有良好的堵漏效果，能明顯地提高一次堵漏成功率，大幅提高漏層承壓能力，降低后期井漏復發(fā)幾率。
下面將做進一步詳細說明。
具體實施方式
實施例1：
本實施例提供了一種纖維塑凝固化劑，由以下質(zhì)量百分數(shù)的物質(zhì)組成：礦物纖維2-4%，木質(zhì)纖維1-3%，云母粉3-7%，石膏2-4%，油井G級水泥85-92%。
制備過程：
步驟1）在干燥環(huán)境下，先按照配方量將礦物纖維、木質(zhì)纖維、云母粉三種材料均勻混拌，并加熱至50-70℃，干燥1-2h；
步驟2）將步驟1）得到的三種材料混合物與配方量的石膏、油井G級水泥均勻混拌，并加熱至60-70℃，干燥1-2h后，裝入具有防潮功能的包裝袋內(nèi)密封，即得纖維塑凝固化劑。
本發(fā)明原理：礦物纖維、木質(zhì)纖維和云母粉三者搭配，不同的纖維長度、不同的形狀結(jié)構(gòu)，進入漏層裂縫或空隙后，能夠形成橋塞結(jié)構(gòu)，在近井壁地帶形成堵塞，降低漏失速度。油井G級水泥具有剛性顆粒的特性，可以填充到橋塞結(jié)構(gòu)的微孔隙中，進一步降低堵塞墻的滲透率。同時水泥具有膠結(jié)固化的效果，可以將堵塞墻內(nèi)的礦物纖維、木質(zhì)纖維和云母固化為一體，提高堵塞墻抗壓強度和承壓能力。
實施例2：
在實施例1的基礎(chǔ)上，本實施例提供了一種纖維塑凝固化劑，由以下質(zhì)量百分數(shù)的物質(zhì)組成：礦物纖維2%，木質(zhì)纖維1%，云母粉4%，石膏2%，油井G級水泥92%。
制備過程：步驟1）在干燥環(huán)境下，先按照配方量將礦物纖維、木質(zhì)纖維、云母粉三種材料均勻混拌，并加熱至50℃，干燥2h；
步驟2）將步驟1）得到的三種材料混合物與配方量的石膏、油井G級水泥均勻混拌，并加熱至60℃，干燥1h后，裝入具有防潮功能的包裝袋內(nèi)密封，即得纖維塑凝固化劑。
本實施例中，礦物纖維為石棉纖維、水鎂石纖維、海泡石纖維的復配物（質(zhì)量比為2：1：1），纖維類型為縱纖維，絨長為3-5mm；木質(zhì)纖維為松木纖維和楊木纖維（質(zhì)量比為1：1），纖維長度為2-6mm；云母粉為片巖型云母（40-80目）；石膏為二水石膏，油井G級水泥為油井G級高抗水泥。
實施例3：
在實施例1的基礎(chǔ)上，本實施例提供了一種纖維塑凝固化劑，由以下質(zhì)量百分數(shù)的物質(zhì)組成：礦物纖維3%，木質(zhì)纖維2%，云母粉4%，石膏3%，油井G級水泥88%。
制備過程：步驟1）在干燥環(huán)境下，先按照配方量將礦物纖維、木質(zhì)纖維、云母粉三種材料均勻混拌，并加熱至60℃，干燥2h；
步驟2）將步驟1）得到的三種材料混合物與配方量的石膏、油井G級水泥均勻混拌，并加熱至65℃，干燥1h后，裝入具有防潮功能的包裝袋內(nèi)密封，即得纖維塑凝固化劑。
本實施例中，礦物纖維為水鎂石纖維和石棉纖維（質(zhì)量比為2:1），纖維類型為縱纖維，絨長為3-5mm；木質(zhì)纖維為松木纖維，纖維長度為2-6mm；云母粉為片巖型云母、粘土巖型云母和斑巖蝕變型云母的復配物（質(zhì)量比為2：1：1，均為40-80目）；石膏為二水石膏，油井G級水泥為油井G級低抗水泥。
實施例4：
在實施例1的基礎(chǔ)上，本實施例提供了一種纖維塑凝固化劑，由以下質(zhì)量百分數(shù)的物質(zhì)組成：礦物纖維4%，木質(zhì)纖維3%，云母粉5%，石膏3%，油井G級水泥85%。
制備過程：步驟1）在干燥環(huán)境下，先按照配方量將礦物纖維、木質(zhì)纖維、云母粉三種材料均勻混拌，并加熱至60℃，干燥2h；
步驟2）將步驟1）得到的三種材料混合物與配方量的石膏、油井G級水泥均勻混拌，并加熱至65℃，干燥2h后，裝入具有防潮功能的包裝袋內(nèi)密封，即得纖維塑凝固化劑。
本實施例中，礦物纖維為水鎂石纖維，纖維類型為縱纖維，絨長為3-5mm；木質(zhì)纖維為松木纖維、楊木纖維和榕木纖維的復配物（質(zhì)量比為1:1:1），纖維長度為2-6mm；云母粉為片巖型云母和粘土巖型云母（質(zhì)量比為3：1，均為40-80目）；石膏為二水石膏，油井G級水泥為油井G級高抗水泥。
實施例5：
在實施例1的基礎(chǔ)上，本實施例提供了一種纖維塑凝固化劑的應(yīng)用，用于鉆井過程中漏層的堵漏。堵漏時堵漏漿包括纖維塑凝固化劑和水，其中，水和纖維塑凝固化劑的質(zhì)量比為0.6-0.7。
漏層堵漏施工工藝為：利用鉆井隊循環(huán)罐對實施例3和實施例4制備的纖維塑凝固化劑分別進行堵漏漿配制，纖維塑凝固化劑配漿時的水灰比（水的質(zhì)量/纖維塑凝固化劑的質(zhì)量）為0.7，配制堵漏漿總量為40m3。光鉆桿下深為漏層井深以上50m的位置，泵入漏層段的堵漏漿量為35m3，用鉆井液頂替鉆桿水眼至內(nèi)外液面平衡后（鉆具水眼內(nèi)的堵漏漿液面高度=環(huán)空堵漏漿液面高度），將光鉆桿起至堵漏漿液面以上30m，關(guān)封井器的半封閘板，將堵漏漿擠入漏層10-15m3，待套壓將為0MPa后，開井，起鉆，候凝18h。之后下鉆循環(huán)鉆井液，測試堵漏后的鉆井液漏速，并與堵漏前鉆井液的漏速進行對比。
本實施例現(xiàn)場實施地點選在川慶鉆探工程有限公司負責的宜川氣田，由實施例3制備的纖維塑凝固化劑配制的堵漏漿，對宜39井進行漏層堵漏施工作業(yè)，由實施例4制備的纖維塑凝固化劑配制的堵漏漿對宜47井進行漏層堵漏施工作業(yè)。
宜川39井，漏層井深1710m，地層層位：石千峰，鉆井液密度：1.09g/cm3，鉆井液粘度：39S，漏層漏速：20-30m3/h，采用橋塞堵漏劑1堵漏3次，純水泥堵漏3次，均無果，漏層漏速沒有降低。采用纖維泥塑固化劑，按照0.7的水灰比配制41m3堵漏劑，泵入漏層36m3，堵漏漿密度1.66g/cm3，擠入漏層15m3，候凝18h，漏層漏速降低為0m3/h，判斷漏層堵漏成功。對比數(shù)據(jù)見表1。
宜川47井，漏層井深1860m，地層層位：劉家溝，鉆井液密度：1.11g/cm3，鉆井液粘度：44S，漏層漏速：15-20m3/h，采用橋塞堵漏劑2次，純水泥堵漏3次，均無果，漏層漏速沒有降低。采用纖維泥塑固化劑，按照0.7的水灰比配制41m3堵漏劑，泵入漏層36m3，堵漏漿密度1.65g/cm3，擠入漏層15m3，候凝19h，漏層漏速降低為0m3/h，判斷漏層堵漏成功。對比數(shù)據(jù)見表1。
注1：橋塞堵漏劑，該堵漏采用的材料為單向壓力封堵劑、鋸末、核桃殼、棉絨和膨潤土，施工過程與纖維塑凝固化劑的堵漏施工過程一致，但是該堵漏方法在漏層無法形成高強度的封堵墻，堵漏效果差。
本實施例獲得的實驗結(jié)果如表1所示，利用纖維塑凝固化劑配制的堵漏漿能較好的封固漏層孔隙，大幅降低漏層漏速，且一次堵漏成功，而其它堵漏方法多次堵漏均未成功封堵漏層。
表1纖維塑凝固化劑堵漏實驗數(shù)據(jù)
以上各實施例沒有詳細敘述的方法和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知常識，這里不一一敘述。
以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。