CN111963099A - 一种下古生界天然气井修井暂堵树脂体系施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种下古生界天然气井修井暂堵树脂体系施工方法，通过凝胶占位，树脂在井筒内固化封固，达到了临时暂堵与长时间封固相结合的目的。其具有耐压稳定、耐压高、施工简单、安全性强等特点，兼顾治理管外固井质量不佳和套管带压，恢复产能周期短、工艺简便，尤其对于需要长时间大修的气井是一种可靠的暂堵压井体系。对于封堵旧层，开采新层气井方便实用，工序简单；对于修井后复产老层，可达到封堵产能不足老缝，压裂新缝提高原井产量。可通过树脂良好的注入性，封堵管外气窜孔道，降低风险，恢复井筒完整性。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采领域，特别涉及一种下古生界天然气井修井暂堵树脂体系施工方法。
背景技术
长庆气田下古生界气层是以裂缝—溶蚀孔(洞)为主的层状碳酸盐岩气藏，具有低压、低渗的特征，层间差异明显，非均质程度较严重，基质渗透率1-5mD，平均地层温度105.1℃，在长期开采下，地层压力衰竭过快，在修完井过程中，正压差过大导致压井液漏失，特别是裂缝发育地层，往往出现恶性漏失，导致复产困难。目前，工区已使用过清水、盐水、增粘型修井液及绒囊修井液，但盐水及清水型漏失严重，返排周期长，产能恢复慢甚至无法恢复。目前绒囊修井液在长庆气田有所使用，虽然漏失较少，但稳定时间短、成本高以及存在返排困难问题。
中国专利号：CN 103775023 B公开了一种低压油气井压井作法，以碱性胍胶液及油溶性暂堵剂为堵漏材料进行气井压井作业；中国专利号：104531105 B公开了一种低压砂岩储层气井的暂堵修井液及配制方法，用醇基压井液与纤维进行气井暂堵；中国专利号：CN104498007 B公开了一种用于低压气井修井的低伤害暂堵凝胶及制备方法，以聚丙烯酰胺为基液，金属交联冻胶进行低压气井压井；中国专利号： CN 104946221 B公开了一种低密度低伤害压井液，公开了以硅酸盐、膨润土体系为主的屏蔽暂堵体系；中国专利号： CN105062443 B公开了一种油溶性暂堵剂及其制备方法，公开了碳五石油树脂、松香树脂、酚醛树脂体系，解决高温漏失问题；中国专利号： CN 105670584 B公开了一种适合于低渗低压气井修井的暂堵型压井流体及制备方法，公开了表活剂清洁交联体系；中国专利号：CN108690585 B公开了天然气井用绒囊压井液，公开了一种能够有较强的抗盐、抗钙能力，可有效暂堵地层的暂堵体系。这几类的暂堵体系对于下古生界裂缝性气藏的暂堵作业，显然会因为漏失量大显得力不从心。
发明内容
为了克服现有稳定期短、成本高及漏失量大的问题，本发明提供一种下古生界天然气井修井暂堵树脂体系施工方法，本发明提供的施工方法具有耐压稳定、耐压高、施工简单、漏失量校和安全性强的特点。
本发明采用的技术方案为：
一种下古生界天然气井修井暂堵树脂体系施工方法，具体步骤为：
步骤一，根据气井产气量和地层漏失情况，采用凝胶体系进行降漏初步封堵,循环1-2个井筒容积，观察返出液无气泡；
步骤二，将液态的树脂体系正替至射孔段以上10米处，关闭套管闸门，正挤树脂体系，将树脂塞面留至井筒内射孔段以上2米处，停泵，侯凝24-48小时。
步骤三，开井，探塞面，起管柱修井；
步骤四，进行复产。
所述的步骤一中，凝胶体系为堵漏占位凝胶体系基液，按质量比组成如下：0.5%-0.7%羟丙基胍胶或聚丙烯酰胺，0.3%-0.6%交联剂，3-5%固相，其余为水；其配制方法为：先配制基液，按比例在水中加入羟丙基胍胶或聚丙烯酰胺，溶胀2-3小时，再加入固相，搅拌10-25分钟，泵入井筒前按比例加入交联剂，或者在泵车内加入比例中的交联剂混合后泵入井筒。
所述的交联剂为有机硼或柠檬酸铝。
所述的固相为核桃壳，核桃壳最大直径为1-3mm。
所述的步骤四中，复产步骤为：完成修井后，若是进行新层生产，直接下压裂管柱，压裂后完井生产；若是圈层段复产，步骤如下：
第一步，用磨鞋钻磨管柱，将井筒灌满凝胶；
第二步，将井筒内树脂塞钻磨至井底；
第三步，在原层段射孔，压裂新缝，下生产管柱完井生产。
所述的步骤二中，树脂体系由以下按质量比组成：酚醛环氧树脂100份；固化剂10-20份；聚乙烯醇缩丁醛8-15份。
所述的固化剂为三氟化硼乙胺。
本发明的有益效果为：
本发明通过凝胶占位，树脂体系在井筒内固化封固，使得气井修井更加安全，尤其对于需要长时间大修气井安全有保障。
本发明对于封堵旧层，开采新层气井方便实用，工序简单；对于修井后复产老层，可达到封堵产能不足老缝，压裂新缝提高原井产量。
本发明可通过树脂良好的注入性，封堵管外气窜孔道，降低风险，恢复井筒完整性。
本发明使用的原料易得，制备过程简单。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有稳定期短、成本高及漏失量大的问题，本发明提供一种下古生界天然气井修井暂堵树脂体系施工方法，本发明提供的施工方法具有耐压稳定、耐压高、施工简单、漏失量校和安全性强的特点。
一种下古生界天然气井修井暂堵树脂体系施工方法，具体步骤为：
步骤一，根据气井产气量和地层漏失情况，采用凝胶体系进行降漏初步封堵,循环1-2个井筒容积，观察返出液无气泡；
步骤二，将液态的树脂体系正替至射孔段以上10米处，关闭套管闸门，正挤树脂体系，将树脂塞面留至井筒内射孔段以上2米处，停泵，侯凝24-48小时。
步骤三，开井，探塞面，起管柱修井；
步骤四，进行复产。
本发明通过凝胶占位，树脂体系在井筒内固化封固，使得气井修井更加安全，尤其对于需要长时间大修气井安全有保障。本发明可通过树脂良好的注入性，封堵管外气窜孔道，降低风险，恢复井筒完整性。
本发明对于封堵旧层，开采新层气井方便实用，工序简单；对于修井后复产老层，可达到封堵产能不足老缝，压裂新缝提高原井产量。
实施例2：
基于实施例1的基础上，本实施例中，优选地，所述的步骤一中，凝胶体系为堵漏占位凝胶体系基液，按质量比组成如下：0.5%-0.7%羟丙基胍胶或聚丙烯酰胺，0.3%-0.6%交联剂，3-5%固相，其余为水；其配制方法为：先配制基液，按比例在水中加入羟丙基胍胶或聚丙烯酰胺，溶胀2-3小时，再加入固相，搅拌10-25分钟，泵入井筒前按比例加入交联剂，或者在泵车内加入比例中的交联剂混合后泵入井筒。
优选地，所述的交联剂为有机硼或柠檬酸铝。
优选地，所述的固相为核桃壳，核桃壳最大直径为1-3mm。
优选地，所述的步骤四中，复产步骤为：完成修井后，若是进行新层生产，直接下压裂管柱，压裂后完井生产；若是圈层段复产，步骤如下：
第一步，用磨鞋钻磨管柱，将井筒灌满凝胶；
第二步，将井筒内树脂塞钻磨至井底；
第三步，在原层段射孔，压裂新缝，下生产管柱完井生产。
优选地，所述的步骤二中，树脂体系由以下按质量比组成：酚醛环氧树脂100份；固化剂10-20份；聚乙烯醇缩丁醛8-15份。
所述树脂体系配制：将酚醛环氧树脂和其他助剂依次加入容器，搅拌均匀即可。
树脂体系性能：常温（20℃）为液态，温度超过80℃在24小时内固化，抗压强度115MPa，与套管粘接力大于50 MPa，与岩心粘接力大于30 MPa，气密性好。
优选地，所述的固化剂为三氟化硼乙胺。
本发明通过凝胶占位，树脂体系在井筒内固化封固，达到了临时暂堵与长时间封固相结合的目的。其具有耐压稳定、耐压高、施工简单、安全性强的特点，兼顾治理管外固井质量不佳和套管带压，恢复产能周期短、工艺简便，尤其对于需要长时间大修的气井是一种可靠的暂堵压井体系。
本发明对于封堵旧层，开采新层气井方便实用，工序简单；对于修井后复产老层，可达到封堵产能不足老缝，压裂新缝提高原井产量。可通过树脂良好的注入性，封堵管外气窜孔道，降低风险，恢复井筒完整性。本发明通过凝胶占位，树脂体系在井筒内固化封固，使得气井修井更加安全，尤其对于需要长时间大修气井安全有保障。本发明使用的原料易得，制备过程简单。
实施例3：
基于实施例1或2的基础上，本实施例中，对下古气井A井进行压井修井作业，该井产气量0.3万方/天，井深3021米。
第一，配制凝胶体系40方，基液：0.5%羟丙基胍胶，交联剂：0.3%有机硼，固相3%核桃壳，其余为水。
第二，配制树脂体系堵剂：酚醛环氧树脂F44，100份；固化剂采用三氟化硼乙胺10份；聚乙烯醇缩丁醛8份。配制：将酚醛环氧树脂和其他助剂依次加入容器，搅拌均匀即可。
第三，正循环凝胶体系1个井容，观察套管返出液无气泡。
第四，将液态的树脂体系正替至射孔段以上10米处，关闭套管闸门，正挤树脂体系，将树脂塞面留至井筒内射孔段以上2米处，停泵，侯凝24-48小时。
第五，开井，探塞面，起管柱修井。
完成修井后，该井对上部新层生产，直接下压裂管柱，压裂后完井生产。
将所制得的树脂体系在模具中固化成为直径为4.70 mm、高度为7-8 mm左右的样品，利用Zwick/Roell Z020万能材料试验机分析封堵材料的压缩力学性能。参照国标要求，所注塑样条的尺寸为圆柱形，压缩速率为5 mm/min，测试温度为室温。基于力学性能测试，得到压缩应力-应变曲线。在压缩应力-应变曲线上，应力的最大值可表示材料的抗压强度。本实施例中提供的树脂体系在85℃时套管修复材料的力学性能参数，其抗压强度达120MPa。
实施例4：
基于实施例1或2的基础上，本实施例中，对下古气井B井进行压井修井作业，该井产气量0.5万方/天，井深3516米。
一、配制凝胶体系50方，基液：0.5%聚丙烯酰胺，交联剂：0.3%柠檬酸铝，固相5%核桃壳，其余为水。
二、配制树脂堵剂：酚醛环氧树脂F44，100份；固化剂采用三氟化硼乙胺15份；聚乙烯醇缩丁醛10份。配制：将酚醛环氧树脂和其他助剂依次加入容器，搅拌均匀即可。
三、正循环凝胶体系1个井容，观察套管返出液无气泡，然后将液态树脂正替至射孔段以上10米处，关闭套管闸门，正挤树脂体系，将树脂塞面留至井筒内射孔段以上2米处，停泵，侯凝24-48小时。开井，探塞面，起管柱修井。
完成修井后，该井对原层复产，在原层进行射孔，下压裂管柱，压裂后完井生产，复产后产气量0. 8万方/天。
候凝时间（waiting on cement，WOC），表征的是树脂从初始状态到不流动、形状完全固定时的时间。将其置于一定温度的烘箱中进行固化，每隔一段时间（15min）观察一次，查看流态是否发生变化，直到倾斜时树脂不发生变形、流动，记为候凝时间。
固化时间（curing time，CT），表征的是从引发剂加入后树脂从液体变成具有一定力学强度和使用性能的固体所需的时间。将加入引发剂的树脂体系放入设置为一定温度的烘箱进行固化，待其停止流动、并且用镊子轻轻戳动而不至于戳破表面，记录下相应的时间，此即固化时间。
表1优选配方的套管修复材料的固化行为
| 型号 | 适用温度（℃） | 候凝时间（h） | 固化时间（h） |
| 实施例3树脂体系 | 85 | 2 | 5 |
| 实施例4 树脂体系 | 90 | 1.5 | 6 |
胶结强度
液态交联树脂在修复套管时，若与套管粘结不牢，会导致固化后材料在液体流的冲击下，逐渐松动、脱落，从而造成修复失效。因此，测试液态交联树脂与岩芯和钢片的胶结强度尤为必要。
将岩芯通过套管修复材料粘接起来进行拉伸测试，最终粘接处完好而岩芯断裂，证明材料与岩芯具有良好的粘接效果，粘接力35 MPa
表2老化前后套管修复材料粘接铁片的力学性能变化
| 拉伸强度（MPa） | |
| 实施例3 | 52 |
| 实施例4 | 55 |
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围，均属于本发明保护范围。本发明中未详细描述的试剂实验及其方法步骤均为现有技术，本发明中将不再进行进一步的说明。
Claims (7)
1.一种下古生界天然气井修井暂堵树脂体系施工方法，其特征在于：具体步骤为：
步骤一，根据气井产气量和地层漏失情况，采用凝胶体系进行降漏初步封堵,循环1-2个井筒容积，观察返出液无气泡；
步骤二，将液态的树脂体系正替至射孔段以上10米处，关闭套管闸门，正挤树脂体系，将树脂塞面留至井筒内射孔段以上2米处，停泵，侯凝24-48小时；
步骤三，开井，探塞面，起管柱修井；
步骤四，进行复产。
2.根据权利要求1所述的一种下古生界天然气井修井暂堵树脂体系施工方法，其特征在于：所述的步骤一中，凝胶体系为堵漏占位凝胶体系基液，按质量比组成如下：0.5%-0.7%羟丙基胍胶或聚丙烯酰胺，0.3%-0.6%交联剂，3-5%固相，其余为水；其配制方法为：先配制基液，按比例在水中加入羟丙基胍胶或聚丙烯酰胺，溶胀2-3小时，再加入固相，搅拌10-25分钟，泵入井筒前按比例加入交联剂，或者在泵车内加入比例中的交联剂混合后泵入井筒。
3.根据权利要求2所述的一种下古生界天然气井修井暂堵树脂体系施工方法，其特征在于：所述的交联剂为有机硼或柠檬酸铝。
4.根据权利要求2所述的一种下古生界天然气井修井暂堵树脂体系施工方法，其特征在于：所述的固相为核桃壳，核桃壳直径为1-3mm。
5.根据权利要求1所述的一种下古生界天然气井修井暂堵树脂体系施工方法，其特征在于：所述的步骤四中，复产步骤为：完成修井后，若是进行新层生产，直接下压裂管柱，压裂后完井生产；若是圈层段复产，步骤如下：
第一步，用磨鞋钻磨管柱，将井筒灌满凝胶；
第二步，将井筒内树脂塞钻磨至井底；
第三步，在原层段射孔，压裂新缝，下生产管柱完井生产。
6.根据权利要求1所述的一种下古生界天然气井修井暂堵树脂体系施工方法，其特征在于：所述的步骤二中，树脂体系由以下按质量比组成：酚醛环氧树脂100份；固化剂10-20份；聚乙烯醇缩丁醛8-15份。
7.根据权利要求6所述的一种下古生界天然气井修井暂堵树脂体系施工方法，其特征在于：所述的固化剂为三氟化硼乙胺。
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