CN114033331A - 绳结式暂堵剂和暂堵方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种绳结式暂堵剂和暂堵方法。其中，绳结式暂堵剂包括绳结结构，绳结结构具有顺次连接的结体、绳体和绳端，结体为单绳绳结或多绳绳结，绳端由绳体远离结体的一端拆解形成，并呈发散状。本发明解决了现有技术中的暂堵剂的暂堵效果差的问题。

Description

绳结式暂堵剂和暂堵方法

技术领域

本发明涉及油气开采工程技术领域，具体而言，涉及一种绳结式暂堵剂和暂堵方法。

背景技术

目前，新增储量的60％以上是低渗透难动用储量，页岩油气、致密油气等非常规油气开采正越来越成为开发的主要对象。压裂和酸化储层改造技术是开采这类非常规油气藏的主要手段，而分段压裂和酸化改造技术是实现储层针对性改造的必经途径。

实现分段改造的现有技术通常分为机械方法和化学方法。机械方法中常用的工具为封隔器或桥塞，一方面产品价格昂贵，且在施工过程中容易造成砂卡事故，需大修，大修失败，井往往报废，另一方面，对于发生套变的井也无法下入有效的机械封隔工具。化学方法中常用的是暂堵剂，目前油田常用的暂堵剂是纤维和不同大小水溶性颗粒，其中应用最广泛的为聚合物和封堵小球，其中聚合物暂堵剂由于其牢固的化学交联网络结构，封堵效果良好，但存在着破胶慢甚至难以破胶的现象，返排不彻底，会对地层造成一定程度的伤害，且聚合物暂堵剂耐温性能低，溶解时间不好控制，仅适用于埋深较浅、井底温度较低的油气井；封堵小球具有封堵强度高，变形小的特点，在直井中应用时易脱落、封堵效果差，在水平井中应用时容易在水平段井筒内形成堆积，无法对水平段上部孔眼形成有效封堵。

一发明专利申请CN105441050A“一种功能桥粒暂堵剂及其制备方法”中提出的功能桥粒度暂堵剂可自行调节结构或形状，在漏失通道快速架桥，最大限度地占据储层储渗空间，形成暂堵。另一发明专利申请CN103615228A“可降解纤维缝内暂堵压裂工艺”中提到一种可降解纤维与线性胶和支撑剂作为缝内暂堵压裂液，形成分支缝。

上述暂堵技术基本上是基于暂堵颗粒或纤维在缝内或缝口(炮眼)摩擦积累(或架桥富集)形成桥堵，而积累或富集是一个模糊过程，既无法确定暂堵时机和位置，也因有暂堵剂流失问题，导致通过积累形成暂堵的厚度不能确定，那么暂堵的强度和效果就难以保证，从而影响后续压裂开新缝。另外，传统上的暂堵压裂技术基本上是根据地面施工压力的变化来确定暂堵剂的加量，那么在地面上就要提前超量预备，造成浪费。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种绳结式暂堵剂和暂堵方法，以解决现有技术中的暂堵剂的暂堵效果差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种绳结式暂堵剂，包括绳结结构，绳结结构具有顺次连接的结体、绳体和绳端，结体为单绳绳结或多绳绳结，绳端由绳体远离结体的一端拆解形成，并呈发散状。

进一步地，绳端的长度可调节设置，且绳端与绳体的长度比为3:1～4:1。

进一步地，绳结结构由可降解材料或不可降解材料制成。

进一步地，绳结式暂堵剂还包括外壳，外壳包覆在绳结结构外侧，外壳由可降解材料制成。

进一步地，外壳为球形或胶囊形。

进一步地，绳结结构和/或外壳表面涂有保护层，保护层可减缓绳结结构和/或外壳的降解速度。

根据本发明的另一方面，提供了一种暂堵方法，采用上述的绳结式暂堵剂，暂堵方法包括：准备预定量的绳结式暂堵剂，安装地面送剂系统；判断绳结式暂堵剂是否具有外壳，并根据绳结式暂堵剂是否具有外壳选择不同的方式将绳结式暂堵剂送入井底对目的位置进行暂堵；检验暂堵效果，若暂堵效果差，则重复送入绳结式暂堵剂，直到满足暂堵要求；关闭送剂系统，暂堵操作完成。

进一步地，预定量的绳结式暂堵剂的数目是需要封堵位置数目的1～5倍。

进一步地，在将绳结式暂堵剂送入井底对目的位置进行暂堵时，若绳结式暂堵剂具有外壳，则将绳结式暂堵剂预置在地面管汇内；启动三缸泵注入顶替液将绳结式暂堵剂顶替到高压管汇橇内，绳结式暂堵剂的外壳在变径阀处破坏，外壳与包裹的绳结式暂堵剂的绳结结构送入井底对目的位置进行暂堵。

进一步地，在将绳结式暂堵剂送入井底对目的位置进行暂堵时，若绳结式暂堵剂不具有外壳，则将绳结式暂堵剂放在填料口等待投料；通过填料口投入绳结式暂堵剂，启动三缸泵注入顶替液将绳结式暂堵剂顶替到高压管汇撬内，继而送入井底对目的位置进行暂堵。

应用本发明的技术方案，通过设置有绳结结构，利用绳结结构的自身结构特点，即结体部分的体积较大，当将绳结式暂堵剂送入井筒中时，结体部分即可将射孔孔眼处进行暂堵，从而实现暂堵效果。绳体和绳端两部分与结体之间采用一体设计，形成一体式的绳结式暂堵剂，暂堵效果更好，能够保证结体的可靠性。本实施例的绳结式暂堵剂相比于传统暂堵剂具有以下优点：传统的暂堵剂需要封堵一定深度的射孔孔眼才会起到效果，而本实施例的绳结式暂堵剂用量少，与被封堵孔眼基本是1：1的用量设计；传统的暂堵剂需要多种粒径、多形态的掺混复合封堵，很难保证在射孔孔眼处的封堵效果，本实施例的绳结式暂堵剂一体设计，封堵效果更好，且能封堵不同形状的射孔孔眼；传统的暂堵剂施工时需要大粒径球、纤维/微末分开投放，至少要两处投放，而本实施例的绳结式暂堵剂工艺流程更简化，在一处投放即可；本实施例的绳结式暂堵剂根据需要可以实现自降解，对储层伤害小，并且可以预制，运输方便。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的绳结式暂堵剂不具有外壳时的结构示意图；

图2示出了本发明的绳结式暂堵剂具有球形的外壳时的结构示意图；

图3示出了本发明的绳结式暂堵剂具有胶囊形的外壳时的结构示意图；

图4示出了本发明的暂堵方法的流程图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、结体；20、绳体；30、绳端；40、外壳。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中的暂堵剂的暂堵效果差的问题，本发明提供了一种绳结式暂堵剂和暂堵方法。

如图1所示的一种绳结式暂堵剂，包括绳结结构，绳结结构具有顺次连接的结体10、绳体20和绳端30，结体10为单绳绳结或多绳绳结，绳端30由绳体20远离结体10的一端拆解形成，并呈发散状。

本实施例通过设置有绳结结构，利用绳结结构的自身结构特点，即结体10部分的体积较大，当将绳结式暂堵剂送入井筒中时，结体10部分即可将射孔孔眼处进行暂堵，从而实现暂堵效果。绳体20和绳端30两部分与结体10之间采用一体设计，形成一体式的绳结式暂堵剂，暂堵效果更好，能够保证结体10的可靠性。本实施例的绳结式暂堵剂相比于传统暂堵剂具有以下优点：传统的暂堵剂需要封堵一定深度的射孔孔眼才会起到效果，而本实施例的绳结式暂堵剂用量少，与被封堵孔眼基本是1：1的用量设计；传统的暂堵剂需要多种粒径、多形态的掺混复合封堵，很难保证在射孔孔眼处的封堵效果，本实施例的绳结式暂堵剂一体设计，封堵效果更好，且能封堵不同形状的射孔孔眼；传统的暂堵剂施工时需要大粒径球、纤维/微末分开投放，至少要两处投放，而本实施例的绳结式暂堵剂工艺流程更简化，在一处投放即可；本实施例的绳结式暂堵剂根据需要可以实现自降解，对储层伤害小，并且可以预制，运输方便。

在本实施例中，绳端30的长度可调节设置，且绳端30与绳体20的长度比为3:1～4:1。

可选地，绳结结构由可降解材料或不可降解材料制成。可降解材料可以是自降解的，也可以是通过某些条件实现降解。例如，材料通过与酸反应，电化学作用，暴露于某些类型的辐射或者升高温度实现降解。自降解材料包括聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、无水硼化合物(如无水氧化硼和无水硼酸钠)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙酸乙烯酯(PVAc)、聚环氧乙烷等等。酸可降解材料包括尼龙、与碳酸钙混合的尼龙纤维等。电化学作用降解的材料包括镁合金、铝合金等。辐射可降解材料可以是暴露于特定类型的辐射，例如电磁辐射(Gamma射线)或“核”粒子(Gamma、β、α或中子)。不可降解材料可通过抽汲、刮除、循环、铣削等机械方式移除。

如图2和图3所示，可选地，绳结式暂堵剂还包括外壳40，外壳40包覆在绳结结构外侧，外壳40由可降解材料或可溶解材料制成。温度可降解材料可以是较低熔点的蜡(例如石蜡，植物蜡等)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、无规聚丙烯等。

绳结式暂堵剂的外壳40可以根据需要选择性地设置，根据绳结式暂堵剂是否具有外壳40，其具体的工艺方法也有所不同。

可选地，外壳40为球形或胶囊形。优选设置为球形。

在本实施例中，绳结结构和/或外壳40表面涂有保护层，如硬脂酸钙，保护层可减缓绳结结构和/或外壳40的材料与水的反应降解速度，控制降解时间。

本实施例的绳结式暂堵剂适用工况不限，可用于转向压裂，例如直井分层压裂、水平井分段压裂或老井重复压裂等储层改造工艺；可用于修井暂堵，针对地层能量衰竭、压力亏空射孔完成井，替代不压井作业装备；可用于井筒承压测试，针对老井生产井，用暂堵方式屏蔽储层，做井筒承压测试。

如图4所示，本实施例还提供了一种暂堵方法，采用上述的绳结式暂堵剂，暂堵方法包括：准备预定量的绳结式暂堵剂，安装地面送剂系统；判断绳结式暂堵剂是否具有外壳40，并根据绳结式暂堵剂是否具有外壳40选择不同的方式将绳结式暂堵剂送入井底对目的位置进行暂堵；检验暂堵效果，若暂堵效果差，则重复送入绳结式暂堵剂，直到满足暂堵要求；关闭送剂系统，暂堵操作完成。

具体而言，在将绳结式暂堵剂送入井底对目的位置进行暂堵时，若绳结式暂堵剂具有外壳40，则将绳结式暂堵剂预置在地面管汇内；启动三缸泵注入顶替液将绳结式暂堵剂顶替到高压管汇橇内，绳结式暂堵剂的外壳40在变径阀处破坏，外壳40与包裹的绳结式暂堵剂的绳结结构送入井底对目的位置进行暂堵。若绳结式暂堵剂不具有外壳40，则将绳结式暂堵剂放在填料口等待投料；通过填料口投入绳结式暂堵剂，启动三缸泵注入顶替液将绳结式暂堵剂顶替到高压管汇撬内，继而送入井底对目的位置进行暂堵。当然，也可以根据具体情况采用其他方法将绳结式暂堵剂送入到目的位置。

可选地，预定量的绳结式暂堵剂的数目是需要封堵位置数目的1～5倍。

针对绳结式暂堵剂应用在不同的场景中的具体应用方法，列举以下几个具体的实施例：

实施例一，绳结式暂堵剂用于低温直井分层压裂。

绳结式暂堵剂的结体10为单绳绳结。绳端30与绳体20长度比为3:1。外壳40为球形。结体10、绳体20和绳端30由低温可降解材料聚乙烯醇(PVA)制成，外壳40由较低熔点的石蜡制成。

低温直井分层压裂的暂堵方法为：

准备预定量的低温直井分层压裂用绳结式暂堵剂，安装地面送剂系统；

将绳结式暂堵剂预置在地面管汇内；

启动三缸泵注入顶替液将绳结式暂堵剂顶替到高压管汇橇内，绳结式暂堵剂的外壳40在变径阀处破坏，外壳40与包裹的绳结结构送入井底对目的位置进行暂堵；

检验暂堵效果，若暂堵效果好，继续步骤操作，若暂堵效果差，则重新按照之前两步注入绳结式暂堵剂，直到满足暂堵要求；

关闭送剂系统，提高排量进入下一层压裂施工。

实施例二，绳结式暂堵剂用于高温水平井分段压裂。

绳结式暂堵剂的结体10为双绳绳结。绳端30与绳体20长度比为4:1。外壳40为胶囊形。结体10、绳体20和绳端30由高温可降解材料聚乳酸(PLA)制成，并涂有保护材料硬脂酸钙，外壳40由较高熔点的无规聚丙烯制成。

高温水平井分段压裂的暂堵方法为：

准备预定量的高温水平井分段压裂用绳结式暂堵剂，安装地面送剂系统；

将绳结式暂堵剂预置在地面管汇内；

启动三缸泵注入顶替液将绳结式暂堵剂顶替到高压管汇橇内，绳结式暂堵剂的外壳40在变径阀处破坏，外壳40与包裹的绳结结构送入井底对目的位置进行暂堵；

检验暂堵效果，若暂堵效果好，继续步骤操作，若暂堵效果差，则重新按照之前两步注入绳结式暂堵剂，直到满足暂堵要求；

关闭送剂系统，提高排量进入下一级压裂施工。

实施例三，绳结式暂堵剂用于常温直井修井暂堵。

绳结式暂堵剂的结体10为单绳绳结。绳端30与绳体20长度比为3:1。外壳40为球形。结体10、绳体20和绳端30由可降解材料聚乙烯醇(PVA)制成，并涂有保护材料硬脂酸钙，外壳40由植物蜡制成。

常温直井修井暂堵的暂堵方法为：

准备预定量的常温直井修井暂堵用绳结式暂堵剂，安装地面送剂系统；

将绳结式暂堵剂预置在地面管汇内；

启动三缸泵注入顶替液将绳结式暂堵剂顶替到高压管汇橇内，绳结式暂堵剂的外壳40在变径阀处破坏，外壳40与包裹的绳结结构送入井底对目的位置进行暂堵；

检验暂堵效果，若暂堵效果好，继续步骤操作，若暂堵效果差，则重新按照之前两步注入绳结式暂堵剂，直到满足暂堵要求；

关闭送剂系统，进行不压井修井作业。

实施例四，在实施例二的基础上，与实施例二不同的是，该绳结式暂堵剂不包含外壳40。

高温水平井分段压裂的暂堵方法为：

准备预定量的高温水平井分段压裂用绳结式暂堵剂，安装地面送剂系统；

将绳结式暂堵剂放在填料口等待投料；

通过填料口投入绳结式暂堵剂，启动三缸泵注入顶替液将绳结式暂堵剂顶替到高压管汇撬内，继而送入井底对目的位置进行暂堵；

检验暂堵效果，若暂堵效果好，继续步骤操作，若暂堵效果差，则重新按照之前两步注入绳结式暂堵剂，直到满足暂堵要求；

关闭送剂系统，提高排量进入下一级压裂施工。

实施例五，在实施例三的基础上，与实施例三不同的是，该绳结式暂堵剂用于老井重复压裂。

老井重复压裂的暂堵方法为：

准备预定量的老井重复压裂用绳结式暂堵剂，安装地面送剂系统；

将绳结式暂堵剂预置在地面管汇内；

启动三缸泵注入顶替液将绳结式暂堵剂顶替到高压管汇橇内，绳结式暂堵剂的外壳40在变径阀处破坏，外壳40与包裹的绳结结构送入井底对原有水力裂缝缝口进行暂堵；

检验暂堵效果，若暂堵效果好，继续步骤操作，若暂堵效果差，则重新按照之前两步注入绳结式暂堵剂，直到满足暂堵要求；

关闭送剂系统，提高排量压开新缝。

需要说明的是，上述实施例中的多个指的是至少两个。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、解决了现有技术中的暂堵剂的暂堵效果差的问题；

2、一体式的绳结式暂堵剂，暂堵效果更好，能够保证结体的可靠性；

3、绳结式暂堵剂用量少，与被封堵孔眼基本是1：1的用量设计；

4、绳结式暂堵剂工艺流程更简化，在一处投放即可；

5、可以实现自降解，对储层伤害小，并且可以预制，运输方便。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种绳结式暂堵剂，其特征在于，包括绳结结构，所述绳结结构具有顺次连接的结体(10)、绳体(20)和绳端(30)，所述结体(10)为单绳绳结或多绳绳结，所述绳端(30)由所述绳体(20)远离所述结体(10)的一端拆解形成，并呈发散状。

2.根据权利要求1所述的绳结式暂堵剂，其特征在于，所述绳端(30)的长度可调节设置，且所述绳端(30)与所述绳体(20)的长度比为3:1～4:1。

3.根据权利要求1所述的绳结式暂堵剂，其特征在于，所述绳结结构由可降解材料或不可降解材料制成。

4.根据权利要求1所述的绳结式暂堵剂，其特征在于，所述绳结式暂堵剂还包括外壳(40)，所述外壳(40)包覆在所述绳结结构外侧，所述外壳(40)由可降解材料制成。

5.根据权利要求4所述的绳结式暂堵剂，其特征在于，所述外壳(40)为球形或胶囊形。

6.根据权利要求4所述的绳结式暂堵剂，其特征在于，所述绳结结构和/或所述外壳(40)表面涂有保护层，所述保护层可减缓所述绳结结构和/或所述外壳(40)的降解速度。

7.一种暂堵方法，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述的绳结式暂堵剂，所述暂堵方法包括：

准备预定量的所述绳结式暂堵剂，安装地面送剂系统；

判断所述绳结式暂堵剂是否具有外壳(40)，并根据所述绳结式暂堵剂是否具有外壳(40)选择不同的方式将所述绳结式暂堵剂送入井底对目的位置进行暂堵；

检验暂堵效果，若暂堵效果差，则重复送入所述绳结式暂堵剂，直到满足暂堵要求；

关闭送剂系统，暂堵操作完成。

8.根据权利要求7所述的暂堵方法，其特征在于，所述预定量的绳结式暂堵剂的数目是需要封堵位置数目的1～5倍。

9.根据权利要求7所述的暂堵方法，其特征在于，在将所述绳结式暂堵剂送入井底对目的位置进行暂堵时，若所述绳结式暂堵剂具有外壳(40)，则

将所述绳结式暂堵剂预置在地面管汇内；

启动三缸泵注入顶替液将所述绳结式暂堵剂顶替到高压管汇橇内，所述绳结式暂堵剂的外壳(40)在变径阀处破坏，所述外壳(40)与包裹的所述绳结式暂堵剂的绳结结构送入井底对目的位置进行暂堵。

10.根据权利要求7所述的暂堵方法，其特征在于，在将所述绳结式暂堵剂送入井底对目的位置进行暂堵时，若所述绳结式暂堵剂不具有外壳(40)，则

将所述绳结式暂堵剂放在填料口等待投料；

通过所述填料口投入所述绳结式暂堵剂，启动三缸泵注入顶替液将所述绳结式暂堵剂顶替到高压管汇撬内，继而送入井底对目的位置进行暂堵。

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