本發(fā)明涉及射孔完井作業(yè)后油氣采收技術(shù)，具體涉及一種固井水泥漿添加劑及其提高裂隙滲流通道半徑的方法。

背景技術(shù)：

鉆井過程中，為了防止井壁坍塌、加固井壁繼續(xù)鉆進(jìn)或?yàn)榱朔飧粲蜌馑畬?，保證整個(gè)勘探期間的分層試油及整個(gè)開采過程的合理油氣生產(chǎn)，常常需要固井作業(yè)，而在后期的油氣開采時(shí)則需要對(duì)固井水泥環(huán)進(jìn)行射孔以形成連續(xù)油氣滲流通道。近些年來，許多大型的油氣田的開采幾乎進(jìn)入停滯時(shí)期，有的甚至步入了減產(chǎn)期，因此，未來油氣領(lǐng)域?qū)⒏嗟丶性谝恍┮?guī)模小、地質(zhì)特征復(fù)雜的油氣田，特別是低滲透及地質(zhì)條件復(fù)雜的低品位儲(chǔ)量、開采及治理難度大的油氣田。但是，復(fù)雜油氣資源儲(chǔ)層的低孔隙度和低滲透率的問題將會(huì)在很大程度上制約其開采，因此，需采用相應(yīng)的射孔和壓裂技術(shù)措施，特別是對(duì)于長(zhǎng)距離水平井固井、完井階段后的射孔及水力壓裂作業(yè)，水泥環(huán)射孔后形成的裂隙通道的有效半徑和過流面積直接決定了復(fù)雜油氣資源的開采效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有復(fù)雜油氣資源儲(chǔ)層存在低孔隙度和低滲透率的問題，提供一種固井水泥漿添加劑及其提高裂隙滲流通道半徑的方法，有效增加射孔完井作業(yè)后的裂隙滲流通道的有效半徑，增加油氣過流面積，增大單位時(shí)間流體的流量，提高油氣的采收率。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種固井水泥漿添加劑，包括呈球形顆粒狀的外殼和內(nèi)核兩部分，所述外殼由表面粗糙的干性油覆殼劑制成，覆殼劑在230℃以下不溶于水；所述內(nèi)核為遇水即開始溶解的實(shí)心小圓球。

按上述方案，所述外殼主要成分為由醋酸、乙二醇、α-桐酸、亞油酸、三油精和飽和脂肪酸組成的包被劑，包被劑直徑為30～50μm，各成分重量比如下：醋酸3％-5％，乙二醇10％-12％，α-桐酸50％-55％，亞油酸10-15％，三油精5％-7％，飽和脂肪酸10％-15％。

按上述方案，所述內(nèi)核由醋酸纖維素改性的聚醚多元醇組成。

本發(fā)明還提供了一種上述固井水泥漿添加劑的制備方法，利用微囊包被技術(shù)制成，包括如下步驟：

1)將由重量比3％-5％的醋酸、10％-12％的乙二醇、50％-55％的α-桐酸、10-15％的亞油酸、5％-7％的三油精和10％-15％的飽和脂肪酸組成的包被劑采用超聲波震蕩充分混合1小時(shí)；

2)在包被劑中加入由醋酸纖維素改性的聚醚多元醇制成的超細(xì)粉末，繼續(xù)采用超聲波震蕩乳化4小時(shí)；

3)將包被劑和超細(xì)粉末組成的混合液放置于烘箱內(nèi)，在80℃的恒溫條件下烘干72小時(shí)形成干粉，取出干粉研磨30分鐘，水洗干燥后即得所述固井水泥漿添加劑。

按上述方案，所述步驟2)中超細(xì)粉末的平均粒徑為30～50μm。

本發(fā)明還提供了一種上述固井水泥漿添加劑提高裂隙滲流通道半徑的方法，包括如下步驟：

1)將固井水泥漿添加劑與分散劑一同添加進(jìn)水泥漿中并充分?jǐn)嚢杈鶆蚍稚ⅲ?/p>

2)在水泥漿水化固結(jié)成水泥環(huán)的過程中，固井水泥漿添加劑的外殼處于穩(wěn)定狀態(tài)(外殼表面粗糙不平，能與固井水泥漿良好膠結(jié))，固井水泥漿添加劑與水泥漿緊密膠結(jié)在一起形成水泥環(huán)，水泥環(huán)阻絕固井水泥漿添加劑的內(nèi)核與水泥漿中的自由水接觸；

3)待水泥環(huán)完全固結(jié)后，在采用射孔和水力壓裂完井作業(yè)過程中，水泥環(huán)內(nèi)部產(chǎn)生裂隙通道，而分布于裂隙通道沿程上的固井水泥漿添加劑的外殼隨著膠結(jié)的水泥環(huán)在聚能噴流射孔器或水力噴射高壓差作用下一同開裂，外殼破裂后內(nèi)核裸露出來，水溶性的內(nèi)核與水接觸并快速溶解；

4)內(nèi)核發(fā)生溶解后，在裂隙通道的表面形成半球形凹槽，增大裂隙通道的有效半徑和過流面積。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、通過固井水泥漿添加劑提高固井水泥環(huán)在射孔作業(yè)劈裂作用下所形成的裂隙通道的有效過流半徑和過流面積，改變固井水泥環(huán)在射孔作業(yè)后的裂隙通道發(fā)育情況，為后期實(shí)現(xiàn)高效深穿透射孔以提高油氣采收率提供了輔助，增產(chǎn)效果顯著；

2、固井水泥漿添加劑呈球形顆粒狀，在噴霧干燥法下形成的包被膜外殼具有一定的強(qiáng)度，能在230℃以下的溫度范圍內(nèi)不發(fā)生溶解或融化，與固井干粉高速攪拌混合時(shí)不易破裂；內(nèi)核遇水快速溶解后不僅不會(huì)造成儲(chǔ)層傷害，還不會(huì)污染地下水，具有無毒無污染、對(duì)熒光錄井無干擾、無二次結(jié)晶堵塞孔隙通道等優(yōu)良特性；

3、新型固井水泥漿添加劑合成方便，可均勻分散在固井水泥漿中，對(duì)水泥漿水化熱有一定的吸收作用且對(duì)水泥環(huán)力學(xué)強(qiáng)度影響很小，有利于保證固井的安全；

4、該新型固井水泥漿添加劑及混合固井干粉具有生產(chǎn)成本低、穩(wěn)定性好、現(xiàn)場(chǎng)施工易操作、清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此，在常規(guī)油氣井完井、需二次增產(chǎn)的低滲、致密、枯竭復(fù)雜地層油氣井和頁巖氣等非常規(guī)產(chǎn)氣井的完井中將會(huì)提高油氣井采收率，取得良好的應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益，并還能應(yīng)用油氣井后期增產(chǎn)改造等領(lǐng)域的生產(chǎn)作業(yè)中；

5、此外，該新型固井水泥漿添加劑具有一定的吸熱儲(chǔ)熱能力，與耐低溫早強(qiáng)劑和減輕劑等配合使用，可為深水、凍土區(qū)和含水合物地層等低溫條件下固井提供低熱低密度早強(qiáng)固井水泥漿體系；如果與抗高溫體系穩(wěn)定劑、流型調(diào)節(jié)劑和降濾失劑等配合使用，還可應(yīng)用于深井和超深井的完井作業(yè)中。

附圖說明

圖1為本發(fā)明新型球形顆粒狀的固井水泥漿添加劑的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為射孔完井作業(yè)前固井水泥漿添加劑和水泥石的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為射孔完井作業(yè)后水泥環(huán)中裂隙通道平均半徑和過流面積增加示意圖；

圖中，1-固井水泥漿添加劑，11-外殼，12-內(nèi)核，2-水泥環(huán)，3-裂隙通道。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)一步的描述，所舉實(shí)例只用于解釋說明本發(fā)明，并非限定本發(fā)明的應(yīng)用范圍。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的固井水泥漿添加劑1，利用微囊包被技術(shù)制成，包括呈球形顆粒狀的外殼11和內(nèi)核12兩部分，外殼11由表面粗糙的干性油覆殼劑制成，覆殼劑在230℃以下不溶于水；內(nèi)核12為遇水即開始溶解的實(shí)心小圓球。

外殼11主要成分為由重量比3％-5％的醋酸、10％-12％乙二醇、50％-55％的α-桐酸、10-15％的亞油酸、5％-7％的三油精和10％-15％的飽和脂肪酸組成的包被劑，包被劑直徑為30～50μm。

內(nèi)核12由醋酸纖維素改性的聚醚多元醇組成。

如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例固井水泥漿添加劑提高射孔完井后固井水泥環(huán)裂隙滲流通道有效半徑的方法，包括如下步驟：

1)將固井水泥漿添加劑1與分散劑一同添加進(jìn)水泥漿中并充分?jǐn)嚢杈鶆蚍稚ⅲ?/p>

2)在水泥漿水化固結(jié)成水泥環(huán)2的過程中，固井水泥漿添加劑1的外殼11處于穩(wěn)定狀態(tài)(外殼11表面粗糙不平，能與固井水泥漿良好膠結(jié))，固井水泥漿添加劑1與水泥漿緊密膠結(jié)在一起形成水泥環(huán)2，水泥環(huán)2具有良好的隔水密封性，從而阻絕固井水泥漿添加劑1的內(nèi)核12與水泥漿中的自由水接觸；

3)待水泥環(huán)2完全固結(jié)后，在采用射孔和水力壓裂完井作業(yè)過程中，水泥環(huán)2內(nèi)部產(chǎn)生裂隙通道3，而分布于裂隙通道3沿程上的固井水泥漿添加劑1的外殼11隨著膠結(jié)的水泥環(huán)2在聚能噴流射孔器或水力噴射高壓差作用下一同開裂，外殼11破裂后內(nèi)核12裸露出來，水溶性的內(nèi)核12與水接觸并快速溶解；

4)內(nèi)核12發(fā)生溶解后，在裂隙通道3的表面形成半球形凹槽，如圖3所示，半球形凹槽增大裂隙通道3的有效半徑和過流面積，提高油氣向井內(nèi)的滲流速率(即提高孔隙率)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之類，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。