水平井堵水用強觸變膨脹型高強度化學堵劑的製作方法
2023-05-04 10:16:01 1
專利名稱：水平井堵水用強觸變膨脹型高強度化學堵劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種油田水平井堵水化學堵劑，該堵劑主要用於油田套管完井的水平井堵水以及篩管完井的水平井管外環空的化學分隔堵水。
背景技術：
近幾年我國油田水平井的數量急劇增加，已成為石油工業開發過程中加快產能建設速度、提高採油效率、增加可採儲量的重要技術手段，但水平井出水問題已成為制約水平井產能的主要因素之一。如大港油田已投產水平井綜合含水已高達70%以上，冀東等其它油田也不同程度存在該問題。但由於水平井特殊的井身結構及完井方式，水平井堵水技術已成為嗜待解決的難題。我國油田水平井完井方式包括射孔完井和篩管完井，其中篩管完井是主要的完井方式，且絕大多數為沒有採取管外分隔的割縫篩管方式完井。由於井型及完井方式的特殊性，在直井中常用的堵劑和工藝方法無法滿足水平井堵水的需要。特別是管外沒有裸眼封隔器分割層段的篩管完井方式，由於割縫管內外及地層之間相互連通，堵劑無法注入出水層達到堵水的目的，只能通過封隔篩管和巖石壁面之間的環空的方式封堵出水段。目前國內用於水平井堵水的堵劑主要採用聚合物凝膠，堵劑強度小於IMPa，無論是封堵出水層還是封堵管外環空，不能完全滿足水平井生產壓差的要求，且耐溫性能較差，總體堵水效果差。另外油田常用的水泥類堵劑雖然強度高，有效期長，但注入性差，凝固後體積收縮，不能完全封堵水平的環空，不能在水平井堵水中應用。
發明內容
為克服上述現有技術存在的缺陷，本發明要`解決的技術問題是提供一種適合水平井堵水的堵劑，該堵劑具有很強的觸變性能，停止泵注後能快速形成網絡結構而失去流動性，有效的滯留在水平的井筒和環空；凝固後體積產生膨脹，並具有較高的強度和永久性封堵作用，能完全封堵水平的出水段或篩管和地層之間的環空，達到降低水平井含水的目的。為解決上述技術問題，本發明水平井堵水用強觸變膨脹型高強度化學堵劑包括按質量份數計的下述組分:超細水泥54-63份；碳酸鈣粉2-5.3份；纖維素0.1-0.3份；調節劑 1.4-1.9 份；水 33-39 份；其生產方法包括如下步驟:a.將水放入攪拌罐中，將纖維素加入攪拌罐中攪拌，得到均勻分散溶液；b.加入調節劑攪拌均勻；c.加入碳酸鈣粉攪拌均勻；d.加入超細水泥攪拌均勻；e.將混合液注入水平井預定水平段中，實現對水平段的分隔及對水平段管外環空的有效封堵。上述超細水泥為油井水泥加工而成，平均粒徑小於5um。
上述碳酸鈣粉為納米碳酸鈣，平均粒徑為300-500nm。上述纖維素為羥乙基纖維素或羥丙基羥乙基纖維素。上述調節劑為聚丙烯酸/2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸共聚物。上述水為清水。本發明水平井堵水用強觸變膨脹型高強度化學堵劑具有極強的觸變性，在停止外力攪拌後5-15min形成網架結構而失去流動性，在外力的作用下又可恢復流動性，流動屈服值可達到200-600KPa。這種強烈的觸變性能使堵劑有效的滯留在水平的篩管與井壁的環空，同時注入完成後清洗井筒時位於環空的堵劑不被破壞；該堵劑呈均勻的溶膠體，不析水分層，凝固後體積能膨脹1_2%，能完全封堵水平的管外環空；該堵劑的抗壓強度大於IOMPa,是聚合物凝膠堵劑的10倍 以上，能滿足油井生產壓差的要求；該堵劑的在30-90°C下從網狀結構到高強度固體的凝固時間大於4h，使用安全；與聚合物凝膠堵劑相比，本發明堵劑具有永久性封堵出水井段的效果。
具體實施例方式本發明水平井堵水用強觸變膨脹型高強度化學堵劑所需組分均為工業用品，可自市場購置。本發明的技術原理是:(I)粒徑很小超細水泥、納米碳酸鈣顆粒分散於纖維素溶液中，在達到一定濃度後形成超細顆粒的溶膠，在停止外力攪拌後顆粒之間由於相互吸附而形成強度較高的網架結構。網架結構的屈服值測定方法如下:將配製好的堵劑裝入一定長度的油管短節，在設定溫度下養護30min，然後用泵注
入清水頂替堵劑，記錄管內堵劑開始流動的最高壓力，並通過下面公式計算其屈服值。
權利要求
1.一種水平井堵水用強觸變膨脹型高強度化學堵劑，其特徵是包括按質量份數計的下述組分:超細水泥54-63份；碳酸鈣粉2-5.3份；纖維素0.1-0.3份；調節劑1.4-1.9份；水33-39 份； 其生產方法包括如下步驟: a.將水放入攪拌罐中，將纖維素加入攪拌罐中攪拌，得到均勻分散溶液； b.加入調節劑攪拌均勻； c.加入碳酸鈣粉攪拌均勻； d.加入超細水泥攪拌均勻； e.將混合液注入水平井預定水平段中，實現對水平段的分隔及對水平段管外環空的有效封堵。
2.根據權利要求1所述的堵劑， 其特徵是所述超細水泥為油井水泥加工而成，平均粒徑小於5um。
3.根據權利要求1所述的堵劑，其特徵是所述碳酸鈣粉為納米碳酸鈣，平均粒徑為300_500nmo
4.根據權利要求1所述的堵劑，其特徵是所述纖維素為羥乙基纖維素或羥丙基羥乙基纖維素。
5.根據權利要求1所述的堵劑，其特徵是所述調節劑為聚丙烯酸/2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸共聚物。
6.根據權利要求1所述的堵劑，其特徵是所述水為清水。
全文摘要
本發明涉及一種水平井堵水用強觸變膨脹型高強度化學堵劑，包括按質量份數計的下述組分超細水泥54-63份；碳酸鈣粉2-5.3份；纖維素0.1-0.3份；調節劑1.4-1.9份；水33-39份；其生產步驟是將相應組分纖維素、調節劑、碳酸鈣粉和超細水泥按順序加入水中攪拌均勻，即得該堵劑混合液。該堵劑具有很強的觸變性能，停止泵注後能快速形成網絡結構而失去流動性，有效的滯留在水平的井筒和環空；凝固後體積產生膨脹，並具有較高的強度和永久性封堵作用，能完全封堵水平的出水段或篩管和地層之間的環空，達到降低水平井含水的目的。
文檔編號C09K8/42GK103184039SQ20111044659
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者於永生, 齊行濤, 鄒小萍, 廖翰明, 張秋紅, 劉賀, 石華榮, 陳福明 申請人:中國石油天然氣股份有限公司