CN101857799A - 一种可固化堵漏隔离液及其制备方法 - Google Patents

一种可固化堵漏隔离液及其制备方法 Download PDF

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本发明涉及一种可固化堵漏隔离液及其制备方法，该隔离液由以下组分按重量份配比组成：450份淡水，400-600份固化剂，3-10份稳定剂，2-20份悬浮剂，10-40份激活剂，10-60份激活助剂，10-700份密度调节剂；所述固化剂为矿渣粉，所述稳定剂为粘土，所述悬浮剂为钠基膨润土或钙基膨润土，所述激活剂为氢氧化钠和碳酸钠的混合物，所述激活助剂为硅酸钠和氧化钙的混合物，所述密度调节剂为固井用铁矿粉或者粉煤灰空心漂珠。本发明可固化堵漏隔离液固化后层压能力可达到5MPa以上，与泥浆、水泥浆都表现出良好的化学相容性，在30-130℃之间都表现出良好的固化性能，固化后形成的固化体表观无体积收缩，可有效封隔地层漏失通道，为油气井后续作业提供保证。

Description

一种可固化堵漏隔离液及其制备方法
技术领域
本发明涉及用于油气田钻井固井中的可固化堵漏隔离液及其制备方法。
背景技术
井漏是在油气井建井过程中钻井、固井、测试等各种井下工程作业中，各种工作液(包括钻井液、水泥浆、完井液及其它流体等)在压差作用下漏入地层的现象。钻井液漏失是钻井作业中一种常见的井下复杂情况。井漏可以发生在浅、中及深部地层中，也可以在不同地质年代的地层中发生，而且在各类岩性的地层中都可能出现。施工中一旦发生漏失，不仅延误钻井作业时间，损失钻井液，损害油气层，干扰地质录井工作，而且还可能引起井塌、卡钻、井喷等一系列复杂情况与事故，甚至导致井眼报废，造成重大的经济损失。其中压力失衡引起的诱导性漏失，具有漏速大，难以控制的特点；而在钻遇碳酸盐岩裂缝溶洞性发育地层时，还可能因难以预测的空穴体积发生钻井液有进无出的灾难性漏失。井漏问题是钻井工作长期存在且未能很好解决的技术难题，堵漏技术是钻井工程界长期研究的重要课题。近几年来堵漏技术有了较大的发展，国内各油田各地区均总结出了适合本地区特点的堵漏工艺技术，堵漏材料的品种不断增多，堵漏成功率也在不断提高。尽管如此，在固井前的井漏的问题仍然没有得到很好地解决，井漏造成的损失仍然居高不下，以四川油气田为例，仅2006年川东钻探公司在罗家寨、九龙山、七里北等构造上堵漏作业的成本增加超过亿元。同时，由于传统的堵漏材料，在固井前既不可以起到冲洗井壁上的泥饼的目的又不能起到隔离泥浆、水泥浆的作用，由此导致漏失井固井质量不佳。在水泥环中形成微环隙，形成气窜通道，达不到有效封隔油气层的目的。
目前，为解决漏失井固井问题，采用MTC技术用于堵漏并且用于固井(王清昆，孙琳琳，沈萃萃.防漏堵漏固井工艺技术及新型设备概述[J].内蒙古石油化工，2009，(7))，但是该技术所配置的浆液密度范围调节有限，有时达不到堵漏现场施工的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可固化堵漏隔离液，该隔离液在满足固井所需的各项工程性能前提下，解决固井过程中水泥浆与泥浆的相容性问题和水泥浆漏失技术难题，为油气井后续作业提供保证。
本发明的另一目的在于提供该可固化堵漏隔离液的制备方法，该制备方法操作简便，对于油气田钻井过程中的堵漏有广泛的实用性。
为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。
一种可固化堵漏隔离液，由以下组分按重量份配比组成：450份淡水，400-600份固化剂，3-10份稳定剂，2-20份悬浮剂，10-40份激活剂，10-60份激活助剂，10-700份密度调节剂。
所述固化剂为按照GB/T 18046-2008《用于水泥和混泥土中的粒化高炉矿渣粉》生产的S75级高炉矿渣粉(市售)。
所述稳定剂为粘土(GYW-301，成都川峰化学工程有限责任公司)。
所述悬浮剂为钠基膨润土或钙基膨润土(市售)。
所述激活剂为氢氧化钠和碳酸钠的混合物；所述激活助剂为硅酸钠和氧化钙的混合物。
所述密度调节剂为固井用铁矿粉(市售)或者粉煤灰空心漂珠(市售)。
该可固化堵漏隔离液的制备方法如下：
在450重量份淡水中，依次加入400-600重量份固化剂，3-10重量份稳定剂，2-20重量份悬浮剂，10-40重量份激活剂，10-60重量份激活助剂，在低速下搅拌40min至原料均匀分布在淡水中；然后加入10-700重量份密度调节剂，在低速下搅拌20min至密度调节剂均匀分散，可固化堵漏隔离液即配制完成。
目前固井前堵漏主要是用惰性桥接材料在漏水地层形成网状结构，该网络结构不能与水泥浆完全固结，容易在水泥环与井壁间形成微环隙，不能有效封堵地层。本发明可固化堵漏隔离液除了可以在井壁漏失地层固化堵漏外还可以与水泥浆和井壁上未被冲掉的残留泥饼一起固化，使井壁与水泥环套管有效胶结在一起，从而有效封隔地层。且该可固化堵漏隔离液流变性较好，触变性较强，可有效进入漏失裂缝通道，完成堵漏。其固化时间、稠化时间可根据井深与现场实际情况对激活剂氢氧化钠和碳酸钠以及激活助剂硅酸钠与氧化钙加以调节，该堵漏隔离液可根据井深与现场实际漏失情况加入铁矿粉或者漂珠配制密度为1.3-2.4g/cm3的堵漏隔离液。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)该可固化堵漏隔离液固化后层压能力可达到5MPa以上。
(2)该可固化堵漏隔离液在30-130℃之间都表现出良好的固化性能。
(3)该可固化堵漏隔离液与泥浆、水泥浆都表现出良好的化学相容性。
(4)该可固化堵漏隔离液固化后形成的固化体表观无体积收缩，可有效封隔地层漏失通道。
具体实施方式
本发明可固化堵漏隔离液的制备
实施例1
在450重量份淡水中，依次加入400重量份S75级矿渣粉，7.5重量份GYW-301粘土，5重量份钙基膨润土，15重量份碳酸钠，10重量份氢氧化钠，20重量份硅酸钠，30重量份氧化钙，在低速下搅拌40min至原料均匀分布在淡水中；然后加入30重量份粉煤灰空心漂珠，在低速下搅拌20min至密度调节剂均匀分散，可固化堵漏隔离液即配制完成。
实施例2
在450重量份淡水中，依次加入600重量份S75级矿渣粉，7.5重量份GYW-301粘土，5重量份钠基膨润土，15重量份碳酸钠，10重量份氢氧化钠，20重量份硅酸钠，30重量份氧化钙，在低速下搅拌40min至原料均匀分布在淡水中；然后加入40重量份粉煤灰空心漂珠，在低速下搅拌20min至密度调节剂均匀分散，可固化堵漏隔离液即配制完成。
实施例3
在450重量份淡水中，依次加入500重量份S75级矿渣粉，7.5重量份GYW-301粘土，5重量份钠基膨润土，15重量份碳酸钠，10重量份氢氧化钠，20重量份硅酸钠，25重量份氧化钙，在低速下搅拌40min至原料均匀分布在淡水中；然后加入40重量份粉煤灰空心漂珠，在低速下搅拌20min至密度调节剂均匀分散，可固化堵漏隔离液即配制完成。
实施例4
在450重量份淡水中，依次加入450重量份S75级矿渣粉，7.5重量份GYW-301粘土，5重量份钙基膨润土，15重量份碳酸钠，10重量份氢氧化钠，20重量份硅酸钠，30重量份氧化钙，在低速下搅拌40min至原料均匀分布在淡水中；然后加入500重量份固井用铁矿粉，在低速下搅拌20min至密度调节剂均匀分散，可固化堵漏隔离液即配制完成。
实施例5
在450重量份淡水中，依次加入400重量份S75级矿渣粉，7.5重量份GYW-301粘土，5重量份钠基膨润土，15重量份碳酸钠，10重量份氢氧化钠，20重量份硅酸钠，30重量份氧化钙，在低速下搅拌40min至原料均匀分布在淡水中；然后加入680重量份固井用铁矿粉，在低速下搅拌20min至密度调节剂均匀分散，可固化堵漏隔离液即配制完成。
本发明可固化堵漏隔离液的性能测试
实施例6
按照APl规范中测试水泥浆的方法测试该固化隔离液浆的各项工程性能，同时依据中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5840-93《钻井用桥接堵漏材料室内试验方法》，对隔离液进行堵漏防漏性能的测试，使该用缝板尺寸为2×35mm，测试结果见表1。按照APl规范测试混合物的化学相容性测试，结果见表2。
表1可固化堵漏隔离液的性能测试结果
Figure BDA0000022751380000051
表2可固化堵漏隔离液分别与泥浆、水泥浆的相容性
从表1、表2中可以看出，该可固化堵漏隔离液制备过程简单，同时可固化堵漏隔离液的工程性能优异，尤其是固化后的强度以及堵漏效果。

Claims (4)

1.一种可固化堵漏隔离液，由以下组分按重量份配比组成：450份淡水，400-600份固化剂，3-10份稳定剂，2-20份悬浮剂，10-40份激活剂，10-60份激活助剂，10-700份密度调节剂；所述固化剂为矿渣粉，所述稳定剂为粘土，所述悬浮剂为钠基膨润土或钙基膨润土，所述密度调节剂为固井用铁矿粉或者粉煤灰空心漂珠。
2.如权利要求1所述的堵漏隔离液，其特征在于，所述激活剂为氢氧化钠和碳酸钠的混合物，所述激活助剂为硅酸钠和氧化钙的混合物。
3.如权利要求1所述的堵漏隔离液的制备方法，其特征在于，在450重量份淡水中，依次加入400-600重量份固化剂，3-10重量份稳定剂，2-20重量份悬浮剂，10-40重量份激活剂，10-60重量份激活助剂，在低速下搅拌至原料均匀分布在淡水中，然后加入10-700重量份密度调节剂，搅拌至密度调节剂均匀分散，即得可固化堵漏隔离液；所述固化剂为矿渣粉，所述稳定剂为粘土，所述悬浮剂为钠基膨润土或钙基膨润土，所述密度调节剂为固井用铁矿粉或者粉煤灰空心漂珠。
4.如权利要求3所述的堵漏隔离液的制备方法，其特征在于，所述激活剂为氢氧化钠和碳酸钠的混合物，所述激活助剂为硅酸钠和氧化钙的混合物。
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