專利名稱：使?jié)衩粜涂晒袒瘡椥泽w的固化延遲的方法
使?jié)衩粜涂晒袒瘡椥泽w的固化延遲的方法發(fā)明背景 發(fā)明領域本文中公開的實施方案總體上涉及井筒中的聚合物凝膠處理以及用于延遲這樣 的井下凝膠處理的固化的開始的方法。
背景技術：
在井筒鉆探過程中，典型地，為了各種功能在井中使用各種流體?？梢允沽黧w通過 鉆桿和鉆頭循環(huán)進入到井筒中，然后可以接著通過井筒向上流動到達地面。在此循環(huán)過程 中，鉆井流體可以起如下作用將鉆屑從井底移至地面、在循環(huán)中斷時使巖屑和加重材料懸 浮、控制地下壓力、在對井區(qū)域下套管和注水泥(cemented)之前保持井筒的完整性、通過 施加足夠的靜水壓力將流體與地層隔離以防止地層流體進入到井筒中、冷卻和潤滑鉆柱和 鉆頭、和/或使機械鉆速最大化。在鉆探操作過程中遇到的通常問題是“循環(huán)漏失”，其特征為鉆井泥漿漏失到斷裂 的、高滲透性的、多孔的、多洞穴的或孔洞的井下地層中。鉆井流體漏失到地層基巖或漏失 到與井筒直接連通的空隙中。從經(jīng)濟的觀點來看循環(huán)漏失是不適宜的，因為其需要不斷地 用昂貴的鉆井流體補充井筒。從操作和安全的觀點來看循環(huán)漏失也是不適宜的，因為其可 能使?jié)B透性地層不穩(wěn)定并且破壞產(chǎn)層區(qū)，并且在極端的情況下，其可能導致烴層的噴出，然 后產(chǎn)生井火。當井控制所需以及用于保持穩(wěn)定井筒的泥漿重量超出地層的抗斷裂性時也可能 發(fā)生誘導泥漿漏失。在衰竭產(chǎn)層中產(chǎn)生了特別有挑戰(zhàn)性的情況，其中孔隙壓力的降低削弱 了含烴巖石，然而相鄰的或互層的(inter-bedded)低滲透性巖石如頁巖保持它們的孔隙 壓力。這可能使得無法鉆探某些衰竭產(chǎn)層，因為支撐頁巖所需的泥漿重量超出了砂和粉砂 的抗斷裂性。為了對抗進入地層中的這種泥漿漏失，嘗試了循環(huán)漏失處理以將自然形成的或通 過鉆探操作誘導的開口堵塞或阻塞。這樣的循環(huán)漏失處理包括了多種處理材料，包括具有 足夠的強度和完整性的聚合物類處理，以使往與井筒直接連通的空隙如裂縫、裂縫網(wǎng)絡、孔 洞、沖蝕處(washouts)、洞穴等中的循環(huán)漏失最小化。除了與泥漿漏失有關的問題以外，這樣的聚合物類處理還可能適于加強弱的或未 固結(jié)的地層作為預防措施。在石油工業(yè)中眾所周知的是，一些含烴地層是弱固結(jié)的，或者事 實上可能是未固結(jié)的地層。雖然已知這樣的地層含有大量油氣，但是由于來自未固結(jié)或弱 固結(jié)的地層的顆粒如砂粒以及其它細碎的顆粒狀固體進入井筒中的運動，從這些地層開采 油氣是困難的。這種運動是流體運動的結(jié)果并且可能是地層和井筒之間的壓力差的結(jié)果， 這種壓力差是通過泵送或通過流體向上通過井筒的開采引起的。一些地層最初就是弱固結(jié) 的或未固結(jié)的，而另一些是作為從地層開采流體特別當水存在于開采的流體中時的結(jié)果而 變成弱固結(jié)的。這種類型的地層至少部分地是由于粘土在地層中的存在而固結(jié)的地層。通過從地層開采水性流體可以使這樣的粘土變得分散且膨脹，由此將整個地層弱化到這樣的 程度在作為結(jié)果產(chǎn)生的顆粒進入到井筒中的情況下，整個地層變成未固結(jié)的或弱固結(jié)的。 作為結(jié)果，未注水泥的、弱固結(jié)的或未固結(jié)的地層對產(chǎn)生的壓力施加限制，所述產(chǎn)生的壓力 可以被用于從地層開采流體。這限制了可以從地下地層中開采流體的速率。為了克服與弱 的或未固結(jié)的地層有關的這樣的問題，聚合物凝膠處理已經(jīng)用于固結(jié)或加強地層。類似地，凝膠處理還可以用于通過在地層中相對高滲透性的形成溝道來減少出 水，即，堵水。所述處理可以用于在注水時校正溝道或者改變注入曲線。出現(xiàn)了將地層中的 某些區(qū)域隔離可能是有益的其它情況。例如，一個用于提高井的產(chǎn)量的方法是將井在許多 不同的位置，或者在相同的含烴層或者不同的含烴層中穿孔，從而增加進入井中的烴流。與 以此方式從井中開采有關的問題涉及來自井中的流體流的控制和儲層(reservoir)的管 理。例如，在從其中一個區(qū)域的壓力高于另一個區(qū)域的壓力的多個分開的區(qū)域(或從多邊 井(multilateral well)的多側(cè))開采的井中，較高壓力的區(qū)域可能是流向較低壓力的區(qū) 域而不是流向地面。類似地，在延伸通過單個區(qū)域的水平井中，接近井的“踵部”即更接近 地面的孔眼可能在接近井的“趾部”的那些孔眼之前開始出水。在踵部附近出水減少了從 井中的總出水。在這些情況的每一個中，特別發(fā)現(xiàn)了凝膠在防止泥漿漏失、穩(wěn)定和加強井筒、以及 區(qū)域隔離和堵水處理中的用途。雖然在用于井下的凝膠技術已經(jīng)有了日益增長的發(fā)展，但 是對于用于允許更大地控制和延遲凝膠固化的凝膠技術和手段的發(fā)展還存在持續(xù)的需要。發(fā)明概述一方面，本文中公開的實施方案涉及處理地層的方法，所述方法包括將可通過潮 氣固化而固化的膠凝化組分注入到所選擇的地層區(qū)域中；以及通過使膠凝化組分與干燥劑 接觸來控制膠凝化組分固化的開始。另一方面，本文中公開的實施方案涉及處理地層的方法，所述方法包括將包含可 通過潮氣固化而固化的膠凝化組分的井筒流體注入到所選擇的地層區(qū)域中；使所述井筒流 體與干燥劑接觸以吸收井筒流體中的可獲得潮氣的至少一部分，從而延遲所述膠凝化組分 固化的開始；以及使所述膠凝化組分固化。在又另一方面，本文中公開的實施方案涉及處理地層的方法，所述方法包括將可 通過潮氣固化而固化的膠凝化組分和硅烷干燥劑注入到所選擇的地層區(qū)域中；和用硅烷干 燥劑吸收可獲得潮氣的至少一部分。本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將從以下說明書和后附權利要求書變得明顯。附圖簡述

圖1來自一個實例的稠度計讀數(shù)。圖2來自一個實例的稠度計讀數(shù)。圖3來自一個實例的稠度計讀數(shù)。圖4來自一個實例的稠度計讀數(shù)。圖5來自一個實例的稠度計讀數(shù)。圖6來自一個實例的稠度計讀數(shù)。圖7來自一個實例的稠度計讀數(shù)。圖8來自一個實例的稠度計讀數(shù)。
圖9來自一個實例的稠度計讀數(shù)。圖10來自一個實例的稠度計讀數(shù)。圖11來自一個實例的稠度計讀數(shù)。詳述一方面，本文中公開的實施方案涉及井筒中的聚合物凝膠處理和用于延遲這樣的 凝膠處理在井下固化的開始的方法。特別地，本文中公開的實施方案涉及延遲/控制可潮 氣固化膠凝化組分(即，通過水解固化的膠凝化組分)的固化的開始。如在本文中使用，術 語“固化”或“固化的開始”是指在膠凝化組分的粘度開始增加超過膠凝化組分的初始粘度 的時刻。因而，當使用可潮氣固化膠凝化組分時，可以通過去除或吸收將引發(fā)固化的可獲 得潮氣的一部分來實現(xiàn)固化的延遲。去除或吸收潮氣(即，水或其它水解溶劑如乙醇或乙 二醇)可以通過將干燥劑暴露于膠凝化組分而發(fā)生。干燥劑術語“干燥劑”是指任何致使預先存在的潮氣不能被反應/水解利用的化合物或 物質(zhì)。水或其它潮氣形式的這種“去除”可以通過水的反應或吸附而發(fā)生。水可以優(yōu)先與 干燥劑反應(或被干燥劑吸收)，以使得它不能被膠凝化組分的水解利用。隨著干燥劑的消 耗，剩余的(或新引入的)潮氣隨和可用于引發(fā)膠凝化組分的水解或固化。如上所述，干燥劑可以借以吸收潮氣的一個機理可以是通過反應，S卩，化學類型的 干燥劑。在可能優(yōu)先與水或其它潮氣源反應的化學類型中包括各種硅烷。特別地，可以在 本發(fā)明的實施方案中具體利用的硅烷干燥劑可以包括由下式表示的化合物
權利要求
1.一種處理地層的方法，所述方法包括將可通過潮氣固化而固化的膠凝化組分注入到所選擇的地層區(qū)域中；以及 通過使所述膠凝化組分與干燥劑接觸來控制所述膠凝化組分固化的開始。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述干燥劑通過以化學或物理手段吸收可獲得的 潮氣來延遲固化。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述干燥劑包括分子篩。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述干燥劑包含至少一種由下式表示的硅烷
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中所述干燥劑包含乙烯基三烷氧基硅烷和烷基三烷氧基硅烷。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，所述方法還包括 注入潮氣源以引發(fā)所述膠凝化組分的固化。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中存在于所述地層中的潮氣引發(fā)所述膠凝化組分的 固化。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中與所述膠凝化組分一起存在的過量的潮氣引發(fā)所 述膠凝化組分的固化。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述膠凝化組分包含硅烷封端的預聚物。
10.一種處理地層的方法，所述方法包括將包含可通過潮氣固化而固化的膠凝化組分的井筒流體注入到所選擇的地層區(qū)域中；使所述井筒流體與干燥劑接觸以吸收所述井筒流體中可獲得的潮氣的至少一部分，從 而延遲所述膠凝化組分固化的開始；以及 使所述膠凝化組分固化。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述干燥劑通過化學或物理手段吸收可獲得的潮氣。
12.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述干燥劑包括分子篩。
13.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述干燥劑包含至少一種由下式表示的硅烷
14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其中所述干燥劑包含乙烯基三烷氧基硅烷和烷基三烷氧基硅烷。
15.根據(jù)權利要求10所述的方法，所述方法還包括 注入潮氣源以引發(fā)所述膠凝化組分的固化。
16.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中存在于所述地層中的潮氣引發(fā)所述膠凝化組分 的固化。
17.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中存在于所述井筒流體中的過量的潮氣引發(fā)所述 膠凝化組分的固化。
18.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述膠凝化組分包含硅烷封端的預聚物。
19.一種處理地層的方法，所述方法包括將可通過潮氣固化而固化的膠凝化組分和硅烷干燥劑注入到所選擇的地層區(qū)域中；和 用硅烷干燥劑吸收可獲得潮氣的至少一部分。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中所述硅烷干燥劑包含至少一種 由下式表示的硅烷R1是C1至C12烴基；并且每個R2選自C1至C4烷基。
21.根據(jù)權利要求20所述的方法，其中所述干燥劑包含乙烯基三烷氧基硅烷和烷基三烷氧基硅烷。
22.根據(jù)權利要求19所述的方法，所述方法還包括 注入潮氣源以引發(fā)所述膠凝化組分的固化。
23.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中存在于所述地層中的潮氣引發(fā)所述膠凝化組分 的固化。
24.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中與所述膠凝化組分一起存在的過量的潮氣引發(fā) 所述膠凝化組分的固化。
25.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中所述膠凝化組分包含硅烷封端的預聚物。
全文摘要
本文公開了一種處理地層的方法，所述方法包括將可通過潮氣固化而固化的膠凝化組分注入到所選擇的地層區(qū)域中；以及通過使膠凝化組分與干燥劑接觸來控制膠凝化組分固化的開始。
文檔編號C09K8/02GK102124073SQ200980131755
公開日2011年7月13日 申請日期2009年6月17日 優(yōu)先權日2008年6月24日
發(fā)明者爾文德·D·帕特爾, 賈森·T·斯科爾索內(nèi), 馬克·W·桑德斯 申請人:M-I有限公司