CN110157396A

CN110157396A - 一种自堵漏防窜固井液

Info

Publication number: CN110157396A
Application number: CN201910445680.0A
Authority: CN
Inventors: 胡培
Original assignee: SICHUAN HUAZE PETROLEUM TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SICHUAN HUAZE PETROLEUM TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2019-08-23
Anticipated expiration: 2039-05-27
Also published as: CN110157396B

Abstract

本发明公开了一种自堵漏防窜固井液。该固井液包括下重量百分比的组分：油井水泥30～90份、减轻剂5～60份、超细粉体2～20份、防气窜剂1～4份、降失水剂2～5份、减阻剂0.2～2份、缓凝剂0.1～2份、消泡剂0.1～0.8份、流态改变剂0.2～4份、浆体激活剂2～4份、堵漏剂2～5份，以及水40～100份。本发明制备得到的固井液堵漏能力强，能够适应井下复杂的不同程度的漏失情况，且操作与普通固井液一致，不额外增加操作工序，操作简单，便于现场施工，适合易漏地层固井或堵漏。

Description

一种自堵漏防窜固井液

技术领域

本发明属于油田钻井技术领域，具体涉及一种自堵漏防窜固井液。

背景技术

目前，随着油气井开采的不断深入，井的深度不断增加，钻井或固井过程中经常遇到漏失地层。国内常见的漏失地层有新疆塔河油田的二叠系、陕西延长区块的刘家沟地层等。一旦钻遇这些地层，经常发生不同程度的漏失，轻者发生渗漏，每小时几方，用泥浆随钻堵漏即可，严重时漏失上万方的堵漏泥浆还不能堵住漏失，陆续打几次水泥塞才能堵住；在对建立循环的漏失地层进行固井的过程中，也经常发生漏失、严重漏失，甚至失返，很难达到一次上返，井筒里的水泥浆漏入地层，轻者出现部分封固段无水泥石或返高不够，较严重时，出现套管滑落，致使固井失败，重者导致不能压稳出现井涌、井喷等重大事故。如果井漏情况发生在气井，后果会更加严重。对于此类情况，经常采用正注反挤的措施进行补救，达到对地层及套管尽可能多的封固。如此一来，增多了固井工序，增加了固井成本，延长了钻井工期，还难以确保对地层的封固质量。

随着技术的发展，目前形成了桥浆堵漏、挤水泥堵漏、纤维水泥浆堵漏以及触变浆堵漏等，能应对地层一定程度上的漏失，对于较严重的漏失，就难以应对了；同时，也采用了普通低密度水泥浆进行防漏，但由于普通低密度水泥浆没有堵漏效果，一旦井底压力大于漏失地层的承受能力，就会在注水泥浆的过程中发生漏失，甚至失返。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种自堵漏防窜固井液，其堵漏能力强，能够适应井下复杂的不同程度的漏失情况，可有效解决现有水泥堵漏效果差的问题。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自堵漏防窜固井液，包括以下重量份的组分：油井水泥30～90份、减轻剂5～60份、超细粉体2～20份、防气窜剂1～4份、降失水剂2～5份、减阻剂0.2～2份、缓凝剂0.1～2份、消泡剂0.1～0.8份、流态改变剂0.2～4份、浆体激活剂2～4份、堵漏剂2～5份，以及水40～100份。

进一步地，包括以下重量份的组分：油井水泥40份、减轻剂45份、超细粉体15份、防气窜剂4份、降失水剂3份、减阻剂0.5份、缓凝剂0.3份、消泡剂0.2份、流态改变剂1.5份、浆体激活剂3份、堵漏剂4份，以及水90份。

进一步地，减轻剂包括以下重量份的组分：

粉煤灰1～20份、电厂漂珠40～60份，以及人工漂珠1～20份。

进一步地，防气窜剂为钝化铝粉。

进一步地，超细粉体为粒径小于3μm的微硅粉。

进一步地，降失水剂为AMPS、纤维素、苯乙烯磺酸盐或聚乙烯醇。

进一步地，减阻剂为木质素磺酸钠。

进一步地，缓凝剂为有机酸或其盐。

进一步地，缓凝剂具体为酒石酸、酒石酸钙、苹果酸、水杨酸或柠檬酸。

进一步地，消泡剂为聚醚类、有机硅类或酯类。

进一步地，流态改变剂为粒径小于10nm的液硅。

进一步地，浆体激活剂有机钙盐或有机铵盐。

进一步地，浆体激活剂为甲酸钙、柠檬酸钙、三乙醇胺等。

进一步地，堵漏剂包括以下重量份的组分：

纤维2～8份、棉籽壳20～40份，以及塑料碎片45～50份。

进一步地，纤维的长度为1～10mm。

进一步地，纤维为聚酯纤维、玻璃纤维或石棉纤维中的至少一种。

进一步地，棉籽壳的粒径为1～10mm，塑料碎片的直径为5～20mm。

本发明制备方法与常规水泥浆或普通的纤维水泥浆的制备方法一致，无需增加施工工序，操作简单。

本发明的有益效果为：

1、由于不同粒径的减轻剂、超细粉体、降失水剂和流态改变剂的协同作用，本发明提供的固井液具有高切低粘、低切高粘的特性，在进入孔洞或裂缝的狭窄通道时因流速变慢而粘度增大，阻止更多的固井液进入孔洞或裂缝，达到自堵漏效果。

2、针对较大的孔洞或裂缝，加入了堵漏剂，其中的一、二维材料因桥接、吸附作用使孔洞或裂缝变窄，实现堵漏，比普通的纤维堵漏水泥浆更能适应不同程度的漏失，实现一次性上返或完成堵漏。

3、由于水泥、减轻剂和超细粉体按照颗粒级配原理搭配，在激活剂的协助下，本发明提供的固井液的早期强度发展快，能尽快封固环空，封堵孔洞或裂缝。

4、由于防气窜剂与水泥等固相共同作用，使本发明提供的固井液能有效封固地层，防止气体发生窜槽。

5、本发明制备得到的固井液的浆体密度为1.10～1.80g/cm³，可减小密度当量差，达到防漏效果，另外，本发明制备得到的固井液在进入地层后，显示出良好的自堵漏效果，实现一次性上返，减小施工工序和难度；同时，还具有防气窜功能，对气井具有良好的封固效果。本发明的操作与普通固井液一致，不额外增加操作工序，操作简单，便于现场施工，适合易漏地层固井或堵漏。

附图说明

图1为本发明实施例1制备得到的固井液的稠化时间曲线图；

图2为本发明实施例2制备得到的固井液的稠化时间曲线图；

图3为本发明实施例3制备得到的固井液的稠化时间曲线图；

图4为本发明实施例4制备得到的固井液的稠化时间曲线图；

图5为本发明实施例5制备得到的固井液的稠化时间曲线图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1

一种自堵漏防窜固井液，包括以下重量份的组分：

API油井水泥40份、减轻剂45份、粒径为2μm的微硅粉15份、钝化铝粉4份、聚乙烯醇3份、木质素磺酸钠0.5份、酒石酸0.3份、乳化硅油0.2份、粒径为5nm的液硅1.5份、甲酸钙3份、堵漏剂4份，以及水90份。

其中，减轻剂包括重量百分比为10份的粉煤灰、60份的电厂漂珠，以及20份的人工漂珠。

堵漏剂包括以下重量份的组分：长度为8mm的聚酯纤维5份、粒径为6mm的棉籽壳40份，以及直径为12mm的塑料碎片50份。

上述自堵漏防窜固井液的制备方法，包括以下步骤：

将API油井水泥、减轻剂、微硅粉、钝化铝粉、聚乙烯醇和堵漏剂混合，搅拌均匀，制备得到灰组分；然后将木质素磺酸钠、酒石酸、乳化硅油、液硅以及甲酸钙混合，加水搅拌均匀，制备得到配浆水；然后用恒速搅拌器，在4000r/min的条件下对配浆水进行搅拌，并在15s内将灰组分加入至配浆水中，继续搅拌35s，即可制备得到自堵漏防窜井固井液。

实施例2

一种自堵漏防窜固井液，包括以下重量份的组分：

API油井G级水泥45份、减轻剂40份、粒径为2μm的微硅粉15份、钝化铝粉4份、AMPS3份、木质素磺酸钠0.5份、酒石酸钠0.3份、聚乙烯醚0.2份、粒径为5nm的液硅1.2份、三乙醇胺2份、堵漏剂4份，以及水88份。

其中，减轻剂包括重量百分比为15份的粉煤灰、40份的电厂漂珠，以及5份的人工漂珠。

堵漏剂包括以下重量份的组分：长度为5mm的玻璃纤维8份、粒径为5mm的棉籽壳30份，以及直径为20mm的塑料碎片45份。

上述自堵漏防窜固井液的制备方法，包括以下步骤：

将API油井G级水泥、减轻剂、微硅粉、钝化铝粉和堵漏剂混合，搅拌均匀，制备得到灰组分；然后将AMPS、木质素磺酸钠、酒石酸钠、聚乙烯醚、液硅以及三乙醇胺混合，加水搅拌均匀，制备得到配浆水；然后用恒速搅拌器，在4000r/min的条件下对配浆水进行搅拌，并在15s内将灰组分加入至配浆水中，继续搅拌35s，即可制备得到自堵漏防窜井固井液。

实施例3

一种自堵漏防窜固井液，包括以下重量份的组分：

API油井G级水泥70份、减轻剂20份、粒径为2μm的微硅粉10份、钝化铝粉5份、纤维素3份、木质素磺酸钠0.5份、酒石酸0.5份、聚乙烯醚0.2份、粒径为5nm的液硅1份、甲酸钙1.5份、堵漏剂4份，以及水70份。

其中，减轻剂包括重量百分比为15份的粉煤灰、55份的电厂漂珠，以及10份的人工漂珠。

堵漏剂包括以下重量份的组分：长度为1mm的玻璃纤维2份、粒径为1mm的棉籽壳20份，以及直径为5mm的塑料碎片48份。

上述自堵漏防窜固井液的制备方法，包括以下步骤：

将API油井水泥、减轻剂、微硅粉、钝化铝粉和堵漏剂混合，搅拌均匀，制备得到灰组分；然后将纤维素、木质素磺酸钠、酒石酸、聚乙烯醚、液硅以及甲酸钙混合，加水搅拌均匀，制备得到配浆水；然后用恒速搅拌器，在4000r/min的条件下对配浆水进行搅拌，并在15s内将灰组分加入至配浆水中，继续搅拌35s，即可制备得到自堵漏防串井固井液。

实施例4

一种自堵漏防窜固井液，包括以下重量份的组分：

API油井G级水泥90份、减轻剂5份、粒径为2μm的微硅粉5份、钝化铝粉2份、纤维素3份、木质素磺酸钠0.5份、酒石酸0.6份、聚乙烯醚0.2份、粒径为5nm的液硅1份、柠檬酸钙0.5份、堵漏剂4份，以及水50份。

其中，减轻剂包括重量百分比为10份的粉煤灰、55份的电厂漂珠，以及15份的人工漂珠。

堵漏剂包括以下重量份的组分：长度为5mm的玻璃纤维5份、粒径为5mm的棉籽壳38份，以及直径为20mm的塑料碎片50份。

上述自堵漏防窜固井液的制备方法，包括以下步骤：

将API油井水泥、减轻剂、微硅粉、钝化铝粉和堵漏剂混合，搅拌均匀，制备得到灰组分；然后将纤维素、木质素磺酸钠、酒石酸、聚乙烯醚、液硅以及柠檬酸钙混合，加水搅拌均匀，制备得到配浆水；然后用恒速搅拌器，在4000r/min的条件下对配浆水进行搅拌，并在15s内将灰组分加入至配浆水中，继续搅拌35s，即可制备得到自堵漏防串井固井液。

实施例5

与实施例2相比，减轻剂为粉煤灰、电厂漂珠、人造漂珠中的一种或两种，堵漏剂为普通纤维，其余均与实施例2相同。

实施例6

按照油井水泥实验方法GB/T 19139-2012测试本发明实施例1～4制备得到的自堵漏防窜固井液的各项工程性能，并按照中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5840-2007《钻井液用桥接堵漏材料室内试验方法》，使用缝宽为4mm的堵漏模拟装置测试本发明固井液的堵漏性能，实验条件为：90℃×45MPa×45min，具体结果见表1。

表1固井液性能指标

由表1数据可知，本发明实施例1～4制备得到的固井液的各项指标均达到要求，具有优良的堵漏效果，且明显优于实施例5普通纤维堵漏固井液的堵漏效果；同时，图1～5分别为实施例1～5制备得到的固井液的稠化时间曲线图，根据图1～5的检测曲线可知，本发明制备得到的固井液均满足对漏失地层固井或堵漏的要求，由此表明，只有使用本发明配方，才能制备得到堵漏能力强，能够适应井下复杂的不同程度的漏失情况的固井液。

Claims

1.一种自堵漏防窜固井液，其特征在于，包括以下重量份的组分：油井水泥30～90份、减轻剂5～60份、超细粉体2～20份、防气窜剂1～4份、降失水剂2～5份、减阻剂0.2～2份、缓凝剂0.1～2份、消泡剂0.1～0.8份、流态改变剂0.2～4份、浆体激活剂2～4份、堵漏剂2～5份，以及水40～100份。

2.根据权利要求1所述的自堵漏防窜固井液，其特征在于，包括以下重量份的组分：油井水泥40份、减轻剂45份、超细粉体15份、防气窜剂4份、降失水剂3份、减阻剂0.5份、缓凝剂0.3份、消泡剂0.2份、流态改变剂1.5份、浆体激活剂3份、堵漏剂4份，以及水90份。

3.根据权利要求1或2所述的自堵漏防窜固井液，其特征在于，所述减轻剂包括以下重量份的组分：

粉煤灰1～20份、电厂漂珠40～60份，以及人工漂珠1～20份。

4.根据权利要求1或2所述的自堵漏防窜固井液，其特征在于，所述防气窜剂为钝化铝粉；所述超细粉体为粒径小于3μm的微硅粉；所述降失水剂为AMPS、纤维素、苯乙烯磺酸盐或聚乙烯醇；减阻剂为木质素磺酸钠。

5.根据权利要求1或2所述的自堵漏防窜固井液，其特征在于，所述缓凝剂为有机酸或其盐。

6.根据权利要求1或2所述的自堵漏防窜固井液，其特征在于，所述消泡剂为聚醚、有机硅或酯；所述流态改变剂为粒径小于10nm的液硅。

7.根据权利要求1或2所述的自堵漏防窜固井液，其特征在于，所述浆体激活剂为有机钙盐或有机铵盐。

8.根据权利要求1或2所述的自堵漏防窜固井液，其特征在于，所述堵漏剂包括以下重量份的组分：

纤维2～8份、棉籽壳20～40份，以及塑料碎片45～50份。

9.根据权利要求12所述的自堵漏防窜固井液，其特征在于，所述纤维的长度为1～10mm，棉籽壳的粒径为1～10mm，塑料碎片的直径为5～20mm。

10.根据权利要求12或13所述的自堵漏防窜固井液，其特征在于，所述纤维为聚酯纤维、玻璃纤维或石棉纤维中的至少一种。