CN107722955A - 变密度管外封窜堵漏剂及其制备方法 - Google Patents

变密度管外封窜堵漏剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及封窜堵漏技术领域，是一种变密度管外封窜堵漏剂及其制备方法，该变密度管外封窜堵漏剂原料包括G级抗硫酸盐水泥、高炉矿渣粉、海泡石粉、硅藻土和煤矸石粉，其中，该变密度管外封窜堵漏剂按下述方法得到：将各原料加入到清水中混合搅拌，得到变密度管外封窜堵漏剂。本发明能够恢复浅层套损井的产能，能够提高堵剂的驻留性能、提高油水井堵剂和破损套管修复的界面胶结强度,保证低效井堵漏修复的质量和有效期，能有效提高油气井化学堵漏修复的成功率和缩短施工周期，并且生产成本更低，对提高油气井堵漏修复的成功率和有效期、恢复套损井、低效井的产能、提高油气井产量，具有重要的意义。

Description

变密度管外封窜堵漏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及封窜堵漏技术领域，是一种变密度管外封窜堵漏剂及其制备方法。
背景技术
目前,各油田在封堵管外窜和套管漏点方面主要采用无机胶凝材料堵漏技术、热固性树脂堵漏技术、套管补贴加固技术、大修换取套管工艺技术等。
无机胶凝材料堵漏技术：如水泥般土堵漏技术。该技术存在下列问题：
①堵剂不能有效地驻留在封堵层位，堵剂替至目的层后未凝固前就已漏失掉；而对于某些地层却难以注入，造成施工压力大，对相关系统造成新的危害；
②堵剂形成的固化体强度较低，脆性大，易收缩，不能与周围介质形成牢固的胶结，在注采温度和压力的作用下使封堵失效，缩短了施工有效期；
③堵剂抗温性、适应性和安全可靠性差，施工设备出现问题造成时间延误时往往使施工无法进行。
采用无机胶凝材料堵漏技术，其封窜堵漏的成功率不会高于50%。
热固性树脂堵漏技术：如尿醛树脂堵漏技术。该技术存在下列问题：
①固化体收缩，脆性大，同样难以在各种工况条件下与周围介质形成牢固的胶结，严重影响施工有效期；
②成本较高，不抗温；
③使用时仅限于井底30cm以内，使用前必须检测处理层位，树脂类堵剂固化前对水、表面活性剂、酸、碱的污染敏感；
④施工参数调整难度大，现场施工适应性差。
采用热固性树脂堵漏技术，其封窜堵漏的成功率不会高于50%。
套管补贴加固技术：套管补贴加固技术是与套管整形技术配套的套管修复工艺技术。套管变形或错断井经过整形后，只是内径尺寸得到了基本恢复。为了使整形效果得以保持，尽量发挥修复后的功能，还应对修复后的套管进行补贴加固。尤其是套管错断或变形量较大，经过爆炸整形或磨铣扩径后套管损坏严重的井段，必须进行补贴加固。不整形则无法加固，而整形复位后不加固则易发生再次变形、错断，且变形、错断的速度也快。缺点是施工成本较高，修复后很多井会产生套管缩径，影响后续的采油工艺技术进行。采用套管补贴加固技术，其封窜堵漏的成功率高于95%，但是其施工周期长、成本高。
大修换取套管工艺技术：取换套管工艺技术,是针对严重错断井、变形井、破裂外漏井而发展完善起来的一项修井工艺技术。采用专用的套铣工具(套铣钻头、套铣筒等配套工具)，套铣套管周围的水泥环及部分岩石，使套管自由，采用切割或倒扣的方式将套损点以上及其以下适当部位的套管取出，然后下入新套管对扣或用补接器补接，将损坏的套管换掉，达到修复的目的。优点：修复完全彻底，完全可以恢复原井的一切技术指标和功能，有效期长，不需要复杂的专用修井工具。缺点：需要上大修架子，施工周期相对较长，修复成本高。对深井套损井作业困难，对轻微套漏的井的修复很不经济。采用大修换取套管工艺技术，其封窜堵漏的成功率高于95%，但是其施工周期长、成本高。
套管补贴加固技术和大修换取套管工艺技术的封窜堵漏的成功率虽然高，但是后续下工具因为尺寸有微小差异，存在工具不能下入井内的问题，为后续作业带来困难。
发明内容
本发明提供了一种变密度管外封窜堵漏剂及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的管外封窜堵漏技术存在封堵效果差、施工成功率低、成本高和施工周期长的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种变密度管外封窜堵漏剂，其原料按重量份数计包括38份至54份的G级抗硫酸盐水泥、6份至15份的高炉矿渣粉、8份至20份的海泡石粉、4份至10份的硅藻土、5份至10份的煤矸石粉，其中，该变密度管外封窜堵漏剂按下述方法得到：将各原料加入到清水中混合搅拌，得到固液质量比为0.9至1.4的固液混合物，即得到变密度管外封窜堵漏剂。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述将海泡石粉、硅藻土、煤矸石粉、G级抗硫酸盐水泥、高炉矿渣粉按顺序依次加入到清水中。
上述原料中按重量份数计还包括不大于1份的玻璃纤维。
上述将玻璃纤维、海泡石粉、硅藻土、煤矸石粉、G级抗硫酸盐水泥、高炉矿渣粉按顺序依次加入到清水中。
上述原料按重量份数计包括45份的G级抗硫酸盐水泥、0.2份的玻璃纤维、8份的高炉矿渣粉、10份的海泡石粉、6份的硅藻土、8份的煤矸石粉，固液混合物的固液质量比为1.2；或者，原料按重量份数计包括54份的G级抗硫酸盐水泥、1份的玻璃纤维、8份的高炉矿渣粉、12份的海泡石粉、6份的硅藻土、5份的煤矸石粉，固液混合物的固液质量比为1.4；或者，原料按重量份数计包括50份的G级抗硫酸盐水泥、0.2份的玻璃纤维、15份的高炉矿渣粉、8份的海泡石粉、4份的硅藻土、5份的煤矸石粉，固液混合物的固液质量比为1.2。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种变密度管外封窜堵漏剂的制备方法，原料按重量份数计包括38份至54份的G级抗硫酸盐水泥、6份至15份的高炉矿渣粉、8份至20份的海泡石粉、4份至10份的硅藻土、5份至10份的煤矸石粉，其中，该变密度管外封窜堵漏剂按下述方法得到：将各原料加入到清水中混合搅拌，得到固液质量比为0.9至1.4的固液混合物，即得到变密度管外封窜堵漏剂。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
上述将海泡石粉、硅藻土、煤矸石粉、G级抗硫酸盐水泥、高炉矿渣粉按顺序依次加入到清水中。
上述原料中按重量份数计还包括不大于1份的玻璃纤维。
上述将玻璃纤维、海泡石粉、硅藻土、煤矸石粉、G级抗硫酸盐水泥、高炉矿渣粉按顺序依次加入到清水中。
上述原料按重量份数计包括45份的G级抗硫酸盐水泥、0.2份的玻璃纤维、8份的高炉矿渣粉、10份的海泡石粉、6份的硅藻土、8份的煤矸石粉，固液混合物的固液质量比为1.2；或者，原料按重量份数计包括54份的G级抗硫酸盐水泥、1份的玻璃纤维、8份的高炉矿渣粉、12份的海泡石粉、6份的硅藻土、5份的煤矸石粉，固液混合物的固液质量比为1.4；或者，原料按重量份数计包括50份的G级抗硫酸盐水泥、0.2份的玻璃纤维、15份的高炉矿渣粉、8份的海泡石粉、4份的硅藻土、5份的煤矸石粉，固液混合物的固液质量比为1.2。
本发明能够恢复浅层套损井（主要破损井段在200-1500米）的产能，能够提高堵剂的驻留性能、提高油水井堵剂和破损套管修复的界面胶结强度,保证低效井堵漏修复的质量和有效期，能有效提高油气井化学堵漏修复的成功率和缩短施工周期，并且生产成本更低，本发明在封窜堵漏技术上能够形成变密度管外封窜堵漏修复新技术，对提高油气井堵漏修复的成功率和有效期、恢复套损井、低效井的产能、提高油气井产量，具有重要的意义。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的水如没有特殊说明，为自来水或纯净水；本发明中的溶液若没有特殊说明，均为溶剂为水的水溶液，例如，盐酸溶液即为盐酸水溶液；本发明中的常温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。
实施例1，该变密度管外封窜堵漏剂，其原料按重量份数计包括38份至54份的G级抗硫酸盐水泥、6份至15份的高炉矿渣粉、8份至20份的海泡石粉、4份至10份的硅藻土、5份至10份的煤矸石粉，该变密度管外封窜堵漏剂按下述制备方法得到：将各原料加入到清水中混合搅拌，得到固液质量比为0.9至1.4的固液混合物，即得到变密度管外封窜堵漏剂。固体分别为G级抗硫酸盐水泥、高炉矿渣粉、海泡石粉、硅藻土、煤矸石粉，液体为清水。本发明能够提高堵剂的驻留性能、提高油水井堵剂和破损套管修复的界面胶结强度,保证低效井堵漏修复的质量和有效期。
实施例2，该变密度管外封窜堵漏剂，其原料按重量份数计包括38份或54份的G级抗硫酸盐水泥、6份或15份的高炉矿渣粉、8份或20份的海泡石粉、4份或10份的硅藻土、5份或10份的煤矸石粉，将各原料加入到清水中混合搅拌，得到固液质量比为0.9或1.4的固液混合物，即得到变密度管外封窜堵漏剂。
实施例3，作为上述实施例的优化，将海泡石粉、硅藻土、煤矸石粉、G级抗硫酸盐水泥、高炉矿渣粉按顺序依次加入到清水中。
实施例4，作为实施例1和实施例2的优化，原料中按重量份数计还包括不大于1份的玻璃纤维。玻璃纤维为固体。
实施例5，作为实施例4的优化，将玻璃纤维、海泡石粉、硅藻土、煤矸石粉、G级抗硫酸盐水泥、高炉矿渣粉按顺序依次加入到清水中。
实施例6，作为上述实施例的优化，原料按重量份数计包括45份的G级抗硫酸盐水泥、0.2份的玻璃纤维、8份的高炉矿渣粉、10份的海泡石粉、6份的硅藻土、8份的煤矸石粉，固液混合物的固液质量比为1.2。
实施例7，作为上述实施例的优化，原料按重量份数计包括54份的G级抗硫酸盐水泥、1份的玻璃纤维、8份的高炉矿渣粉、12份的海泡石粉、6份的硅藻土、5份的煤矸石粉，固液混合物的固液质量比为1.4.
实施例8，作为上述实施例的优化，原料按重量份数计包括50份的G级抗硫酸盐水泥、0.2份的玻璃纤维、15份的高炉矿渣粉、8份的海泡石粉、4份的硅藻土、5份的煤矸石粉，固液混合物的固液质量比为1.2。
在采用根据本发明上述实施例得到的变密度管外封窜堵漏剂进行封窜堵漏时，先对该井的下部套漏点（1202.05m至1208.47m）处进行封堵，挤入矿渣堵剂20m3、本发明的变密度管外封窜堵漏剂6m3，施工过程中堵剂在压差的作用下，本发明的变密度管外封窜堵漏剂中的结构形成剂迅速将其他组分聚凝在一起，防止堵剂中有效成份的流失，在施工压力的作用下挤出堵浆中的自由水，从而快速形成具有一定强度的网架结构。在施工中通过反复加压憋挤，随着本发明的变密度管外封窜堵漏剂的不断挤入，本发明的变密度管外封窜堵漏剂中的固体颗粒不断密实网架结构，增大了本发明的变密度管外封窜堵漏剂在漏失层中的流动阻力，限制了本发明的变密度管外封窜堵漏剂往漏失层深部的流动，析水大的堵层首先被堵住。随着本发明的变密度管外封窜堵漏剂的间断挤入，网状结构的空隙不断地被充填，挤入压力不断上升，又会使相邻的析水较差的漏失层得以启动和封堵。施工结束后测试压力达15MPa，稳压30min不降，封堵成功。
然后对该井上部漏点进行封堵，施工采用光油管，挤入矿渣堵剂20m3、本发明的变密度管外封窜堵漏剂8m3，施工结束后测试压力达10MPa，稳压30min不降，封堵成功。
经验证，采用根据本发明上述实施例得到的变密度管外封窜堵漏剂进行封窜堵漏的成功率≥80%。
上述的堵漏过程中，矿渣堵剂为根据申请号为200800072952.9的专利文献得到的矿渣堵剂。
采用根据本发明上述实施例得到的变密度管外封窜堵漏剂进行封窜堵漏（以下简称本发明技术）：
相比于无机胶凝材料堵漏技术，虽然施工周期相同，但是本发明技术的实施成本只占无机胶凝材料堵漏技术的70%，并且本发明技术的封窜堵漏的成功率远远高于无机胶凝材料堵漏技术；
相比于热固性树脂堵漏技术，虽然施工周期相同，但是本发明技术的实施成本只占热固性树脂堵漏技术的70%，并且本发明技术的封窜堵漏的成功率远远高于热固性树脂堵漏技术；
相比于套管补贴加固技术，虽然套管补贴加固技术的封窜堵漏的成功率高于本发明技术的封窜堵漏的成功率，但是，本发明技术在保证较高的封窜堵漏的成功率前提下，能够节省施工3天至5天，本发明技术的实施成本也只占套管补贴加固技术的50%，并且，由于套管补贴加固技术为机械修复技术，其封窜堵漏的成功率虽然高，但是后续下工具因为尺寸有微小差异，存在工具不能下入井内的问题，为后续作业带来困难，而本发明为化学堵漏修复技术，不会存在这样的问题；
相比于大修换取套管工艺技术，虽然大修换取套管工艺技术的封窜堵漏的成功率高于本发明技术的封窜堵漏的成功率，但是，本发明技术至少能够节省施工10天，本发明技术的实施成本也只占大修换取套管工艺技术的5%至10%，并且，由于大修换取套管工艺技术为机械修复技术，其封窜堵漏的成功率虽然高，但是后续下工具因为尺寸有微小差异，存在工具不能下入井内的问题，为后续作业带来困难，而本发明为化学堵漏修复技术，不会存在这样的问题。
本发明能够恢复浅层套损井（主要破损井段在200-1500米）的产能，能够提高堵剂的驻留性能、提高油水井堵剂和破损套管修复的界面胶结强度,保证低效井堵漏修复的质量和有效期，能有效提高油气井化学堵漏修复的成功率和缩短施工周期，并且生产成本更低，本发明在封窜堵漏技术上能够形成变密度管外封窜堵漏修复新技术，对提高油气井堵漏修复的成功率和有效期、恢复套损井、低效井的产能、提高油气井产量，具有重要的意义。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种变密度管外封窜堵漏剂，其特征在于原料按重量份数计包括38份至54份的G级抗硫酸盐水泥、6份至15份的高炉矿渣粉、8份至20份的海泡石粉、4份至10份的硅藻土、5份至10份的煤矸石粉，其中，该变密度管外封窜堵漏剂按下述方法得到：将各原料加入到清水中混合搅拌，得到固液质量比为0.9至1.4的固液混合物，即得到变密度管外封窜堵漏剂。
2.根据权利要求1所述的变密度管外封窜堵漏剂，其特征在于将海泡石粉、硅藻土、煤矸石粉、G级抗硫酸盐水泥、高炉矿渣粉按顺序依次加入到清水中。
3.根据权利要求1所述的变密度管外封窜堵漏剂，其特征在于原料中按重量份数计还包括不大于1份的玻璃纤维。
4.根据权利要求3所述的变密度管外封窜堵漏剂，其特征在于将玻璃纤维、海泡石粉、硅藻土、煤矸石粉、G级抗硫酸盐水泥、高炉矿渣粉按顺序依次加入到清水中。
5.根据权利要求3或4所述的变密度管外封窜堵漏剂，其特征在于原料按重量份数计包括45份的G级抗硫酸盐水泥、0.2份的玻璃纤维、8份的高炉矿渣粉、10份的海泡石粉、6份的硅藻土、8份的煤矸石粉，固液混合物的固液质量比为1.2；或者，原料按重量份数计包括54份的G级抗硫酸盐水泥、1份的玻璃纤维、8份的高炉矿渣粉、12份的海泡石粉、6份的硅藻土、5份的煤矸石粉，固液混合物的固液质量比为1.4；或者，原料按重量份数计包括50份的G级抗硫酸盐水泥、0.2份的玻璃纤维、15份的高炉矿渣粉、8份的海泡石粉、4份的硅藻土、5份的煤矸石粉，固液混合物的固液质量比为1.2。
6.一种变密度管外封窜堵漏剂的制备方法，其特征在于原料按重量份数计包括38份至54份的G级抗硫酸盐水泥、6份至15份的高炉矿渣粉、8份至20份的海泡石粉、4份至10份的硅藻土、5份至10份的煤矸石粉，其中，该变密度管外封窜堵漏剂按下述方法得到：将各原料加入到清水中混合搅拌，得到固液质量比为0.9至1.4的固液混合物，即得到变密度管外封窜堵漏剂。
7.根据权利要求6所述的变密度管外封窜堵漏剂的制备方法，其特征在于将海泡石粉、硅藻土、煤矸石粉、G级抗硫酸盐水泥、高炉矿渣粉按顺序依次加入到清水中。
8.根据权利要求6所述的变密度管外封窜堵漏剂的制备方法，其特征在于原料中按重量份数计还包括不大于1份的玻璃纤维。
9.根据权利要求8所述的变密度管外封窜堵漏剂的制备方法，其特征在于将玻璃纤维、海泡石粉、硅藻土、煤矸石粉、G级抗硫酸盐水泥、高炉矿渣粉按顺序依次加入到清水中。
10.根据权利要求8或9所述的变密度管外封窜堵漏剂的制备方法，其特征在于原料按重量份数计包括45份的G级抗硫酸盐水泥、0.2份的玻璃纤维、8份的高炉矿渣粉、10份的海泡石粉、6份的硅藻土、8份的煤矸石粉，固液混合物的固液质量比为1.2；或者，原料按重量份数计包括54份的G级抗硫酸盐水泥、1份的玻璃纤维、8份的高炉矿渣粉、12份的海泡石粉、6份的硅藻土、5份的煤矸石粉，固液混合物的固液质量比为1.4；或者，原料按重量份数计包括50份的G级抗硫酸盐水泥、0.2份的玻璃纤维、15份的高炉矿渣粉、8份的海泡石粉、4份的硅藻土、5份的煤矸石粉，固液混合物的固液质量比为1.2。
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