CN110359872B - 一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法，包括以下步骤：S1在套管补贴筒下方下入桥塞座封；S2下入电缆加热装置，并对套管补贴筒失效段进行加热作业；S3套管补贴筒失效段所用复合材料中的形状记忆聚合物降解，同时复合材料中的导电纤维材料在高温下分解，自然脱落；S4步骤S3处理完成后冷却,然后下入油管，通过正循环或反循环将导电纤维材料循环出来,进行过滤，超声清洗，干燥及回收利用。该方法利用电缆加热装置，复合材料补贴筒中的记忆聚合物在井底降解，而价格昂贵的导电纤维材料能够从套管上脱落，可以回收利用，无需在地面降解；具有处理工艺操作简单，无毒无害，可以回收并循环利用，经济、环保的特点。

Description

一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法

技术领域

本发明涉及油气田套损井治理技术领域，具体涉及一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法。

背景技术

油水井因各种原因套管破损后会导致一些单元注采井网不完善，注采对应关系破坏，地层压降逐渐加大，储量控制程度变差，进而造成油田水驱储量、可采储量不同程度的损失，是影响油田稳产的一个重要因素。

针对套管破漏井，目前治理技术主要包括隔水采油、化学堵漏、套管补贴、小套管修复和侧钻等。其中隔水采油存在隔采周期短、检泵时水层倒灌污染油层、多次隔采后座封难度大的问题。化学堵漏对吸水性要求较高、施工费用高，且化学堵漏措施成功率低，有效期较短，通常仅适用于套损段长度小于100米的套损井，不适用于套损段长度大于200米、多漏点套损井。小套管修复后井筒直径变小，需要配备与之相匹配的维护作业工具设备，不利于后期维护管理。目前直井侧钻工艺相对成熟，但对于丛式定向井侧钻，受原定向井的井斜、方位影响，侧钻轨迹控制复杂，钻完井难度大。套管补贴技术是对套损井段进行整形或磨铣处理后，用油管将补贴管管柱下至需要补贴修复的井段,在地面用高压泵向油管内打压，膨胀管发射腔内压力达到一定数值后，膨胀锥推动油管一起上行，当膨胀锥上行距离超过膨胀管柱长度时，油套连通，泵压下降，膨胀管完成膨胀，且紧贴于基础套管内壁，达到锚定、密封与修复要求。套管补贴技术具有修复后内通径大、密封可靠、强度高等优点，但有效期短、成功率低；另外，施工时容易造成井下事故，风险较大。

目前研发的复合材料套管补贴筒是利用复合材料的形状记忆效应来实现套损井补贴修复，耐腐蚀能力强。但补贴筒在失效后，由于所采用的复合材料与套管连接紧密，影响后续的再次补贴。复合材料的处理主要有热解、有机溶剂分解、无机强酸分解、超临界水分解等。公开号CN101787145A和公开号CN102115547A的专利提出了采用溶剂法回收碳纤维复合材料；专利公开号CN102731821A将复合材料放入酸溶液中，使树脂分解。上述这些方法主要在地面处置，如果针对套管壁上的复合材料，则存在使用溶剂或者酸液量大，造成污染、浪费的问题。另外如果使用磨铣工具或者套管刮削器，对套管补贴失效段进行磨铣或者刮削处理，这种工艺对清除套管上的死油、蜡、锈蚀等有较好的效果，但对管壁上的复合补贴材料效果差，容易造成套管损坏，并且复合补贴材料由于弹性大不易清除下来，造成二次补贴困难，另外造成导电纤维材料资源浪费。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足，提供一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法，该方法利用电缆加热装置，复合材料补贴筒中的记忆聚合物在井底降解，而价格昂贵的导电纤维材料能够从套管上脱落，可以回收利用。无需在地面降解，该方法具有处理工艺操作简单，无毒无害，可以回收并循环利用，经济、环保的特点。

本发明的技术方案如下：

一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法，包括以下步骤：

S1在套管补贴筒下方下入桥塞座封；

S2下入电缆加热装置，并对套管补贴筒失效段进行加热作业；

S3失效段套管补贴筒所用复合材料中的形状记忆聚合物降解，同时复合材料中的导电纤维材料在高温下分解，自然脱落；

S4步骤S3处理完成后冷却,然后下入油管，通过正循环或反循环将导电纤维材料循环出来,进行过滤，超声清洗，干燥及回收利用。

所述步骤S1中下入桥塞的位置距离套管补贴筒下方10～15m。

所述步骤S2中加热作业的具体操作为：将补贴筒失效段套管每2米为一个处理段，加热温度调节至400～500℃，开始加热，加热0.5～2h后，继续下放电缆加热装置至下一个处理段。

所述步骤S2中电缆加热装置下入的初始位置在距离所述处理段上端向下2m处。

所述电缆加热装置由加热筒、温控装置和加热电缆组成，所述加热筒内部设置有熔盐和电阻丝，加热筒的顶部设有加热筒上隔热层，加热筒的底部设有加热筒下隔热层，且加热筒顶部开有注入口；所述电阻丝一端与加热电缆连接，电阻丝另一端呈竖直螺旋状缠绕在加热筒的内筒壁上，用来加热熔盐；所述温控装置由热电偶、温控开关组成，当加热电缆通电后，加热筒开始加热，加热至设定温度后，通过热电偶测试温度，进行温度的反馈，并指导温控开关工作

所述加热电缆为合金护套，耐温范围为400～600℃。

所述加热筒的材质为不锈钢，加热筒的直径比套管补贴筒的内径小10～20mm，加热筒长1.5～2m。

所述熔盐的用量为加热筒体积的70％～85％。

所述熔盐是氯化盐、硝酸盐、碳酸盐的一种或其混合物。

所述加热筒上隔热层、加热筒下隔热层分别采用玻璃棉、岩棉、珍珠棉、泡沫塑料、气凝胶隔热材料中的一种，所述加热筒上隔热层、加热筒下隔热层的厚度为1～2cm。

本发明的有益效果：

1、本发明克服了目前复合补贴材料由于弹性大不易清除下来，造成二次补贴困难的问题。

2、本发明利用电缆加热装置，复合材料补贴筒中的记忆聚合物在井底降解，而价格昂贵的导电纤维材料能够从套管上脱落，可以回收利用。该方法施工工艺简单，操作方便，降低补贴筒再生产成本。

3、导电纤维材料回收过程在井底就可完成，避免了地面产生有毒有害气体污染环境的问题。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1 是套损井复合材料补贴筒失效后的回收装置示意图。

附图标记说明： 1、加热电缆；2、温控装置；3、加热筒注入口；4、加热筒上隔热层；5、套管补贴筒；6、电阻丝；7、熔盐；8、加热筒下隔热层；9、桥塞；10、加热筒。

具体实施方式

实施例1：

本发明提供了一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法，其回收工艺过程如下：

S1在套管补贴筒5下方下入桥塞9座封；

S2下入电缆加热装置，并对套管补贴筒5失效段进行加热作业；

S3套管补贴筒失效段所用的复合材料中的形状记忆聚合物降解，同时复合材料中的导电纤维材料在高温下分解，自然脱落；

S4步骤S3处理完成后冷却,然后下入油管，通过正循环或反循环将导电纤维材料循环出来,进行过滤，超声清洗，干燥及回收利用。

本发明所述回收方法利用电缆加热装置，复合材料补贴筒中的记忆聚合物在井底降解，而价格昂贵的导电纤维材料能够从套管上脱落，可以回收利用。克服了目前复合补贴材料由于弹性大不易清除下来，造成二次补贴困难的问题，且该方法施工工艺简单，操作方便，降低补贴筒再生产成本。

实施例2：

在实施例1的基础上，进一步地，下入桥塞的位置距离套管补贴筒5下方10～15m，下入桥塞的作用是防止在加热过程中，导电纤维材料落入井底，造成储层堵塞或者污染。

进一步地，所述步骤S2中加热作业的具体操作为：将补贴筒失效段套管每2米为一个处理段，加热温度调节至400～500℃，开始加热，加热0.5～2h后，继续下放电缆加热装置至下一个处理段。电缆加热装置下入的初始位置在距离所述处理段上端向下2m处。

进一步地，所述形状记忆聚合物主要为环氧树脂系、苯乙烯系、双马来酰亚胺、氰酸酯及聚酰亚胺形状记忆聚合物等。

所述的导电纤维材料回收过程在井底就可完成，避免了地面产生有毒有害气体污染环境的问题

实施例3：

在上述实施例的基础上，进一步地，所述电缆加热装置由加热筒10、温控装置2和加热电缆1组成，所述加热筒10内部设置有熔盐7和电阻丝6，加热筒10的顶部设有加热筒上隔热层4，加热筒10的底部设有加热筒下隔热层8，且加热筒10顶部开有注入口3；所述电阻丝6一端与加热电缆1连接，电阻丝6另一端分布在加热筒10的内壁上，用来加热熔盐7；所述温控装置2由热电偶、温控开关组成，当加热电缆1通电后，加热筒10开始加热，加热至设定温度后，通过热电偶测试温度，进行温度的反馈，并指导温控开关工作。

所述电阻丝6呈竖直螺旋状缠绕在加热筒10的内壁上

所述加热电缆1为合金护套，耐温范围为400～600℃。

所述加热筒10的材质为不锈钢，加热筒10的直径比套管补贴筒5的内径小10～20mm，加热筒10长1.5～2m。

所述熔盐的用量为加热筒10体积的70％～85％。

所述熔盐是氯化盐、硝酸盐、碳酸盐的一种或其混合物。

所述加热筒上隔热层4、加热筒下隔热层8分别采用玻璃棉、岩棉、珍珠棉、泡沫塑料、气凝胶隔热材料中的一种，其中气凝胶隔热材料可以使用任何一种；所述加热筒上隔热层4、加热筒下隔热层8的厚度为1～2cm。

实施例4：

某油田庆X-1井，井深1930m，套管规格139.7mm（外径）×9.17mm（壁厚），复合材料套管补贴筒位置1080～1084m，补贴管内径为124mm。

本实施例的电缆加热装置，直径110mm，长1.8m，隔热层是由玻璃棉制成的，厚度2cm，里面装有80％的熔盐，熔盐是氯化钠和硝酸钠的混合物。

首先依据套管规格，在复合材料套管补贴筒下方10m（1094m处）下入桥塞座封；然后下入电缆加热装置，每2米为一个处理段，加热筒外径为110mm，加热筒长2m，将温度调节至400±1℃，加热时间为1.5h，进行加热，记忆聚合物在井筒降解，而导电纤维材料能够从套管上脱落，落入桥塞上，加热完成后，下放加热装置，继续下一个处理段。处理过程完成后自然冷却30min，起出电缆加热装置，下入油管，将掉落在桥塞底部的导电纤维材料循环出井口，进行过滤，超声清洗，干燥回收。

实施例5：

某油田午X-Y井，井深1383m，套管规格114.3mm（外径）×7.37mm（壁厚），复合材料套管补贴筒位置635～645m，补贴管内径为103mm。

本实施例的电缆加热装置，直径95mm，长1.5m，隔热层是由气凝胶隔热材料制成的，厚度1.5cm，里面装有75％的熔盐，熔盐是氯化钙和碳酸钠的混合物。

首先依据套管规格，在复合材料套管补贴筒下方13m（658m处）下入桥塞座封；然后下入电缆加热装置，每2米为一个处理段，加热筒外径为110mm，加热筒长2m，将温度调节至450±1℃，加热时间为1.2h，进行加热，记忆聚合物在井筒降解，而导电纤维材料能够从套管上脱落，落入桥塞上，加热完成后，下放加热装置，继续下一个处理段。加热反应完成后自然冷却30min，起出电缆加热装置，下入油管，将掉落在桥塞底部的导电纤维材料循环出井口，进行过滤，超声清洗，干燥回收。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1在套管补贴筒（5）下方下入桥塞（9）座封；

S2下入电缆加热装置，并对套管补贴筒（5）失效段进行加热作业；

S3套管补贴筒（5）失效段所用复合材料中的形状记忆聚合物降解，同时复合材料中的导电纤维材料在高温下分解，自然脱落；

S4步骤S3处理完成后冷却,然后下入油管，通过正循环或反循环将导电纤维材料循环出来,进行过滤，超声清洗，干燥及回收利用。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法，其特征在于：所述步骤S1中下入桥塞的位置距离套管补贴筒（5）下方10～15m。

3.根据权利要求1所述的一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法，其特征在于，所述步骤S2中加热作业的具体操作为：将补贴筒失效段套管每2米为一个处理段，加热温度调节至400～500℃，开始加热，加热0.5～2h后，继续下放电缆加热装置至下一个处理段。

4.根据权利要求3所述的一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法，其特征在于：所述步骤S2中电缆加热装置下入的初始位置在距离所述失效段上端向下2m处。

5.根据权利要求1所述的一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法，其特征在于：所述电缆加热装置由加热筒（10）、温控装置（2）和加热电缆（1）组成，所述加热筒（10）内部设置有熔盐（7）和电阻丝（6），加热筒（10）的顶部设有加热筒上隔热层（4），加热筒（10）的底部设有加热筒下隔热层（8），且加热筒（10）顶部开有注入口（3）；所述电阻丝（6）一端与加热电缆（1）连接，电阻丝（6）另一端分布在加热筒（10）的内壁上，用来加热熔盐（7）；所述温控装置（2）由热电偶、温控开关组成，当加热电缆（1）通电后，加热筒（10）开始加热，加热至设定温度后，通过热电偶测试温度，进行温度的反馈，并指导温控开关工作。

6.根据权利要求5所述的一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法，其特征在于：所述加热电缆（1）为合金护套，耐温范围为400～600℃。

7.根据权利要求5所述的一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法，其特征在于：所述加热筒（10）的材质为不锈钢，加热筒（10）的直径比套管补贴筒（5）的内径小10～20mm，加热筒（10）长1.5～2m。

8.根据权利要求5所述的一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法，其特征在于：所述熔盐（7）的用量为加热筒（10）体积的70％～85％。

9.根据权利要求5所述的一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法，其特征在于：所述熔盐（7）是氯化盐、硝酸盐、碳酸盐的一种或其混合物。

10.根据权利要求5所述的一种复合材料套管补贴筒失效后在井底的回收方法，其特征在于：所述加热筒上隔热层（4）、加热筒下隔热层（8）分别采用玻璃棉、岩棉、珍珠棉、泡沫塑料、气凝胶隔热材料中的一种，所述加热筒上隔热层（4）、加热筒下隔热层（8）的厚度为1～2cm。

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