CN103756656B - 用于封堵恶性漏失的静胶凝堵漏液 - Google Patents

用于封堵恶性漏失的静胶凝堵漏液 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于封堵恶性漏失的静胶凝堵漏液，由承托液和堵漏水泥浆按体积比1：1～9组成，所述承托液由现场泥浆、改性剂、调节剂、堵漏材料混合均匀后制成，以泥浆的重量百分比计，所述改性剂的用量为0.2‑1.0%，所述调节剂的用量为0.2‑0.6%，所述堵漏材料的用量为5‑10%。本发明的堵漏液制备工艺简单、成本低，能够有效减缓漏失速度并在漏洞口形成陡直的封堵墙，堵漏成功率高≥85%。

Description

用于封堵恶性漏失的静胶凝堵漏液
技术领域
本发明涉及石油钻井固井领域，特别是涉及一种用于封堵恶性漏失的静胶凝堵漏液。
背景技术
近年来华北油田勘探开发不断向潜山内幕深入。华北潜山油藏的主要目的层为奥陶系、寒武系和蓟县系，是一套厚度较大的碳酸盐岩地层，在寒武系夹有泥页岩沉积层。这套地层经受长期的地质构造运动，断层裂缝十分发育；同时在强烈风化作用下，溶蚀缝洞也很发育。
华北油田潜山碳酸盐岩溶洞漏失具有以下两个突出特点：
一个是溶洞开口直径大、溶洞内容积大。固相堵漏材料在漏洞口不能形成堵漏桥，因此“桥塞堵漏”不能成功；几百方甚至上千方塞堵物质和塞堵胶体也不能把溶洞填满，因此“塞堵堵漏”也不易成功。
另一个特点是溶洞内充满流体，一般为地层水、原油或天然气，或者是三者的混合物，钻遇溶洞的井深一般在2500m～4000m，地层压力比井筒压力一般低3.5MPa～6.0MPa，钻井液漏失驱动力很大，漏速非常快。当钻遇这种溶洞发生恶性井漏时，堵漏物质难以在漏层堆积，水泥浆易受地层流体的干扰，不能在近井壁周围凝固，处理起来十分困难，堵漏成功率低，损失大。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种适用于华北潜山油藏的大溶洞、大裂缝等失返性漏失的静胶凝堵漏液，同时该堵漏液也适用于其它地区恶性漏失的处理。
为此，本发明的技术方案如下：
一种用于封堵恶性漏失的静胶凝堵漏液，由承托液和堵漏水泥浆按体积比1：1～9组成，
所述承托液由现场泥浆、改性剂、调节剂、堵漏材料混合均匀后制成，以泥浆的重量百分比计，所述改性剂的用量为0.2-1.0%，所述调节剂的用量为0.2-0.6%，所述堵漏材料的用量为5-10%；
所述堵漏水泥浆由水泥、减轻材料、降失水剂、缓凝剂和水混合均匀后制成，所述减轻材料的用量为水泥质量的50-100%，所述降失水剂和缓凝剂的用量分别为固相质量的2-5%和0.1-0.8%，水固比为0.55。
所述改性剂为丙烯酸钾均聚物，或者是丙烯酸钾与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及/或乙烯基吡咯烷酮的二元或三元共聚物。
所述调节剂为纯碱或氢氧化钠。
所述堵漏材料为细度为3～8目的弹性橡胶粉，或者是质量比为1～4：1的所述弹性橡胶粉与石棉纤维的混合物。
所述水泥为嘉华G级油井水泥；所述减轻材料为粉煤灰。
所述降失水剂为丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和N、N-二甲基丙烯酰胺的共聚物，三者的质量比为1～3：2～6：1～3。
所述缓凝剂为酒石酸。
所述现场泥浆中含8wt%的膨润土。
本发明的有益效果如下：
1、承托液由现场泥浆改制而成，工艺简单，易于操作，同时节约了成本；
2、承托液具有较高的粘度，将堵漏水泥浆与地层水充分隔离，防止堵漏浆被地层水稀释；
3、堵漏水泥浆一旦与承托液相遇，混合胶体的静胶凝强度和切力立即增大，几乎达到不可泵送的程度。混合胶体的这种性质可以有效减缓漏失速度，防止水泥浆向底边坍落，能够在漏洞口形成陡直的封堵墙；
4、堵漏水泥浆的凝结时间可以调节，形成的类水泥石抗压强度≥6MPa或满足堵漏要求；
5、适用温度范围广，可以满足常温～140℃堵漏的需要；
6、堵漏成功率高，该堵漏液先后进行了8口井12次试验，堵漏效果好，堵漏成功率≥85%。
具体实施方式
本发明的静胶凝堵漏液的使用方法为：钻杆下深到漏层以上500m左右，关闭井口，先注入足够量的承托液，隔离地层水，再注入足够量的堵漏水泥浆，然后把水泥浆替入漏层位置。之后进行压力计算，水泥塞顶面一般控制在漏层以上50m左右，关井候凝，堵漏施工完毕。
下面结合实施例对本发明的静胶凝堵漏液进行详细说明。
实施例一：
1、以泥浆的重量为基准，将下列组分混合均匀，制成承托液：
所制得的承托液性能见表1。
表1
性能参数 实验条件 设计要求 实验数据
密度，g/cm3 常温 1.15～1.25 1.22
漏斗粘度，s 常温 ≥100 102
静切力，pa 75℃ ≥30 31
2、将下列组分混合均匀，制成堵漏水泥浆：
G级水泥+粉煤灰+降失水剂+酒石酸+水，其中：
粉煤灰的用量为水泥质量的75%；
降失水剂和酒石酸的用量分别为G级水泥和粉煤灰总重的3%和0.2%；
所用降失水剂为丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和N、N-二甲基丙烯酰胺的共聚物，三者的质量比为2：2：1；
水固比为0.55。
所制得的堵漏水泥浆的性能见表2。
表2
性能参数 实验条件 设计要求 实验数据
密度,g/cm3 常温 1.65～1.80 1.73
流动度,cm 常温 20～24 21
初始稠度,BC 75℃ ≤25 22
稠化时间,min 75℃ 150～300 224
抗压强度,Mpa 75℃，48h ≥7 13
游离水,ml 75℃ ≤3.5 0.5
滤失量,ml 75℃ ≤50 42
体积收缩率,% 75℃，48h ≤1.5 0.2
3、上述承托液和堵漏水泥浆以不同比例混合后漏斗粘度及静胶凝切力的变化见表3：
表3混合胶液静胶凝切力试验
按照不同比例混合后，混合胶体静胶凝强度显著高于未混合时任何一种胶体的静胶凝强度，几乎到达不可泵送的程度，所以，在漏洞位置一旦承托液和静胶凝水泥浆接触马上失去流动性，在漏洞口形成陡直的封堵墙，减缓漏失速度，防止水泥浆向底边坍落，待堵漏水泥浆凝固后产生足够的强度，堵漏成功。
实施例二：
1、以泥浆的重量为基准，将下列组分混合均匀，制成承托液：
所制得的承托液性能见表4。
表4
性能参数 实验条件 设计要求 实验数据
密度，g/cm3 常温 1.20～1.25 1.21
漏斗粘度，s 常温 ≥90 96
静切力，pa 95℃ ≥30 33
2、将下列组分混合均匀，制成堵漏水泥浆：
G级水泥+粉煤灰+降失水剂+酒石酸+水，其中：
粉煤灰的用量为水泥质量的75%；
降失水剂和酒石酸的用量分别为G级水泥和粉煤灰总重的5%和0.5%；
所用降失水剂为丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和N、N-二甲基丙烯酰胺的共聚物，三者的质量比为1：3：2；
水固比为0.55。
所制得的堵漏水泥浆的性能见表5。
表5
性能参数 实验条件 设计要求 实验数据
密度,g/cm3 常温 1.60～1.70 1.65
流动度,cm 常温 20～24 22
初始稠度,BC 110℃ ≤25 20
稠化时间,min 110℃ 250～350 312
抗压强度,Mpa 110℃，48h ≥7 12
游离水,ml 95℃ ≤3.5 0.3
滤失量,ml 95℃ ≤50 31
体积收缩率,% 110℃，48h ≤1.5 0.3
3、上述承托液与静胶凝堵漏水泥浆以不同比例混合后漏斗粘度及静胶凝切力的变化见表6：
表6混合胶液静胶凝切力试验
按照不同比例混合后，混合胶体静胶凝强度显著高于未混合时任何一种胶体的静胶凝强度，满足堵漏要求。

Claims (6)

1.一种用于封堵恶性漏失的静胶凝堵漏液，其特征在于：由承托液和堵漏水泥浆按体积比1：1～9组成，
所述承托液由现场泥浆、改性剂、调节剂、堵漏材料混合均匀后制成，以泥浆的重量为基准，所述改性剂的用量为0.2-1.0％，所述调节剂的用量为0.2-0.6％，所述堵漏材料的用量为5-10％，所述现场泥浆中含8wt％的膨润土；
所述堵漏水泥浆由水泥、粉煤灰、降失水剂、酒石酸和水制成，所述粉煤灰的用量为水泥质量的50-100％，所述降失水剂和酒石酸的用量分别为固相质量的2-5％和0.1-0.8％，水固比为0.55。
2.如权利要求1所述的静胶凝堵漏液，其特征在于：所述改性剂为丙烯酸钾均聚物，或者是丙烯酸钾与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及/或乙烯基吡咯烷酮的二元或三元共聚物。
3.如权利要求1所述的静胶凝堵漏液，其特征在于：所述调节剂为纯碱或氢氧化钠。
4.如权利要求1所述的静胶凝堵漏液，其特征在于：所述堵漏材料为细度为3-8目的弹性橡胶粉，或者是质量比为1～4：1的所述弹性橡胶粉与石棉纤维的混合物。
5.如权利要求1所述的静胶凝堵漏液，其特征在于：所述水泥为嘉华G级油井水泥。
6.如权利要求1所述的静胶凝堵漏液，其特征在于：所述降失水剂为丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和N、N-二甲基丙烯酰胺的共聚物，三者的质量比为1～3：2～6：1～3。
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