專利名稱：重質(zhì)蠟增注分流劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在多個(gè)生產(chǎn)帶上在具有礫石充填的地層中隔離所選地下區(qū) 域的方法和組合物。
背景技術(shù)：
在許多油氣開采作業(yè)中，人們發(fā)現(xiàn)，在由地表貫穿相關(guān)地下區(qū)域鉆井 后， 一個(gè)或多個(gè)該區(qū)域可能產(chǎn)生不合意量的顆粒物質(zhì)而使井被堵塞，或如 果被攜帶到地表，顆粒物質(zhì)會(huì)造成流體處理裝置的問題。在此情況下，一 般使用礫石充填，其包括位于井內(nèi)周周圍的礫石層，以防止微粒隨產(chǎn)出流體從地層中流出。使用多種技術(shù)在井中安放礫石。在Petroleum Engineering Handbook, Editor-in-Chief Howard B. Bradley,第三次印刷，Society of Petroleum Engineers, Richardson, Texas, U.S.A., 1998,第56和58頁及第 8章"Gravel Pack Placement"，第45-47頁中公開了大量此類技術(shù)。此類礫石充填技術(shù)通常利用安放在開采區(qū)上的井圓周內(nèi)壁周圍的礫石 層。通常用篩管將礫石固定就位?？梢允褂枚喾N類型的篩管。 一種此類篩 管是Baker Oil Tools銷售的BAKERWELD篩管。這種篩管包括位于多孔 中心管周圍的繞絲篩管。繞絲篩管通常距多孔中心管一定距離。生產(chǎn)管通 常延伸到礫石充填組合的頂端。多孔中心管充當(dāng)射孔井段中的管道并充當(dāng) 繞絲用的基底，從而在多孔中心管周圍產(chǎn)生篩管。在多孔中心管與繞絲篩 管之間形成環(huán)狀間距。生產(chǎn)管不必延伸到多孔中心管內(nèi)。其它類型的篩管 通常使用繞絲，并還可以包括或不包括編織篩層、分級(jí)顆粒層或這二者。當(dāng)必須處理位于覆蓋多個(gè)地層的礫石充填中的多個(gè)地層之一時(shí)，已經(jīng) 發(fā)現(xiàn)，由于在多孔中心管外壁與環(huán)繞多孔中心管的篩管的內(nèi)壁之間存在環(huán)形空間(間隙)，難以實(shí)現(xiàn)單一地層或一組地層的隔離。該間隙在中心管 外壁周圍延伸，并使得材料可流過該環(huán)形空間，甚至當(dāng)中心管被堵塞時(shí)和 礫石充填被堵塞時(shí)也如此。發(fā)明概要由于在一些情況下必須隔離生產(chǎn)層(其通過覆蓋多個(gè)地層的砂礫充填 進(jìn)行生產(chǎn))，已經(jīng)尋找有效的方法以有效堵塞在相關(guān)地層上方和/或下方的 多孔中心管、間隙和礫石充填?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以通過處理從由地表起 被井貫穿的多個(gè)地層中選擇的 一個(gè)地層而產(chǎn)生有效塞堵，該井具有礫石充 填，該礫石充填包含位于井外周周圍的礫石并位于地層上方，在礫石內(nèi)有 篩管，該井進(jìn)一步包括多孔中心管，其與篩管內(nèi)部和地表流體連通，該方法包括在管中安放至少一個(gè)封隔體，以至少隔離所選的一個(gè)地層；安放 一定量的顆?；旌衔?，所述顆?；旌衔锘居扇埸c(diǎn)高于所選地層處理溫度 的蠟和細(xì)碎粒狀金屬鹽構(gòu)成，該混合物的比重大于所述至少 一個(gè)封隔體之 上的水；并將一定量的處理材料注入井和所選地層中。此外，公開了隔離從由地表起被井貫穿的多個(gè)地層中選擇的 一個(gè)地層 的方法，該井具有礫石充填，該礫石充填包含位于井外周周圍的礫石并位 于地層上方，在礫、石內(nèi)有篩管，該井進(jìn)一步包括多孔中心管，其與篩管內(nèi) 部和地表流體連通，該方法包括安放至少一個(gè)封隔體，以至少隔離所選 的一個(gè)地層；并安;^文一定量的顆?；旌衔?，所述顆?；旌衔锘居扇埸c(diǎn)高 于所選地層處理溫度的蠟和細(xì)碎粒狀金屬鹽構(gòu)成，該混合物的比重大于該 至少一個(gè)封隔體之上的水。本發(fā)明進(jìn)一步包括用于封堵井的組合物。該組合物基本由熔點(diǎn)高于大 約52°C (125T)的蠟和細(xì)碎粒狀金屬鹽的混合物構(gòu)成，該混合物的比重 大于水。附圖簡述圖l顯示根據(jù)本發(fā)明的井，包括在三個(gè)生產(chǎn)地層上的礫石充填，該礫石充填包含用篩管容納就位的礫石層，其中在篩管和多孔中心管之間存在 間隙，該多孔中心管具有在適當(dāng)位置的塞堵。圖2顯示本發(fā)明的另一實(shí)施方案，其中一對塞堵位于適當(dāng)位置以隔離 所選地層。圖3顯示在棵井中的本發(fā)明的另一實(shí)施方案。圖4顯示包括多孔中心管的繞絲篩管的頂視截面圖。圖5顯示包括多孔中心管的繞絲篩管頂部的等距視圖。本文中所用的術(shù)語"包含，，或"包括"在引出列舉的備選物時(shí)是指可以存在除所列舉要素之外的附加要素。術(shù)語"由......構(gòu)成，，是指所述"由(所述材料)構(gòu)成"的事項(xiàng)必須僅由這些要素構(gòu)成。本文中所用的短語"基本由……構(gòu)成"和類似短語不排除存在本說明書中沒有具體提及的其它步驟、要素或材料，只要此類步驟、要素或材料不會(huì)影響本發(fā)明的基本和新穎特征即可，另外，它們不排除通常與所用要素和材料相關(guān)的雜質(zhì)。優(yōu)選實(shí)施方案描述在附圖的描述中，通篇使用相同的數(shù)字指代相同或類似的要素。 在

圖1中顯示了井10，它從地表12開始貫穿表土 20并貫穿生產(chǎn)層14、 16和18直至井底11。要理解的是，如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的那樣，井底 11可以距生產(chǎn)層14、 16和18下方相當(dāng)大的距離。井10包括井眼22，其包括具有內(nèi)徑25的套管24。如本領(lǐng)域技術(shù)人員 已知那樣，套管24通常用水泥固定就位。具有外壁27和射孔(其顯示為 洞30?？梢允遣?的多孔中心管26貫穿篩管28，并在接頭34處連接到生 產(chǎn)管29上，該生產(chǎn)管29與地表和生產(chǎn)層14、 16與18流體連通。礫石充 填包含位于套管24內(nèi)壁25周圍的>^、石36，其位于分別進(jìn)入地層14、 16 和18的射孔38、 40和42上。通過篩管28將礫、石固定就位，該篩管可以 是任何合適的篩管，如上述Baker OilTools篩管。盡管篩管與中心管相連， 但在多孔中心管26的外壁和篩管28的內(nèi)壁31之間存在環(huán)形空間32 (間隙)。在作業(yè)中，流體從地層14、 16和18中流出。通常在需要礫石充填 的地層中，如果不使用礫石充填，會(huì)隨著從這些地層中回收的流體產(chǎn)生固 體。在許多情況下，最好能在隔離其它地層的同時(shí)選擇性處理一個(gè)或多個(gè) 地層。在圖1中，安方文封隔體44以隔離地層18，以便能夠處理地層14和 16。在多孔中心管26中在低于地層16底部的位置安放可卸式封隔體44， 由此形成塞堵。當(dāng)使用此類塞堵時(shí)，泵入井中的處理溶液流經(jīng)篩管28內(nèi)壁 31與多孔中心管26外壁之間的環(huán)形空間32，并流經(jīng)射孔38、 40和42， 由此除地層14和16外還處理地層18。根據(jù)本發(fā)明，以足以在塞堵44上 向外變形穿過多孔中心管26中的開孔并進(jìn)入間隙32以便在井中高于封隔 體44低于地層16底部的位置堵塞多孔中心管26和間隙32的量，在塞堵 44上安放包含蠟和金屬鹽的混合物46，由此避免了上述難題。如所示那樣， 一旦多孔中心管26和間隙32被堵塞，就可以隨即注入密封劑，如固化液 體，如硅酸鈉、聚氨酯聚合物或環(huán)氧樹脂；高粘性液體，如丙烯酸類凝膠、 聚氨酯凝膠或其它天然或合成聚合液體；以及細(xì)磨漿料，如微粒水泥、石 英粉或其它細(xì)磨固體，等等，以沉降到礫石充填中并將其堵塞。在圖2中顯示了類似的處理系統(tǒng)，但在此例子中使用兩個(gè)封隔體以隔 離區(qū)域16。第二封隔體50夂立于地層16的頂部48上方，并使用管52(如 盤管等)將處理溶液注入地層16。在圖1中，注入的處理溶液通入地層14 和16。該處理溶液可以是堵水材料、酸化材料、結(jié)垢抑制劑、緩蝕劑等。 在根據(jù)本發(fā)明隔離了需要隔離的地層后，可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的 基本任何井處理。在圖3中顯示一種實(shí)施方案，其中使用本發(fā)明的塞堵將地層14與地層 16和18隔離。在此例中顯示了未加套的井(棵井)。眾所周知，在加套 或未加套的井中都可以使用礫石篩管。在任一情況下，本發(fā)明的方法都是 有效的。 一旦處理結(jié)束，可以將溫?zé)岬牟牧贤ㄈ刖屑訜峋匀刍灢⒊?去該塞堵，由此從井中沖出蠟/金屬鹽塞堵，或可以使用如柴油、二曱苯、 原油之類的溶劑去除該塞堵?？梢允褂煤懈甙俜直确甲寤衔锏娜魏魏线m的溶劑。理想地，碳酸鉀是極細(xì)碎的，并在蠟溶解或熔化時(shí)容易地分散。將蠟/金屬鹽材料成型為丸粒。理想地，丸粒直徑為大約3毫米至大約 10毫米(大約1/8至大約3/8英寸)，通常直徑為大約10毫米(3/8英寸)。 丸?？梢匀菀椎刈冃芜M(jìn)入所述間隙并壓在篩管上。丸粒尺寸可以隨間隙寬 度之類的因素而大幅變化。在任何情況下，人們相信，基本任何尺寸的丸 粒都可充分變形以堵塞中心管環(huán)形空間、間隙和篩管。蠟丸應(yīng)小于中心管 中的射孔(直徑約10毫米)并大于中心管外壁和篩管內(nèi)壁之間的環(huán)形空間 (間隙32)(通常約3毫米)。理想地，混合物粒子可以通過任何合適的技術(shù)成型，例如美國專利 3,979,305; 3,316,965和3,455,390中公開的那些，這些專利經(jīng)此引用完全 并入本文。粒子形狀和尺寸可以隨粒子制造方法及其使用條件而大幅變化。 通常，該粒子可以是平均直徑大約0.1微米至大約13毫米(1/2英寸)的 橢球體、立方體、顆粒、扣形物、扁平盤狀物或其混合。粒子優(yōu)選為大約 3毫米至大約10毫米(大約1/8英寸至大約3/8英寸)并且為球形。合適的蠟選自由結(jié)晶和微晶石油蠟、蜂蠟、巴西棕櫚蠟、康德利亞蠟 (condellia wax)、褐煤蠟、全精煉石油蠟、長鏈脂族烴和氧化烴蠟、費(fèi) 托合成蠟、合成蠟等組成的組。理想地，該蠟在室溫下和在地層溫度下是 固體，并具有高于地層溫度的熔點(diǎn)(優(yōu)選高至少6。C(10下))。在處理完成 后，可以通過注入熱水等提高地層溫度，以熔化蠟并去除塞堵。類似地， 也可以使用能夠溶解蠟的芳族材料以溶解該蠟。此外，通過注入足量的水 等冷卻地層，可以在溫度高于該蠟熔點(diǎn)的地層中使用該蠟。蠟的熔融溫度 優(yōu)選高于被處理時(shí)的地層的溫度，從而可以通過使用加熱材料或溶解材料、 或通過使冷卻的地層恢復(fù)到其未冷卻溫度來除去該蠟。金屬鹽選自周期表第II、 III、 IV-A、 V、 VI、 VII和VIII族的金屬的 鹽。特別優(yōu)選的鹽是碳酸鈣。該金屬鹽粒子的直徑理想地不大于大約10 毫米(3/8英寸)，直徑優(yōu)選為大約IOO至大約18目U.S.篩。該金屬鹽可 以或不可以與酸之類的材料反應(yīng)，因?yàn)槌灪蟮慕饘冫}通過從地層中產(chǎn)生 流體而孩i細(xì)分散。 一旦井處理結(jié)束，就相應(yīng)地容易除去該混合物。可以通過分散在含芳族化合物的溶劑中的酸除去該金屬鹽和蠟。理想地，蠟與金屬鹽的混合物的比重大于水，如果井含有鹽水，則比 重高于鹽水的比重。添加到蠟中的碳酸釣的量至少部分取決于使該混合物 比水重所必需的金屬鹽濃度。通常，當(dāng)使用碳酸鉤時(shí)，將該混合物設(shè)計(jì)成含有大約5至大約30重量％碳酸鉤和大約70至大約95重量％蠟。優(yōu)選地， 還將該混合物設(shè)計(jì)成具有大約52X:至大約121°C (大約125至大約250°F ) 的熔點(diǎn)。將此類混合物設(shè)計(jì)成在水中下沉并在封隔體上向外變形以堵塞生 產(chǎn)管，從而封閉篩管與生產(chǎn)管之間的間隙并封閉流經(jīng)封隔體區(qū)域中的礫石 的流體。如前所述，可以在所選地層下方和上方使用這種類型的塞堵，以隔離 要通過已知井處理技術(shù)處理的地層。在圖4中顯示了具有繞絲28的多孔中心管26的頂視截面圖。通過高 度通常為約3毫米(1/8英寸)的多個(gè)側(cè)階56將繞絲篩管28與多孔管28 的外壁分離，從而使繞絲篩管與多孔中心管26的外壁間隔大約3毫米(1/8 英寸)。通常將篩管焊接到至少一部分所述側(cè)階上，以使該篩管相對于多 孔中心管保持就位。如本領(lǐng)域已知的那樣，可以將該側(cè)階在末端、沿其長 度焊接到該中心管上，或以其它方式固定到該中心管上。此類篩管的構(gòu)造 被認(rèn)為是本領(lǐng)域已知的。在圖5中顯示了等距頂視圖，其顯示了該篩管的相同特征，包括多孔 中心管、側(cè)階和繞絲篩管。環(huán)形空間32是在繞絲篩管內(nèi)壁與多孔管外壁之 間的空間。本發(fā)明的組合物可以以預(yù)成型組合物的形式運(yùn)送到井，或者其可以在 井點(diǎn)通過在合適的造粒系統(tǒng)中混合金屬鹽和蠟以制造丸?；旌衔飦碇?造。該混合物容易注入井中，并向下流到井中的塞堵處，該塞堵阻止該混 合物并使其在塞堵周圍向外變形，以封閉流過生產(chǎn)管、篩管內(nèi)壁和礫石區(qū) 域的流體。除了使用加熱材料和含芳族化合物的材料溶解該蠟外，較不優(yōu)選但有 效的溶劑材料是碳氟化合物、四氯化碳等。因環(huán)保原因，這些材料較不優(yōu)選。在美國專利3,979,305中公開了一種降濾失劑，其包含蠟、油溶性多羥 基化合物、高級(jí)脂肪酸、偏酯表面活性劑和水分散性表面活性劑，例如聚 乙烯烷基酚。根據(jù)本發(fā)明，僅需要蠟和無機(jī)材料。雖然該，305專利公開了 用作增重劑的附加材料，如二氧化硅、碳酸鉤等，但在本發(fā)明中發(fā)現(xiàn)，僅 需要蠟和金屬鹽。不需要聚合材料，且本發(fā)明的組合物被認(rèn)為更優(yōu)越，因 為在沒有聚合物材料的情況下其更容易控制和去除。美國專利3,316,965公開了一種組合物，其包含烴和聚合物的摻合物。 類似考慮因素適用于該參考文獻(xiàn)，并且在本發(fā)明中，僅需要蠟和金屬鹽。美國專利3,455,390公開了一種組合物，其包含細(xì)碎的油溶性、水不溶 性的固體粒子在液體載體中的分散體。該水不溶性固體粒子可以是油溶性 的蠟，其與下述物質(zhì)結(jié)合具有二至四個(gè)碳原子的烯烴的聚合物，具有二 至四個(gè)碳原子的烯烴與烷基中含有不超過四個(gè)碳原子的丙烯酸烷基酯的共 聚物，具有二至四個(gè)碳原子的烯烴的共聚物，和具有二至四個(gè)碳原子的烯 烴與通過酸性酸和不飽和醇反應(yīng)生成的酯的共聚物。列舉了多種優(yōu)選的聚 合物組分。由于其簡單有效，本發(fā)明仍然被認(rèn)為優(yōu)于該專利中公開的組合 物。美國專利1,165,476公開了如下材料，如蠟、共晶化合物、鹽和瀝青質(zhì) 的摻合物，其可以溶解在原油中，作為限流手段。公開了這些材料在礫石 制漿中的使用，并據(jù)公開用于防止液體過早地從礫石漿中流失。這些材料 由于其復(fù)雜性而祐j人為較不合適，且使用本發(fā)明的雙組分組合物可實(shí)現(xiàn)的 靈活性被認(rèn)為在其可除去性、就位時(shí)的有效性和增重靈活性方面更優(yōu)異。本發(fā)明包括一種簡單、有效、高度靈活且經(jīng)濟(jì)的方法，用于處理從具 有位于地層上的對、石充填的多個(gè)地層中選擇的一個(gè)地層。本發(fā)明還提供一 種有效和經(jīng)濟(jì)的選擇性隔離地層的方法。本發(fā)明進(jìn)一步包括一種組合物，其用于將礫、石充填后的所選地層選擇 性隔離。盡管已經(jīng)參照其某些優(yōu)選實(shí)施方案描述本發(fā)明，但要指出的是，所述實(shí)施方案在性質(zhì)上是示例性而非限制性的，并且可以在本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi) 作出許多變動(dòng)和修改。在審視優(yōu)選實(shí)施方案的前述描述的基礎(chǔ)上，許多這 類變動(dòng)和修改將^f皮本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為是明顯和理想的。
權(quán)利要求
1. 處理從由地表起被井貫穿的多個(gè)地層中選擇的一個(gè)地層的方法，該井具有礫石充填，該礫石充填包含位于井外周周圍的礫石并位于地層上方，在礫石內(nèi)有篩管，該井進(jìn)一步包括多孔中心管，其與篩管內(nèi)部和地表流體連通，該方法包括a)在中心管中安放至少一個(gè)封隔體，以至少隔離所選的一個(gè)地層；b)安放一定量的顆?；旌衔铮擃w?；旌衔锘居扇埸c(diǎn)高于所選地層處理溫度的蠟和細(xì)碎粒狀金屬鹽構(gòu)成，該混合物的比重大于所述至少一個(gè)封隔體之上的水；并c)將一定量的處理材料注入井和所選地層中。
2. 權(quán)利要求l的方法，其中使用兩個(gè)封隔體。
3. 權(quán)利要求l的方法，其中所述蠟選自由結(jié)晶和微晶石油蠟、蜂蠟、 巴西棕櫚蠟、康德利亞蠟、褐煤蠟、全精煉石油蠟、長鏈脂族烴和氧化烴 蠟、費(fèi)托合成蠟、合成蠟等組成的組。
4. 權(quán)利要求l的方法，其中所述金屬鹽選自周期表第II、 III、 IV-A、 V、 VI、 VII和VIII族的金屬的鹽。
5. 權(quán)利要求l-4任一項(xiàng)的方法，其中所述蠟具有比所選地層的溫度 高至少6'C (l(TF )的熔點(diǎn)。
6. 權(quán)利要求l-4任一項(xiàng)的方法，其中所述金屬鹽的粒徑不大于大約 10毫米(3/8英寸)。
7. 權(quán)利要求6的方法，其中所述金屬鹽是碳酸鉤。
8. 權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的方法，其中所述蠟的熔點(diǎn)為大約52。C至 12TC (大約125至大約250T )。
9. 權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的方法，其中所述混合物含有大約5至大約 30重量％的金屬鹽和大約70至大約95重量％的蠟。
10. 隔離從由地表起被井貫穿的多個(gè)地層中選擇的一個(gè)地層的方法， 該井具有礫石充填，該礫石充填包含位于井外周周圍的礫石并位于地層上方，在礫石內(nèi)有篩管，該井進(jìn)一步包括多孔中心管，其與篩管內(nèi)部和地表流體連通，該方法包括a)在中心管中安放至少一個(gè)封隔體，以至少隔離所選的一個(gè)地層；并 b )安放一定量的顆?；旌衔?，該顆?；旌衔锘居扇埸c(diǎn)高于所選地層處理溫度的蠟和細(xì)碎粒狀金屬鹽構(gòu)成，該混合物的比重大于所述至少一個(gè)封隔體之上的水。
11. 權(quán)利要求10的方法，其中使用兩個(gè)封隔體。
12. 權(quán)利要求10的方法，其中所述蠟選自由結(jié)晶和微晶石油蠟、蜂蠟、 巴西棕櫚蠟、康德利亞蠟、褐煤蠟、全精煉石油蠟、長鏈脂族烴和氧化烴 蠟、費(fèi)托合成蠟、合成蠟等組成的組。
13. 權(quán)利要求10-12任一項(xiàng)的方法，其中所述蠟具有比所選地層的溫 度高至少6°C (10°F )的熔點(diǎn)。
14. 權(quán)利要求10-12任一項(xiàng)的方法，其中所述金屬鹽的粒徑不大于大 約10毫米(3/8英寸)。
15. 權(quán)利要求10-12的方法，其中所述金屬鹽是碳酸《丐。
16. 權(quán)利要求10-12任一項(xiàng)的方法，其中所述蠟的熔點(diǎn)為大約52'C 至大約121°C (大約125至大約250°F )。
17. 權(quán)利要求10的方法，其中所述混合物含有大約5至約30重量％ 的金屬鹽和大約70至大約95重量％的蠟。
18. 用于封堵貫穿地層的井的組合物，該組合物基本上由以下物質(zhì)的 混合物構(gòu)成a) 熔點(diǎn)高于大約52t: (125下)的蠟；和b) 細(xì)碎粒狀金屬鹽，該混合物的比重大于水。
19. 權(quán)利要求18的組合物，其中所述蠟選自由結(jié)晶和微晶石油蠟、蜂 蠟、巴西棕櫚蠟、康德利亞蠟、褐煤蠟、全精煉石油蠟、長鏈脂族烴和氧 化烴蠟、費(fèi)托合成蠟、合成蠟等組成的組。
20. 權(quán)利要求18的組合物，其中所述蠟具有比所選地層的溫度高至少 6°C (IO下)的熔點(diǎn)。
21. 權(quán)利要求18的組合物，其中所述金屬鹽選自周期表第II、III、IV-A、 V、 VI、 VII和VIII族的金屬的鹽。
22. 權(quán)利要求18-20任一項(xiàng)的組合物，其中所述金屬鹽是碳酸鉤。
23. 權(quán)利要求18-20任一項(xiàng)的組合物，其中所述蠟的熔點(diǎn)為約52°C 至大約121°C (大約125至大約250下)。
24. 權(quán)利要求18-20任一項(xiàng)的組合物，其中所述混合物含有大約5 至大約30重量％的金屬鹽和大約70至大約95重量％的蠟。
全文摘要
在多個(gè)生產(chǎn)帶上在具有礫石充填的地層中隔離所選地層的方法和組合物。
文檔編號(hào)E21B43/04GK101283160SQ200680037695
公開日2008年10月8日 申請日期2006年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月13日
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