CN110506094A - 聚氨酯发泡环空化学封隔器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种化学封隔器组合物，该化学封隔器组合物具有聚氨酯泡沫和纳米颗粒或微米级颗粒，以用作裸眼水平井中的环空化学封隔器。可在具有筛管(例如，砾石充填筛管)并使用裸眼完井落成的水平井中使用化学封隔器组合物。化学封隔器组合物可包含：例如二氧化硅纳米颗粒或微米级砂粒。化学封隔器组合物可放置在由井筒和筛管所限定的、贯穿一个或多个产液区的环空井段中。在一些情况下，可选择性地除去一部分化学封隔器组合物，以使产液区开放至井筒并形成阻塞其他产液区的段塞。
Description
技术领域
本公开总体上涉及油气井的完井。更具体而言，本公开的实施方案涉及用于完井操作的封隔器。
背景技术
在从地下地层中采收烃时，可在井筒中钻出多个延伸穿过分离区域的高度偏斜段或水平段。例如，水平井可延伸穿过多个产烃区和产水区。此类井的完井可涉及不同的技术和装置，以封堵(shut-off)来自产水区的水产出，并优化来自产烃区的烃产出。例如，机械封隔器可用于将井中的环空与生产套管和油管隔离。然而，除了将这种封隔器与其他完井装置以及水平井或偏斜井一起使用和放置的挑战之外，封隔器在井中的放置也可能具有挑战性。
发明内容
可使用裸眼完井对一些井进行完井，使得井在该井的一些井段中没有套管或衬管，并且所生产的烃直接流入井筒。“水平裸眼井”是指裸眼完井的水平井。这样的水平裸眼井可使用诸如砾石充填筛管之类的筛管来完井。砾石充填筛管是这样一种金属组件，其插入井筒中并且具有使“砾石”或砂子保持放置在围绕筛管环空的井的裸眼井段中的部件。来自周围地层的流体可流过砾石和筛管，并进入井筒。
在一些情况下，砾石充填筛管可延伸跨过多个区域，如跨过产烃区和产水区。在这些情况下，选择性地放置封隔器以封堵靠近筛管的产水区的水产出可能具有挑战性。
在一个实施方案中，提供了一种在地下井中生产烃的方法。该方法包括在水平井筒中设置筛管，该筛管限定井筒的内表面与筛管之间的环空，并且该环空具有贯穿地层中的产液区的井段。该方法还包括在井筒的内表面与筛管之间的、贯穿产液区的环空井段中放置化学封隔器组合物。化学封隔器组合物包含聚氨酯泡沫和多个颗粒，使得该化学封隔器组合物在环空井段中形成段塞。在一些实施方案中，多个颗粒包括多个二氧化硅颗粒，多个二氧化硅颗粒的每一个的直径在1纳米(nm)至150nm的范围内。在一些实施方案中，多个颗粒包括多个砂粒，多个砂粒的每一个的直径在1微米(μm)至约1000μm的范围内。在一些实施方案中，产液区为产水区。在一些实施方案中，产液区为产烃区。在一些实施方案中，该方法包括通过将溶解剂引入井筒以接触段塞，从而除去段塞。在一些实施方案中，溶解剂包括酸、有机溶剂、螯合剂或氧化剂。在一些实施方案中，在井筒的内表面与筛管之间的、贯穿产液区的环空井段中放置化学封隔器组合物包括：将可膨胀跨式填料插入井筒的足以隔离井筒的贯穿产水区的井段的井道深度处，将连续油管插入井筒，以及经由连续油管将化学封隔器组合物泵入环空井段。在一些实施方案中，筛管为砾石充填筛管。在一些实施方案中，该方法包括使聚氨酯泡沫和多个颗粒在地表混合以形成化学封隔器组合物，然后在井筒的内表面与筛管之间的、贯穿产液区的环空井段中放置化学封隔器组合物。
在另一个实施方案中，提供了一种在地下井中生产烃的方法。该方法包括在水平井筒中设置筛管，该筛管限定井筒的内表面与筛管之间的环空，并且该环空具有贯穿地层中的第一产液区，第二产液区和第三产液区的井段。第二产液区位于第一产液区和第三产液区之间。该方法还包括在井筒的内表面与筛管之间的、贯穿第一产液区、第二产液区和第三产液区的环空井段中放置化学封隔器组合物。化学封隔器组合物包含聚氨酯泡沫和多个颗粒。该方法进一步包括选择性地除去贯穿第二产液区的一部分化学封隔器组合物，使得化学封隔器组合物形成阻塞第一产液区与井筒之间流体流动的第一环空段塞和阻塞第三产液区与井筒之间流体流动的第二环空段塞。在一些实施方案中，多个颗粒包括多个二氧化硅颗粒，多个二氧化硅颗粒的每一个的直径在1纳米(nm)至150nm的范围内。在一些实施方案中，多个颗粒包括多个砂粒，多个砂粒的每一个的直径在1微米(μm)至约1000μm的范围内。在一些实施方案中，该方法包括通过将溶解剂引入井筒以接触一部分的化学封隔器组合物，从而选择性地除去该部分的化学封隔器组合物。在一些实施方案中，溶解剂包括酸、有机溶剂、螯合剂或氧化剂。在一些实施方案中，在井筒的内表面与筛管之间的、贯穿第一产液区、第二产液区和第三产液区的环空井段中放置化学封隔器组合物包括：将可膨胀跨式填料插入井筒的足以隔离贯穿井筒的产水区的井段的井道深度处，将连续油管插入井筒，以及经由连续油管将化学封隔器组合物泵入井筒的内表面与筛管之间的环空井段。在一些实施方案中，筛管包括砾石充填筛管。在一些实施方案中，该方法包括使聚氨酯泡沫和多个颗粒在地表混合以形成化学封隔器组合物，然后在井筒的内表面与筛管之间的、贯穿第一产液区、第二产液区和第三产液区的环空井段中放置化学封隔器组合物。在一些实施方案中，第一产液区为第一产水区，第二产液区为产烃区，并且第三产液区为第二产水区，使得第一环空段塞阻塞第一产水区与井筒之间的流体流动，并且第二环空段塞阻塞第二产水区与井筒之间的流体流动。在一些实施方案中，第一产液区为第一产烃区，第二产液区为产水区，并且第三产液区为第二产烃区，使得第一环空段塞形成在第一产烃区与井筒之间，并且第二环空段塞形成在第二产烃区与井筒之间。在一些实施方案中，该方法还包括将堵水处理引入产水区中，使得第一环空段塞阻塞向第一产烃区中引入堵水处理，并且第二环空段塞阻塞向第二产烃区中引入堵水处理。
在另一个实施方案中，提供了化学封隔器组合物。化学封隔器组合物包含聚氨酯泡沫和多个颗粒。在一些实施方案中，多个颗粒包括多个二氧化硅颗粒，多个二氧化硅颗粒的每一个的直径在1纳米(nm)至150nm的范围内。在一些实施方案中，多个颗粒包括多个砂粒，多个砂粒的每一个的直径在1微米(μm)至约1000μm的范围内。在一些实施方案中，化学封隔器组合物在与溶解剂接触时是可溶解的。
附图说明
图1A和图1B为描述根据本公开的一个实施方案的设置聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器的井的示意图；
图2为根据本公开的一个实施方案设置如图1A和图1B所示的聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器的方法的框图；
图3A至图3C为描述根据本公开的另一个实施方案的设置聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器的井的示意图；
图4为根据本公开的一个实施方案设置如图3A至图3C所示的聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器的方法的框图；
图5A至图5C为描述根据本公开的另一个实施方案的设置聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器的井的示意图；以及
图6为根据本公开的一个实施方案设置如图5A至图5C所示的聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器的方法的框图；
图7为根据本公开的一个实施方案的由聚氨酯泡沫形成的圆柱形段塞的照片；
图8为根据本公开的一个实施方案的由聚氨酯泡沫形成的环空段塞的照片；
图9为根据本公开的一个实施方案的由混合有二氧化硅纳米颗粒的聚氨酯泡沫形成的圆柱形段塞的照片；以及
图10为根据本公开的一个实施方案的由混合有微米级砂粒的聚氨酯泡沫形成的圆柱形段塞的照片。
具体实施方式
现在将参照示出了本公开的实施方案的附图来更全面地描述本公开。然而，本公开可以许多不同的形式实施，并且不应被解释为受限于所示出的实施方案。相反地，提供这些实施方案是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分传达本公开的范围。
本公开的实施方案包括由聚氨酯泡沫组成的化学封隔器组合物。本公开的实施方案还包括这样一种化学封隔器组合物，其具有聚氨酯泡沫以及纳米颗粒或微米级颗粒，以在用砾石充填筛管完井的裸眼水平井中用作环空化学封隔器。可通过将聚氨酯泡沫与纳米颗粒或微米级颗粒进行混合来形成化学封隔器组合物，然后在井下使用该化学封隔器组合物。
如本公开中所述，可在具有筛管(例如，砾石充填筛管)并使用裸眼完井落成的水平井中使用化学封隔器组合物。可将化学封隔器组合物选择性地放置在由井筒和筛管所限定的且贯穿一个或多个产液区的环空井段中。例如，在一些实施方案中，可将化学封隔器组合物放置在贯穿产水区的环空井段中，以在产水区与井筒之间形成段塞，从而使得该段塞可阻塞来自产水区的水进入井筒。
在一些实施方案中，可将化学封隔器组合物放置在贯穿第一产水区、第二产水区以及位于这两个产水区之间的产烃区的环空井段中。可将贯穿产烃区的一部分化学封隔器组合物除去，以在第一产水区与井筒之间形成第一环空段塞，并且在第二产水区与井筒之间形成第二环空段塞。环空段塞可阻塞来自产水区的水进入井筒，同时允许来自产烃区的烃进入井筒。
在一些实施方案中，可将化学封隔器组合物放置在贯穿第一产烃区、第二产烃区以及位于第一产烃区和第二产烃区之间的产水区的环空井段中。可将贯穿产水区的一部分化学封隔器组合物除去，以在第一产烃区与井筒之间形成第一环空段塞，并且在第二产烃区与井筒之间形成第二环空段塞。可将堵水处理引入井筒和产水区中，使得环空段塞阻塞堵水处理进入产烃区。
在一些实施方案中，化学封隔器组合物包含聚氨酯泡沫和多个直径在4纳米(nm)至150nm的范围内的胶体二氧化硅颗粒。在一些实施方案中，化学封隔器组合物包含聚氨酯泡沫和多个直径在1微米(μm)至约1000微米的范围内的砂粒。用作环空化学封隔器的实例聚氨酯泡沫可具有以下性质：
表1：实例聚氨酯泡沫的性质
应当理解的是，表1中列出的聚氨酯泡沫的性质仅仅是一个例子，并且本公开的实施方案可包括适合用于本公开所述的组合物的其他聚氨酯泡沫。在一些实施方案中，聚氨酯泡沫可为由美国华盛顿州Tacoma的通用塑料制造公司(General PlasticsManufacturing Company)制造的 FR-3740。
在一些实施方案中，化学封隔器组合物中的纳米颗粒可为胶体二氧化硅。在这样的实施方案中，胶体二氧化硅可包括直径在约4nm至约150nm的范围内的颗粒。实例胶体二氧化硅可包括分散在水中的钠稳定的二氧化硅颗粒。在一些实施方案中，胶体二氧化硅可为从荷兰Amsterdam的AkzoNobel获得的胶体二氧化硅。
在一些实施方案中，化学封隔器组合物中的微米级颗粒可为砂粒。在这样的实施方案中，砂粒可包括直径在约1微米至约1000微米的范围内的颗粒。
根据前述内容，图1至图6以及相应的段落描述了使用所公开的化学封隔器组合物阻塞井中的流体产出的方法的不同实施方案。图1A、图1B和图2描述了在筛管-裸眼环空井段中放置聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器组合物，以阻塞来自产水区的水产出。图1A和图1B描绘了根据本公开的实施方案的井100，井100具有在地下地层104中延伸的井筒102。井筒102包括贯穿地层104中的产水区108的水平裸眼井段106。应当理解，来自产水区108的水可能进入井筒102，并降低来自井100的烃产出的效率。例如，产水区108可包括含水层或其他地下水源，或与含水层或其他地下水源流体连通。
如图1A和图1B所示，井100包括砾石充填筛管110，砾石充填筛管110设置在裸眼水平段106中，以使井100完井并且利于烃产出。还如图1A和图1B所示，可将筛管封隔器112设置在适当的井道深度处，以隔离由砾石充填筛管110限定的、贯穿产水区108的环空井段114。
可设置聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器组合物以阻断来自产水区108的水产出，并提高来自井100的烃产出的效率。可将聚氨酯泡沫和二氧化硅纳米颗粒或微米级砂粒的化学封隔器组合物在地表混合并放置在砾石充填筛管112的、贯穿产水区108的环空井段114中。例如，可在合适的井道深度处设置可膨胀跨式封隔器，以隔离井筒102中对应于环空井段114的井段。可将聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器组合物向井下泵送，以穿过筛管110并进入环空井段114。在一些实施方案中，可使聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器组合物固化一段时间。在一些实施方案中，可使聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器组合物固化约1小时至约24小时的一段时间。
如图1B所示，聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器组合物在产水区108与井筒102之间的砾石充填筛管110的环空井段114中形成段塞116。段塞116可阻塞来自产水区108的水进入井筒102，从而提高来自井100的烃产出的效率。
图2描绘了如图1A和图1B所示且根据本公开的实施方案的用于放置聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器组合物的方法200。首先，可将砾石充填筛管和筛管封隔器设置在具有产水区的井筒的裸眼水平段中(方框202)。如图1A和图1B所示，筛管封隔器可隔离由筛管限定的、贯穿产水区的环空井段。
可将聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器组合物在地表混合并放置在贯穿产水区的环空井段中，以形成聚氨酯泡沫-颗粒段塞，该段塞阻塞来自产水区的水产出(方框204)。例如，在一些实施方案中，可将跨式封隔器放置在产水区的任一侧，并且可使用插入井筒中的连续油管将聚氨酯泡沫-颗粒组合物泵入环空中。在一些实施方案中，可使聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器组合物固化一段时间以形成段塞。在一些实施方案中，如上文所述，聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器组合物可为聚氨酯泡沫和二氧化硅纳米颗粒(例如，作为胶体二氧化硅)。在这样的实施方案中，可如方法200中所述将聚氨酯泡沫和胶体二氧化硅在地表混合，然后泵入井下。在形成聚氨酯泡沫-颗粒段塞之后，可开始从井中生产烃(方框206)，使得通过段塞阻断来自产水区的水产出进入所生产的烃。
图3A至图3C描绘了根据本公开的实施方案，将聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器组合物放置在筛管-裸眼环空井段中，并选择性地除去一部分聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器组合物。
图3A至图3C描绘了根据本公开的实施方案的井300，井300具有在地下地层304中延伸的井筒302。井筒302包括贯穿地层304中的第一产水区308、产烃区310和第二产水区312的水平裸眼井段306。如图3A至图3C所示，产烃区310位于产水区308和产水区312之间。应当理解，来自产水区308和产水区312的水可能会进入井筒302，并降低来自井300的烃产出的效率。例如，产水区308和产水区312可包括含水层或其他地下水源，或与含水层和其他地下水源流体连通。
如图3A所示，井段300包括设置在裸眼水平段306中的砾石充填筛管314。筛管314可包括筛管封隔器316，筛管封隔器316设置在适当的井道深度处，以隔离由砾石充填筛管314限定的且贯穿第一产水区308、产烃区310和第二产水区312的环空井段318。如下文所述，可设置并选择性地除去聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器，以阻断来自产水区308和产水区312的水产出，并提高来自产烃区310的烃产出的效率。
如图3B所示，可将聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器组合物320放置在贯穿第一产水区308、产烃区310和第二产水区312的环空井段318中。例如，可在合适的井道深度处设置可膨胀跨式封隔器，以隔离井筒302中对应于环空井段318的井段。可将聚氨酯泡沫-颗粒组合物向井下泵送，以穿过筛管314并进入环空井段318。在一些实施方案中，可使聚氨酯泡沫-颗粒组合物固化一段时间。
如图3C所示，可选择性地除去贯穿产烃区310的一部分聚氨酯泡沫-颗粒组合物320，以在通向产烃区310的环空井段318中形成环形空间322(即，未堵塞的空间)，而在产水区308和产水区312与井筒302之间的环空井段318中形成环空段塞324。可使用能够降解聚氨酯泡沫的化学物质(在本文中称为“溶解剂”)除去该部分的聚氨酯泡沫-颗粒组合物320。例如，在一些实施方案中，可使用盐酸除去该部分的聚氨酯泡沫-颗粒组合物320。在其他实施方案中，可使用诸如硫酸、有机类溶剂、螯合剂或氧化剂之类的其他合适的酸或溶剂来除去该部分的聚氨酯泡沫-颗粒组合物320。在一些实施方案中，在放置化学封隔器组合物320之后，可在井筒302的适当井道深度处设置可膨胀跨式封隔器，以隔离井筒中具有待除去的一部分聚氨酯泡沫-颗粒组合物的井段。在设置可膨胀跨式封隔器之后，可将用于除去该部分的聚氨酯泡沫-颗粒组合物的化学物质注入环空井段318中。通过除去该部分的聚氨酯泡沫-颗粒组合物所形成的环形空间322可使来自产烃区310的烃产出能够进入井筒302，而环空段塞324阻断了来自第一产水区308和第二产水区312的水产出。
图4描绘了如图3A至图3C所示且根据本公开的实施方案的用于选择性地放置聚氨酯泡沫-颗粒段塞的方法400。首先，可将砾石充填筛管和筛管封隔器设置在具有位于两个产水区之间的产烃区的井筒的裸眼水平段中(方框402)。可将聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器组合物放置在贯穿产水区和产烃区的环空井段中(方框404)。例如，在一些实施方案中，可将跨式封隔器放置在产水区的任一侧，并且可使用插入井筒中的连续油管将聚氨酯泡沫-颗粒组合物泵入环空井段中。在一些实施方案中，可使聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器组合物在放入环空井段之后固化一段时间。
接下来，可选择性地除去贯穿产烃区的一部分聚氨酯泡沫-颗粒组合物，从而形成阻塞产水区的环空段塞(方框406)。例如，如上文所述，可使用盐酸或能够降解聚氨酯泡沫的其他化学物质(在本文中称为“溶解剂”)除去一部分聚氨酯泡沫-颗粒组合物。在这样的实施方案中，可在井筒的适当深度处设置可膨胀跨式封隔器，以隔离井筒中具有待除去的一部分聚氨酯泡沫-颗粒组合物的井段。在设置可膨胀跨式封隔器之后，可将用于除去该部分的聚氨酯泡沫-颗粒组合物的化学物质注入环空井段中。
在除去一部分聚氨酯泡沫-颗粒组合物并形成阻塞产水区的段塞之后，可开始从井中生产烃(方框408)，使得通过环空段塞阻断来自产水区的水产出进入所生产的烃。
图5A至图5C描绘了根据本公开的另外的实施方案，在筛管隔室(screencompartment)之间和筛管-裸眼环空中选择性地放置聚氨酯泡沫-颗粒封隔器，并且进一步示出了选择性地除去聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器组合物以利于堵水处理的引入。
图5A至图5C描绘了根据本公开的实施方案的具有在地下地层504中延伸的井筒502的井段500。井筒502包括贯穿地层504中的第一产烃区508、产水区510和第二产烃区512的水平裸眼井段506。如图5A至图5C所示，产水区510位于产水区508和产水区512之间。应当理解，来自产水区510的水可能进入井筒502，从而降低来自井500的烃产出的效率。例如，产水区510可包括含水层或其他地下水源，或与含水层或其他地下水源流体连通。在一些实施方案中，如下文所述，可将堵水处理引入产水区510中，以减少或阻断来自区域510的水产出。这种堵水处理可包括(例如)聚合物凝胶。
如图5A所示，井500包括设置在裸眼水平段506中的砾石充填筛管514。筛管514可包括筛管封隔器516，筛管封隔器设置在适当的井道深度处，以隔离贯穿第一产烃区508、产水区510和第二产烃区512的砾石充填筛管514的环空井段518。如下文所述，可设置并选择性地除去聚氨酯泡沫-颗粒化学封隔器，从而能够将堵水处理引入产水区510中，但是阻塞堵水处理进入产烃区508和产烃区512，使得产烃区508和产烃区512不受堵水处理的损害。
如图5B所示，可将聚氨酯泡沫-颗粒组合物放置在贯穿第一产烃区508、产水区510和第二产烃区512的环空井段518中。例如，可在合适的井道深度处设置可膨胀跨式封隔器，以隔离井筒502中对应于环空井段518的井段。可将聚氨酯泡沫-颗粒组合物向井下泵送，以穿过筛管514并进入环空井段518。在一些实施方案中，可使聚氨酯泡沫-颗粒组合物固化一段时间。
如图5B和图5C所示，可选择性地除去贯穿产水区510的一部分聚氨酯泡沫-颗粒组合物520，以在通向产水区510的环空井段518中形成环形空间522(即，未堵塞的空间)，而在产烃区508和产烃区510与井筒502之间的环空井段518中形成环空段塞524。可使用能够降解聚氨酯泡沫的化学物质(在本文中称为“溶解剂”)除去该部分的聚氨酯泡沫-颗粒组合物520。例如，在一些实施方案中，可使用盐酸除去该部分的聚氨酯泡沫-颗粒组合物520。在其他实施方案中，可使用诸如硫酸、有机类溶剂、螯合剂或氧化剂之类的其他合适的酸或溶剂来除去该部分的聚氨酯泡沫-颗粒组合物520。在一些实施方案中，在形成环空段塞524之后，可在井筒502的适当深度处设置可膨胀跨式封隔器，以隔离井筒中具有待除去的一部分聚氨酯泡沫-颗粒组合物的井段。在设置可膨胀跨式封隔器之后，可将用于除去该部分的聚氨酯泡沫-颗粒组合物的化学物质注入环空井段518中。通过除去该部分的聚氨酯泡沫-颗粒组合物所形成的环形空间522可将堵水处理引入产水区510中，而环空段塞524阻断了将堵水处理引入第一产烃区508和第二产烃区512中。
图6描绘了如图5A至图5C所示且根据本公开的实施方案的用于选择性地放置聚氨酯泡沫-颗粒段塞的方法600。首先，可将砾石充填筛管和筛管封隔器设置在具有位于两个产烃区之间的产水区的井筒的裸眼水平段中(方框602)。可将聚氨酯泡沫-颗粒组合物放置在贯穿产水区和产烃区的环空井段中(方框604)。例如，在一些实施方案中，可将跨式封隔器放置在产烃区的任一侧，并且可使用插入井筒中的连续油管将聚氨酯泡沫-颗粒组合物泵入环空井段中。
接下来，可选择性地除去贯穿产水区的一部分聚氨酯泡沫-颗粒组合物，从而形成阻塞产烃区的聚氨酯泡沫-颗粒段塞(方框606)。例如，如上文所述，可使用盐酸或能够降解聚氨酯泡沫的其他化学物质(在本文中称为“溶解剂”)除去一部分聚氨酯泡沫-颗粒组合物。在这样的实施方案中，可在井筒的适当深度处设置可膨胀跨式封隔器，以隔离井筒中具有待除去的一部分聚氨酯泡沫-颗粒组合物的井段。在设置可膨胀跨式封隔器之后，可将用于除去该部分的聚氨酯泡沫-颗粒组合物的化学物质注入环空井段中。
在除去一部分聚氨酯泡沫-颗粒组合物并形成阻塞产烃区的段塞之后，可将堵水处理引入产水区中(方框608)。例如，可将聚合物凝胶引入产水区以封堵来自该区域的水产出。这种堵水处理可包括聚合物凝胶和其他成分，如交联剂和用于混合的流体(比如水)。
实施例
本公开包括以下实施例，以说明本公开的实施方案。本领域技术人员应当理解，在下面的实施例中公开的技术和组合物代表了在实施本公开中发现的具有良好作用的技术和组合物，因此可以认为这些技术和组合物构成了本公开的实施方式。然而，根据本公开，本领域技术人员应当理解，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下，对所公开的特定实施方案进行许多改变，并且仍可获得相同或相似的结果。
使用通常用于密封空调管道的多用途聚氨酯泡沫进行实验。各实验均使用60毫米(ml)的塑料注射器，该注射器具有内径为约25mm的塑料针筒。在一个实验中，将聚氨酯泡沫置于塑料针筒中，并在室温下固化约24小时后形成圆柱形段塞。图7为通过固化聚氨酯泡沫而形成在针筒中的圆柱形段塞的照片700。在另一个实验中，将聚氨酯泡沫置于由塑料针筒和筛管限定的环空中，以模拟筛管-套管环空。使聚氨酯泡沫在室温下固化约24小时后，形成了环空段塞。图8为通过固化聚氨酯泡沫而形成在筛管-针筒环空中的环空段塞的照片800。
使用混合有胶体二氧化硅纳米颗粒的聚氨酯泡沫和填充有混合有微米级砂粒的聚氨酯泡沫进行另外的实验。胶体二氧化硅纳米颗粒从荷兰Amsterdam的AkzoNobel获得。微米级颗粒为从沙漠砂获得的直径为约500微米的砂粒。在一个实验中，将10克(g)的二氧化硅纳米颗粒与60ml的聚氨酯泡沫混合。将混合有二氧化硅纳米颗粒的聚氨酯泡沫置于塑料注射器中，并通过将注射器的活塞推入一半，从而将混合物进一步压实以降低孔隙率。在室温下固化约24小时后，形成了直径为约25mm，长度为约50mm的圆柱形段塞。图9为通过固化混合有二氧化硅纳米颗粒的聚氨酯泡沫而形成的圆柱形段塞的照片900。如图9所示，与图7所示的由聚氨酯泡沫形成的段塞相比，由混合有二氧化硅纳米颗粒的聚氨酯泡沫形成的段塞具有降低的孔隙率。
在另一个实验中，将10g的砂粒与60ml的聚氨酯泡沫混合。将混合有直径为约500微米的砂粒的聚氨酯泡沫置于塑料注射器中，并通过推动注射器的活塞进一步压实混合物以降低孔隙率。在室温下固化约24小时后，形成了直径为约25mm，长度为约20mm的圆柱形段塞。图10为通过固化混合有二氧化硅纳米颗粒的聚氨酯泡沫而形成的圆柱形段塞的照片1000。如图10所示，与图7所示的由聚氨酯泡沫形成的段塞相比，由混合有500微米级的纳米颗粒的聚氨酯泡沫形成的段塞具有降低的孔隙率。
在本公开中，范围可表示为从大约一个特定值、到大约另一个特定值、或这两者。当表达这样的范围时，应当理解，另一个实施方案是从一个特定值、到另一个特定值、或这两者，以及在所述范围内的所有组合。
鉴于本说明书，本公开的各个方面的进一步修改和可选的实施方案对于本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，本说明书应被解释为仅是说明性的，并且是为了教导本领域技术人员实施本公开中描述的实施方案的一般方式。应当理解，本公开中所示和所述的形式将被视为实施方案的示例。本公开中所示和所述的元件和材料可被替代，部件和步骤可被颠倒或省略，并且某些特征可被独立地利用，所有这些对于受益于本说明书的本领域技术人员而言将是显而易见的。在不脱离如所附权利要求书所述的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开所述的元件进行改变。本公开所述的标题仅用于组织目的，并且不意味着用于限制说明书的范围。
Claims (25)
1.一种在地下井中生产烃的方法，该方法包括：
在水平井筒中设置筛管，所述筛管限定所述井筒的内表面与所述筛管之间的环空，所述环空具有贯穿地层中的产液区的井段；
在所述井筒的所述内表面与所述筛管之间的、贯穿所述产液区的环空井段中放置化学封隔器组合物，所述化学封隔器组合物包含：
聚氨酯泡沫；和
多个颗粒；
其中所述化学封隔器组合物在所述环空井段中形成段塞。
2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多个颗粒包括多个二氧化硅颗粒，所述多个二氧化硅颗粒的每一个的直径在1纳米(nm)至150nm的范围内。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述多个颗粒包括多个砂粒，所述多个砂粒的每一个的直径在1微米(μm)至约1000μm的范围内。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述产液区包括产水区。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述产液区包括产烃区。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括通过将溶解剂引入所述井筒中以接触所述段塞，从而除去所述段塞。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述溶解剂包括酸、有机溶剂、螯合剂或氧化剂。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述井筒的所述内表面与所述筛管之间的、贯穿所述产液区的所述环空井段中放置所述化学封隔器组合物包括：
将可膨胀跨式填料插入所述井筒的足以隔离所述井筒的贯穿产水区的井段的井道深度处；
将连续油管插入所述井筒；以及
经由所述连续油管将所述化学封隔器组合物泵入所述环空井段。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述筛管包括砾石充填筛管。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括使所述聚氨酯泡沫和所述多个颗粒在地表混合以形成所述化学封隔器组合物，然后在所述井筒的所述内表面与所述筛管之间的、贯穿所述产液区的所述环空井段中放置所述化学封隔器组合物。
11.一种在地下井中生产烃的方法，该方法包括：
在水平井筒中设置筛管，所述筛管限定所述井筒的内表面与所述筛管之间的环空，所述环空具有贯穿地层中的第一产液区、第二产液区和第三产液区的井段，所述第二产液区位于所述第一产液区和所述第三产液区之间；
在所述井筒的所述内表面与所述筛管之间的、贯穿所述第一产液区、所述第二产液区和所述第三产液区的所述环空井段中放置化学封隔器组合物，所述化学封隔器组合物包含：
聚氨酯泡沫；和
多个颗粒；
选择性地除去贯穿所述第二产液区的一部分化学封隔器组合物，使得所述化学封隔器组合物形成阻塞所述第一产液区与所述井筒之间流体流动的第一环空段塞和阻塞所述第三产液区与所述井筒之间流体流动的第二环空段塞。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述多个颗粒包括多个二氧化硅颗粒，所述多个二氧化硅颗粒的每一个的直径在1纳米(nm)至150nm的范围内。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述多个颗粒包括多个砂粒，所述多个砂粒的每一个的直径在1微米(μm)至约1000μm的范围内。
14.根据权利要求11、12或13所述的方法，包括通过将溶解剂引入所述井筒以接触一部分的所述化学封隔器组合物，从而选择性地除去该部分的所述化学封隔器组合物。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述溶解剂包括酸、有机溶剂、螯合剂或氧化剂。
16.根据权利要求11、12、13、14或15所述的方法，其中在所述井筒的所述内表面与所述筛管之间的、贯穿所述第一产液区、所述第二产液区和所述第三产液区的所述环空井段中放置所述化学封隔器组合物包括：
将可膨胀跨式填料插入所述井筒的足以隔离所述井筒的贯穿产水区的井段的井道深度处；
将连续油管插入所述井筒；以及
经由所述连续油管将所述化学封隔器组合物泵入所述井筒的所述内表面与所述筛管之间的所述环空井段。
17.根据权利要求11、12、13、14、15或16所述的方法，其中所述筛管包括砾石充填筛管。
18.根据权利要求11、12、13、14、15、16或17所述的方法，包括使所述聚氨酯泡沫和所述多个颗粒在地表混合以形成所述化学封隔器组合物，然后在所述井筒的所述内表面与所述筛管之间的、贯穿第一产液区、第二产液区和第三产液区的环空井段中放置所述化学封隔器组合物。
19.根据权利要求11、12、13、14、15、16、17或18所述的方法，其中所述第一产液区包括第一产水区，所述第二产液区包括产烃区，并且所述第三产液区包括第二产水区，使得所述第一环空段塞阻塞所述第一产水区与所述井筒之间的流体流动，并且所述第二环空段塞阻塞所述第二产水区与所述井筒之间的流体流动。
20.根据权利要求11、12、13、14、15、16、17、18或19所述的方法，其中所述第一产液区包括第一产烃区，所述第二产液区包括产水区，并且所述第三产液区包括第二产烃区，使得所述第一环空段塞形成在所述第一产烃区与所述井筒之间，并且所述第二环空段塞形成在所述第二产烃区与所述井筒之间。
21.根据权利要求20所述的方法，包括：将堵水处理引入所述产水区中，使得所述第一环空段塞阻塞向所述第一产烃区中引入所述堵水处理，并且所述第二环空段塞阻塞向所述第二产烃区中引入所述堵水处理。
22.一种化学封隔器组合物，包含：
聚氨酯泡沫；和
多个颗粒。
23.根据权利要求22所述的化学封隔器组合物，其中所述多个颗粒包括多个二氧化硅颗粒，所述多个二氧化硅颗粒的每一个的直径在1纳米(nm)至150nm的范围内。
24.根据权利要求22或23所述的化学封隔器组合物，其中所述多个颗粒包括多个砂粒，所述多个砂粒的每一个的直径在1微米(μm)至约1000μm的范围内。
25.根据权利要求22、23或24所述的化学封隔器组合物，其中所述化学封隔器组合物在与溶解剂接触时是可溶解的。
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