本發(fā)明涉及油田工程領(lǐng)域，尤其涉及一種堵劑及其制備方法及油井套管堵漏封竄方法。
背景技術(shù)：
：隨著油田開發(fā)生產(chǎn)的不斷深入和長(zhǎng)時(shí)間開采，一些老井，油層套管使用年限過長(zhǎng)，固井水泥又沒有完全封固油層套管，在射孔時(shí)，射孔井段水泥環(huán)被震碎，因此在套管自由段、封固段、生產(chǎn)層段因腐蝕造成穿孔，再加上特殊復(fù)雜的地質(zhì)條件，鹽膏層發(fā)育，地殼的運(yùn)動(dòng)，造成套管變形、破損使地層出泥漿、出水，以及長(zhǎng)期的注水開發(fā)，特別是增壓注水，油水井套管破損現(xiàn)象十分普遍，井況惡化問題日益突出，嚴(yán)重影響了油水井的正常生產(chǎn)，不僅使油氣產(chǎn)量下降，產(chǎn)層污染，甚至可能導(dǎo)致油水井報(bào)廢。目前，解決油水井因腐蝕和其他原因造成的套管破漏穿孔問題，主要采用堵漏劑進(jìn)行套管堵漏以及部分換套、側(cè)鉆大修，內(nèi)整形和內(nèi)襯小直徑套管等工藝技術(shù)，但這些技術(shù)常常由于受到使用效果，使用有效期和施工費(fèi)用限制，許多油水井的漏失問題不能得到有效及時(shí)的解決，制約了油氣生產(chǎn)。在堵漏劑的應(yīng)用中，傳統(tǒng)技術(shù)通常是采用油井水泥或超細(xì)水泥進(jìn)行水泥漿堵漏、封竄。但上述油井水泥和超細(xì)水泥用于油井套管堵漏和封竄時(shí)，效果較差；主要表現(xiàn)為：堵劑駐留性差，不能有效駐留在封堵層位，導(dǎo)致用量較大；堵劑形成的固體脆性大、耐壓低，不能與周圍介質(zhì)形成牢固的界面膠結(jié)，縮短了施工有效期；堵劑適應(yīng)性和安全可靠性差，抗防竄強(qiáng)度低且無(wú)法在封堵目標(biāo)層快速形成封堵層，不利于油井套管找漏。為解決上述問題，更好的解決油田油水井套管破損的堵漏修復(fù)問題，降低油水井生產(chǎn)作業(yè)成本，提高油氣開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)急需研制出一種可實(shí)現(xiàn)油水井套管有效堵漏和防竄的堵漏劑。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種堵劑及其制備方法及油井套管堵漏封竄方法，主要目的是采用上述堵劑以提高油井套管堵漏防竄效果。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供了如下技術(shù)方案：一方面，本發(fā)明提供了一種堵劑，所述堵劑的原料包括干劑和水，所述干劑和所述水的質(zhì)量比為0.8-1.6：0.8-1.2；其中，所述干劑的原料由如下質(zhì)量百分含量的物質(zhì)組成：作為優(yōu)選，所述干劑和所述水的質(zhì)量比為1.0-1.4：0.9-1.1。作為優(yōu)選，所述干劑的原料由如下質(zhì)量百分含量的物質(zhì)組成：作為優(yōu)選，所述超細(xì)微粉為超細(xì)硅酸鹽，所述超細(xì)硅酸鹽的粒徑為400目-800目；所述結(jié)構(gòu)形成劑為纖維材質(zhì)；所述固化劑為氟硅酸鹽微粉和氧化物微粉的混合物。作為優(yōu)選，所述填充劑為高分子接枝體膨型活化劑；所述調(diào)節(jié)劑為有機(jī)共聚物；所述水為自然水或經(jīng)絮凝和沉淀后的凈化海水。作為優(yōu)選，所述堵劑的密度為1.55g/cm3-1.65g/cm3；所述堵劑在溫度為27℃的條件下，在24h后的抗壓強(qiáng)度大于等于7MPa-8MPa，在48h小時(shí)后的抗壓強(qiáng)度大于等于16MPa-17MPa。另一方面，本發(fā)明提供了上述堵劑的制備方法，該方法包括：按配方比例稱取原料，將水和干劑混合并攪拌均勻得到所述堵劑。再一方面，本發(fā)明提供了一種油井套管堵漏封竄方法，包括：下入堵劑擠注管柱，配置堵劑，正擠堵劑，所述堵劑為上述堵劑?，F(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：(1)本發(fā)明的堵劑應(yīng)用于油井套管堵漏過程中具有駐留性好，用量少，施工周期短的優(yōu)點(diǎn)；(2)本發(fā)明的堵劑可形成抗竄強(qiáng)度高、耐沖蝕的封堵層，其形成的界面膠結(jié)強(qiáng)度高，可保證施工效果；(3)本發(fā)明的堵劑可在預(yù)定的較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保證良好的流動(dòng)性，不會(huì)沉淀和凝固，固化時(shí)間易于調(diào)整，提高了施工的安全性和可靠性；(4)本發(fā)明的堵劑在進(jìn)入封堵目標(biāo)層后能快速形成網(wǎng)狀封堵層，使施工壓力明顯升高從而能夠在套管堵漏修復(fù)施工時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏層，實(shí)現(xiàn)套管找漏堵漏施工一體化。具體實(shí)施方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效,以下以及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)的具體實(shí)施方式、技術(shù)方案、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。下述說(shuō)明中的多個(gè)實(shí)施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點(diǎn)可由任何合適形式組合。實(shí)施例1按以下配方比例稱取干劑原料：粒徑為400目的超細(xì)硅酸鹽30％，纖維材質(zhì)的結(jié)構(gòu)形成劑50％，氟硅酸鹽微粉5％，氧化物微5％,高分子接枝體膨型活化劑5％,有機(jī)共聚物5％，將上述各原料混合均勻后，以干劑質(zhì)量：自然水質(zhì)量為1.2：1的比例將水加入干劑中并機(jī)械攪拌混合均勻，所得混漿即為堵劑。實(shí)施例2按以下配方比例稱取干劑原料：粒徑為500目的超細(xì)硅酸鹽40％，纖維材質(zhì)的結(jié)構(gòu)形成劑50％，氟硅酸鹽微粉3％，氧化物微3％,高分子接枝體膨型活化劑2％,有機(jī)共聚物2％，將上述各原料混合均勻后，以干劑質(zhì)量：自然水質(zhì)量為1.1：1的比例將水加入干劑中并機(jī)械攪拌混合均勻，所得混漿即為堵劑。實(shí)施例3按以下配方比例稱取干劑原料：粒徑為600目的超細(xì)硅酸鹽50％，纖維材質(zhì)的結(jié)構(gòu)形成劑40％，氟硅酸鹽微粉3％，氧化物微3％,高分子接枝體膨型活化劑2％,有機(jī)共聚物2％，將上述各原料混合均勻后，以干劑質(zhì)量：凈化海水質(zhì)量為1：1的比例將水加入干劑中并機(jī)械攪拌混合均勻，所得混漿即為堵劑。實(shí)施例4按以下配方比例稱取干劑原料：粒徑為800目的超細(xì)硅酸鹽40％，纖維材質(zhì)的結(jié)構(gòu)形成劑40％，氟硅酸鹽微粉5％，氧化物微5％,高分子接枝體膨型活化劑5％,有機(jī)共聚物5％，將上述各原料混合均勻后，以干劑質(zhì)量：自然水質(zhì)量為1.2：1的比例將水加入干劑中并機(jī)械攪拌混合均勻，所得混漿即為堵劑。將上述實(shí)施例1-4制備的堵劑應(yīng)用于油井套管堵漏防竄施工工藝中以驗(yàn)證其效果，具體如下。實(shí)施例5生產(chǎn)簡(jiǎn)介：施工油井為C25hf井；井況：井名SZ36-1-C25hf原井套管程序20"×123.9m；13-3/8"×604.62m；9-5/8"×1944.5m油層套管規(guī)范9-5/8"套管N8047#套管破損段1120.13m-1122.13m(館陶水層)施工過程：2010.4.1-2010.4.28下入6"SB堵塞器封堵下部油層；下入RTTS正反打壓確認(rèn)漏點(diǎn)于1120.13-1122.13m；下入Y441封隔器于1184.85m封堵下部套管層段，倒砂10m作為橋塞；下入光管擠堵管柱于1034m，地面管線試壓15MPa×10min，啟泵正擠，排量15m3/h@2MPa；應(yīng)用實(shí)施例1制備的堵劑；正擠堵漏劑7m3后壓力升至6.5MPa，反擠清水試壓14MPa；擠清水至壓力為11MPa時(shí)關(guān)井憋壓候凝48小時(shí)；下鉆塞管柱探堵劑塞，發(fā)現(xiàn)套管內(nèi)基本無(wú)堵劑塞，套管試壓5Mpa×10min；鉆塞、刮管沖洗井筒，打撈Y441封隔器；下入電泵生產(chǎn)管柱，啟泵投產(chǎn)。應(yīng)用效果：該井于4月28日作業(yè)結(jié)束，4月29日即見油，當(dāng)日計(jì)量日產(chǎn)油18m3(該井從2009年12月至作業(yè)前一直含水100％)，至6月18日計(jì)量日產(chǎn)液236m3/d，日產(chǎn)油200m3/d；截止至2010年底的日產(chǎn)油量一直穩(wěn)定在220m3/d左右，含水較低。有效解決了套損問題，實(shí)現(xiàn)了日產(chǎn)油量從0到220方的突破。實(shí)施例6生產(chǎn)簡(jiǎn)介：A4h井井況：最大井斜：98.13°/2242.24m造斜點(diǎn)：160m最大井斜：水平井水平段：2040-2606m9-5/8"(N80)套管水平井，注水井人工井底：2606m鉆井油補(bǔ)距：18.32m生產(chǎn)管柱：普通合注生產(chǎn)管柱施工過程：起出原井注水管柱；下入沖洗管柱沖洗；下入擠注暫堵劑管柱擠注暫堵劑；下入射孔管柱射孔深度2580-2600m，114射孔槍5根20m，射孔彈130發(fā)，孔密6.5孔/米，延時(shí)為0，負(fù)壓點(diǎn)火射孔；采用實(shí)施例4制備的堵劑；下入LHD堵漏劑擠注管柱，正擠LHD堵漏劑，當(dāng)擠注堵漏劑至16m3(進(jìn)入井筒量為5m3)時(shí)，泵壓由0逐漸漲至8MPa，立即停泵上提2柱油管，關(guān)閉防噴器，再次擠入1m3堵漏劑。而后再上提1柱油管，大排量反循環(huán)洗井，將油管內(nèi)堵漏劑替回泥漿罐，隨后洗井返出物為泥漿、水泥碎屑、暫堵液和水；返出干凈后關(guān)井侯凝72小時(shí)探封堵后井底深度為2575.27m；下合注管柱恢復(fù)注水。應(yīng)用效果：該井于12月16日作業(yè)結(jié)束，作業(yè)前注水水嘴6.7mm，注水壓力1.0MPa，日注水量550方，作業(yè)后開始注水水嘴6.7mm，注水壓力9.5-9.7MPa，日注水量500方，到現(xiàn)在水嘴8.73mm，注水壓力7MPa，日注水量450方，達(dá)到油藏配注要求。本發(fā)明的堵劑和普通水泥的性能如表1所示：表1本發(fā)明的堵劑和普通水泥性能對(duì)比1表2本發(fā)明的堵劑和普通水泥性能對(duì)比2由上述表1和表2對(duì)比結(jié)果可知，本發(fā)明的堵劑在性能上優(yōu)于普通水泥。本發(fā)明實(shí)施例的施工成功率達(dá)到98.5％，適應(yīng)施工井溫度20～150℃，適應(yīng)井深500-3800m。，后48小時(shí)，井口試壓承壓能力(封堵強(qiáng)度)：10～30MPa，施工有效期5年以上，施工工藝簡(jiǎn)單，適應(yīng)范圍廣，安全可靠，對(duì)于沒有經(jīng)過固井的套管段進(jìn)行堵漏時(shí)可以駐留，藥劑用量小。本發(fā)明的堵劑原料為：本發(fā)明堵劑中的超細(xì)微粉主要成分為400-800目的超細(xì)硅酸鹽；本發(fā)明堵劑中的結(jié)構(gòu)形成劑主要成分是一種高強(qiáng)度的特殊纖維材質(zhì)，其作用是能快速在堵劑中形成纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增加堵劑的韌性和強(qiáng)度；本發(fā)明堵劑中的固化劑A主要成分是氟硅酸鹽微粉，其作用是使堵劑在地層內(nèi)形成高強(qiáng)度的固化體；本發(fā)明堵劑中的固化劑B主要成分是氧化物微粉，其作用是促進(jìn)固化體結(jié)構(gòu)致密，增加固化體自身的強(qiáng)度和與地層內(nèi)各界面的膠結(jié)強(qiáng)度；本發(fā)明堵劑的填充劑主要成分為一種新型高分子接枝型體膨性活化劑，其作用是增強(qiáng)堵劑各種組分的連接強(qiáng)度，保證堵劑在目的層的體積穩(wěn)定，保證封堵強(qiáng)度和提高有效期；本發(fā)明堵劑中的調(diào)節(jié)劑主要成分為一種高強(qiáng)度有機(jī)共聚物，其主要功能是調(diào)節(jié)和控制堵劑在施工過程中的流動(dòng)性及初凝和終凝時(shí)間。本發(fā)明堵劑的機(jī)理分析(1)駐留機(jī)理：堵劑進(jìn)入漏失處后，通過(網(wǎng)架)結(jié)構(gòu)形成劑的特殊作用機(jī)制，使堵劑在地層孔隙中快速形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，滯留在封堵層內(nèi)，抑制堵劑漏失，降低用量；(2)封堵機(jī)理：通過固化劑，(膨脹型高活性)填充劑，活性增強(qiáng)、增韌劑等材料的協(xié)同增效作用，在膠結(jié)界面形成高強(qiáng)度，耐流體沖蝕的膠結(jié)層；(3)安全機(jī)理：封堵層內(nèi)堵劑失水后濃度增大，較井筒內(nèi)未失水堵劑高出一倍，因而封堵層內(nèi)堵劑可快速反應(yīng)形成高強(qiáng)度固化體，井筒內(nèi)堵劑凝固時(shí)間較長(zhǎng)且強(qiáng)度低，由于解決堵漿的懸浮穩(wěn)定性和初終凝時(shí)間控制的可靠性問題，(LHD)堵劑配制的堵漿在井筒內(nèi)停留時(shí)，可在預(yù)定的較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保證良好的流動(dòng)性，不會(huì)沉淀和凝固，并且固化時(shí)間易于調(diào)整，提高了施工的安全性和可靠性。(4)懸浮機(jī)理：通過各種材料之間的物理化學(xué)協(xié)同作用，配制堵劑靜止時(shí)可形成一定的靜態(tài)結(jié)構(gòu)(觸變性)，使得堵劑具有較好的懸浮穩(wěn)定性。本發(fā)明實(shí)施例制備的堵劑具有的優(yōu)點(diǎn)：(1)駐留性好，減少用量，縮短施工周期；LHD堵劑進(jìn)入目標(biāo)漏失層后，在壓差的作用下，擠出堵漿中的自由水，快速形成具有一定強(qiáng)度的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，增大了堵劑的流動(dòng)阻力，限制了堵劑往漏失層深部流動(dòng)。隨著不斷擠入，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的空隙不斷被充填，擠入壓力不斷上升，實(shí)現(xiàn)有效駐留，保證堵漏修復(fù)的可靠性。對(duì)于高滲透大孔道地層，堵劑能快速(30秒左右)形成具有一定承壓能力(4MPa左右)的網(wǎng)狀封堵層，實(shí)現(xiàn)有效駐留，提高封堵成功率并減少堵劑用量(普通堵劑20-200m3，而LHD堵劑只用10-40m3)。能夠在封堵層位形成抗壓強(qiáng)度高、韌性好、微脹和有效期長(zhǎng)的固化體；將周圍介質(zhì)膠結(jié)成一個(gè)牢固的整體，與所膠結(jié)的界面具有較高的膠結(jié)強(qiáng)度，提高施工有效期。(2)界面膠結(jié)強(qiáng)度高，保證施工效果。采用多種功能活性材料，改善膠結(jié)界面微觀結(jié)構(gòu)，優(yōu)化水化產(chǎn)物的化學(xué)組分，能夠形成抗竄強(qiáng)度高、耐沖蝕的封堵層，提高施工有效期。微觀結(jié)構(gòu)研究表明：LHD堵劑在界面上形成的水化物與水泥堵劑有很大差別，易沖蝕的Ca(OH)2晶體和穩(wěn)定性差的高堿性水化物要少很多。在抗竄強(qiáng)度方面，水泥堵劑受日常生產(chǎn)的影響較大，相比而言，LHD堵劑受大排量日常生產(chǎn)的影響較小。LHD堵劑能夠形成界面膠結(jié)強(qiáng)度高、耐沖蝕的固化體，將周圍介質(zhì)膠結(jié)成一個(gè)牢固的整體，提高施工后的套管堵漏修復(fù)井對(duì)增壓注水等高壓作業(yè)的承受能力，從根本上提高施工有效期。(3)初凝時(shí)間可控，保證施工安全。通過解決堵漿的懸浮穩(wěn)定性和初終凝時(shí)間控制的可靠性問題，LHD堵劑配制的堵漿在井筒內(nèi)停留時(shí)，可在預(yù)定的較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保證良好的流動(dòng)性，不會(huì)沉淀和凝固，并且固化時(shí)間易于調(diào)整，提高了施工的安全性和可靠性。(4)能夠?qū)崿F(xiàn)找漏堵漏施工一體化。由于LHD堵劑在進(jìn)入封堵目標(biāo)層后能快速形成網(wǎng)狀封堵層，使施工壓力明顯升高(上升幅度3-15MPa)，從而能夠在套管堵漏修復(fù)施工時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏層，實(shí)現(xiàn)找漏堵漏施工一體化，使該堵劑能用于無(wú)法確定漏層位置的井。而普通堵劑無(wú)法在封堵目標(biāo)層快速形成封堵層，因而無(wú)法找漏。以上公開的僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以上述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3