一種人造泥巖及其封堵油氣井套管外串流的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種人造泥巖及其封堵油氣井套管外串流的方法，該人造泥巖由覆膜樹脂在溫度45~150℃、壓力2~5MPa、作用時間不低于1h的條件下形成；所述覆膜樹脂包括如下組分，各組分以重量百分比計的組成為：聚乙烯醇吸水膨脹樹脂30~50%、松香樹脂10~20%、酚醛樹脂10~20%、脲醛樹脂5~10%、烏洛托品2~5%和納米碳酸鈣10~30%。采用該人造泥巖封堵油氣井套管外串流的方法，包括1）注入納米碳酸鈣與攜帶液，形成無滲透性封堵；2）注入活性水；3）注入覆膜樹脂與攜帶液，形成人造泥巖。本發(fā)明實現(xiàn)一次性快速封堵水平井水平段油氣井套管外串流的井筒環(huán)空，人造泥巖封堵持效期長，適用于石油開采水平井水力噴射壓裂改造后的修井作業(yè)，利于提高后期水平井堵水工藝施工成功率。
【專利說明】一種人造泥巖及其封堵油氣井套管外串流的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油開采【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種人造泥巖，以及使用該人造泥巖進(jìn)行封堵油氣井套管外串流的施工方法。本發(fā)明適用于石油開采中水平井水力噴射壓裂改造后的修井作業(yè)，利于提高后期水平井堵水工藝施工成功率。

【背景技術(shù)】
[0002]低滲油氣田開發(fā)中水平井?dāng)?shù)量越來越多，水平井完井方式主要有裸眼完井、篩管完井和套管完井三大類。以套管完井的水平井在儲層改造工藝主要為水力噴射壓裂方式，水平井水平段套管與儲層巖石壁面的環(huán)空分固井和不固井兩種方式，但從測試結(jié)果顯示部分水平段套管與儲層巖石壁面的環(huán)空固井質(zhì)量較差，采用水力噴射分段壓裂方式改造后套管存在連通空間導(dǎo)致油氣井套管外串流。在水平井投產(chǎn)或生產(chǎn)開發(fā)中，部分水平井存在高含水現(xiàn)象，需米用水平井堵水工藝。
[0003]目前水力噴射多段壓裂方式改造后水平井堵水工藝主要為分段機(jī)械封隔方法，依次找水，然后分段堵水，當(dāng)水平井水平段井筒環(huán)空存在套管外串流時，無法進(jìn)行機(jī)械封割，也無法準(zhǔn)確將堵水劑注入設(shè)定裂縫。
[0004]專利文獻(xiàn)CN103670332A(
【公開日】為2014年3月26日)公開了一種井筒隔絕閥。該隔絕閥的組件包括第一接頭、第二接頭、連接管和球座，其中連接管具有第一端和第二端，連接管的兩端分別與第一接頭、第二接頭密封連接，第二端伸入第二接頭內(nèi)，連接管的第二端與第二接頭之間形成環(huán)空部，連接管上開設(shè)有徑向的第一導(dǎo)流孔，第一導(dǎo)流孔連通環(huán)空部，球座設(shè)于連接管內(nèi)，球座與連接管可滑動密封連接，球座的座封端的端部密封連接有堵頭，球座上具有第二導(dǎo)流孔，連接管的內(nèi)壁上周向開有第一卡槽，球座的外壁上周向開有第二卡槽，第一卡槽或第二卡槽內(nèi)嵌有彈性開口卡環(huán)，球座通過剪切銷釘與所述連接管固定，球座與連接管通過大小徑配合實現(xiàn)行程控制。
[0005]以上述專利文獻(xiàn)為代表的機(jī)械封隔方法存在的主要問題是:1、水力噴射多段壓裂改造后套管易形變，機(jī)械封隔器易發(fā)生卡鉆；2、當(dāng)套管完井方式中固井后存在套管外串流時，機(jī)械封隔方法失效；3、套管完井方式不固井井筒環(huán)空不適用機(jī)械封隔方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供了一種人造泥巖以及使用該人造泥巖進(jìn)行封堵油氣井套管外串流的施工方法。本發(fā)明設(shè)計的施工方法，無需進(jìn)行機(jī)械封隔管柱起下，減少機(jī)械封隔器在水平段作業(yè)風(fēng)險；能對水平段井筒環(huán)空固井質(zhì)量因水力噴射多段壓裂方式改造后套管外串流空間的封堵；能滿足水平段井筒不固井方式環(huán)空封堵。同時水平井出水段壓裂裂縫端面的封堵在后期堵水施工中能解除，并不影響水平井產(chǎn)層段生產(chǎn)，利于提高后期水平井堵水工藝施工成功率。
[0007]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
一種人造泥巖，由覆膜樹脂在溫度45?150°C、壓力2飛MPa、作用時間不低于Ih的條件下形成。
[0008]其中，所述覆膜樹脂包括如下組分，各組分以重量百分比計的組成為:聚乙烯醇吸水膨脹樹脂30~50%、松香樹脂10~20%、酚醛樹脂10~20%、脲醛樹脂5~10%、烏洛托品2~5%和納米碳酸鈣10~30%。
[0009]進(jìn)一步地，所述覆膜樹脂的密度為1.05-1.15g/cm3,粒徑70目~200目。
[0010]本發(fā)明采取的技術(shù)方案進(jìn)一步包括:
采用上述的人造泥巖封堵油氣井套管外串流的方法，包括如下步驟，各步驟所述百分比均為體積百分比；
1)在地面混砂車中將10-15%納米碳酸鈣與85、0%攜帶液混合，混合均勻后以500~1000L/min排量注入井筒并使其進(jìn)入水力噴射壓裂支撐裂縫近井口處，施工壓力升高至1~2MPa，納米碳酸鈣在水力噴射壓裂支撐裂縫近井口形成無滲透性封堵；
2)注入5~10m3活性水作為隔離液；
3)在地面混砂車中將5~10%覆膜樹脂與90~95%攜帶液混合，混合均勻后以20(T400L/min排量注入井筒，施工壓力升高至2~5MPa后，維持施工壓力1~ 2h ;所述覆膜樹脂在溫度、壓力和作用時間條件下形成用于封堵水平井套管外串流的人造泥巖。
[0011]進(jìn)一步地，所述步驟I)和步驟3)中的攜帶液包括如下組分，各組分以重量百分比計的組成:油酰胺丙基_2，3- 二羥丙基二甲基氯化銨0.5^2.0%、芥子酰胺丙基甜菜堿
0.5%~2.0% 和水 96~99%。
[0012]進(jìn)一步地，所述步驟2)中的活性水包括如下組分，各組分以重量百分比計的組成:氯化鉀0.5~2.0%、助排劑0.5~2.0%、破乳劑0.1~0.5%和水95.5~98.9%。
[0013]進(jìn)一步地，所述助排劑為G518助排劑，破乳劑為G503破乳劑，所述G518助排劑和G503破乳劑均由川慶鉆探工程有限公司鉆采工程技術(shù)研究院提供。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
1、本發(fā)明利用人造泥巖能實現(xiàn)一次性快速封堵水平井水平段油氣井套管外串流的井筒環(huán)空，同時可解除材料一次性快速封堵水平段壓裂支撐裂縫縫口，根據(jù)作業(yè)需求可隨時解除，并不影響人造泥巖封堵油氣井套管外串流井筒環(huán)空性能。
[0015]2、本發(fā)明通過采用“10~15%納米碳酸鈣與85~90%的攜帶液在地面均勻混合后以50(T1000L/min排量注入井筒”的施工作業(yè)，能實現(xiàn)一次性快速封堵水平段全段水力噴射壓裂支撐裂縫縫口，促進(jìn)后期高強(qiáng)度人造泥巖封堵劑對水平井套管外串流井筒環(huán)空封堵，減少高強(qiáng)度人造泥巖封堵劑進(jìn)入支撐裂縫，減少多次井下作業(yè)分段對裂縫縫口封堵，提高了水平段壓裂支撐裂縫縫口封堵作業(yè)效率。
[0016]3、本發(fā)明采用的攜帶液因溫度升高，粘度迅速降低而濾失，以及通過注入一定量活性水作為隔離液的施工作業(yè)，實現(xiàn)溫控降粘模式(攜帶液在溫度升高到一定條件下粘度降低，達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的破膠粘度的指標(biāo))和破膠劑降粘模式(攜帶液在加入破膠劑后粘度降低，達(dá)到達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的破膠粘度的指標(biāo))對攜帶液粘度降低促進(jìn)攜帶液濾失，使攜帶液在壓裂裂縫縫口快速形成封堵。
[0017]4、本發(fā)明通過采用“將5~10%覆膜樹脂與90-95%攜帶液混合，混合均勻后以200~400L/min排量注入井筒，施工壓力升高至2~5MPa后，維持施工壓力l~2h”，能一次性快速實現(xiàn)水平井水平段套管與儲層巖石壁面的井筒環(huán)空封堵，無需機(jī)械分段分割封堵。
[0018]5、本發(fā)明中由覆膜樹脂形成無滲透性的高強(qiáng)度人造泥巖，封堵水平井套管與儲層巖石壁面的井筒環(huán)空。人造泥巖帶有一定膨脹性能，封堵性能不隨時間變化而變化，能起到長期有效作用。
[0019]6、當(dāng)進(jìn)行后續(xù)的水平井堵水作業(yè)時，可在注入堵水劑前，使用工業(yè)乙酸作為解除齊?，解除封堵壓裂支撐裂縫縫口的納米碳酸鈣，恢復(fù)水平井壓裂裂縫端面的封堵，使堵水劑能順利進(jìn)入出水裂縫內(nèi)進(jìn)行下一步作業(yè)。

【具體實施方式】
[0020]分段機(jī)械封隔方法是目前水力噴射多段壓裂方式改造后水平井堵水工藝中的主要施工方法。然而，機(jī)械封隔方法存在的主要問題表現(xiàn)在套管易形變，封隔器易發(fā)生卡鉆，不能有效防止套管外串流等諸多方面。針對機(jī)械封隔方法的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種人造泥巖以及使用該人造泥巖進(jìn)行封堵油氣井套管外串流的施工方法。本發(fā)明設(shè)計的施工方法，無需進(jìn)行機(jī)械封隔管柱起下，減少機(jī)械封隔器在水平段作業(yè)風(fēng)險；能對水平段井筒環(huán)空固井質(zhì)量因水力噴射多段壓裂方式改造后套管外串流空間的封堵；能滿足水平段井筒不固井方式環(huán)空封堵。同時水平井出水段壓裂裂縫端面的封堵在后期堵水施工中能解除，并不影響水平井產(chǎn)層段生產(chǎn)，利于提高后期水平井堵水工藝施工成功率。
[0021]以下將結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0022]實施例1
本實施例提供了一種人造泥巖，人造泥巖的前提物是覆膜樹脂。覆膜樹脂在溫度45~150°C、壓力2飛MPa、作用時間不低于Ih的條件下形成高強(qiáng)度的用于封堵水平井套管外串流的人造泥巖。
[0023]作為優(yōu)選，所述覆膜樹脂包括如下組分，各組分以重量百分比計的組成為:聚乙烯醇(PVA)吸水膨脹樹脂40%、松香樹脂10%、酚醛樹脂15%、脲醛樹脂10%、烏洛托品5%和納米碳酸鈣20%。經(jīng)測定，本實施例所述的覆膜樹脂的密度為1.08g/cm3，粒徑70目~200目。
[0024]在進(jìn)行封堵水平井套管外串流施工作業(yè)之前，還需要配制的組合物有攜帶液和活性水。
[0025]作為優(yōu)選，所述攜帶液包括如下組分，各組分以重量百分比計的組成為:油酰胺丙基-2，3- 二羥丙基二甲基氯化銨0.5%、芥子酰胺丙基甜菜堿1%和水98.5%。
[0026]作為優(yōu)選，所述活性水包括如下組分，各組分以重量百分比計的組成為:氯化鉀
1.0%、助排劑1.0%、破乳劑0.5%和水97.5%。其中，助排劑為J518助排劑，破乳劑為G503破乳劑，G518助排劑和G503破乳劑均由川慶鉆探工程有限公司鉆采工程技術(shù)研究院提供。
[0027]采用本實施例所述的人造泥巖封堵油氣井套管外串流的方法，包括如下步驟，各步驟所述百分比均為體積百分比:
I)在地面混砂車中將15%納米碳酸鈣與85%攜帶液混合，混合均勻后以800L/min排量注入井筒并使其進(jìn)入水力噴射壓裂支撐裂縫近井口處，攜帶液因溫度升高，粘度迅速降低而濾失，施工壓力升高至1.5MPa，納米碳酸鈣在水力噴射壓裂支撐裂縫近井口形成無滲透性封堵。
[0028]2)注入5m3活性水作為隔離液；活性水用于隔離“納米碳酸鈣與攜帶液”與“覆膜樹脂與攜帶液”兩種體系，同時，活性水中的G503破乳劑是由多種陰離子表面活性劑組成，對攜帶液具有破膠降粘作用，能使“納米碳酸鈣與攜帶液”中攜帶液在溫度和活性水作用下，加快降粘，形成無滲透性封堵。
[0029]3)在地面混砂車中將5%覆膜樹脂與95%攜帶液混合，混合均勻后以200L/min排量注入井筒，當(dāng)施工溫度為60°C、壓力升高4MPa后，維持壓力1.5h。覆膜樹脂在溫度、壓力和作用時間下可形成高強(qiáng)度人造泥巖封堵水平井套管外串流的井筒環(huán)空。
[0030]套管外串流的井筒環(huán)空封堵作業(yè)結(jié)束后，當(dāng)進(jìn)行后續(xù)的水平井堵水作業(yè)時，可在堵水劑前注入一段解除劑段塞，恢復(fù)水平井壓裂裂縫端面的封堵，使堵水劑能順利進(jìn)入出水裂縫內(nèi)進(jìn)行下一步作業(yè)。特別地，所述解除劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的工業(yè)乙酸。
[0031]實施例2
本實施例提供了一種人造泥巖，人造泥巖的前提物是覆膜樹脂。覆膜樹脂在溫度45?150°C、壓力2飛MPa、作用時間不低于Ih的條件下形成高強(qiáng)度的用于封堵水平井套管外串流的人造泥巖。
[0032]作為優(yōu)選，所述覆膜樹脂包括如下組分，各組分以重量百分比計的組成為:聚乙烯醇(PVA)吸水膨脹樹脂47%、松香樹脂15%、酚醛樹脂15%、脲醛樹脂8%、烏洛托品3%和納米碳酸鈣12%。經(jīng)測定，本實施例所述的覆膜樹脂的密度為1.lOg/cm3，粒徑70目?200目。
[0033]在進(jìn)行封堵水平井套管外串流施工作業(yè)之前，還需要配制的組合物有攜帶液和活性水。
[0034]作為優(yōu)選，所述攜帶液包括如下組分，各組分以重量百分比計的組成為:油酰胺丙基-2，3- 二羥丙基二甲基氯化銨1.5%、芥子酰胺丙基甜菜堿0.5%和水98%。
[0035]作為優(yōu)選，所述活性水包括如下組分，各組分以重量百分比計的組成為:氯化鉀
0.5%、助排劑0.5%、破乳劑0.3%和水98.7%。其中，助排劑為G518助排劑，破乳劑為G503破乳劑，G518助排劑和G503破乳劑均由川慶鉆探工程有限公司鉆采工程技術(shù)研究院提供。
[0036]采用本實施例所述的人造泥巖封堵油氣井套管外串流的方法，包括如下步驟，各步驟所述百分比均為體積百分比:
I)在地面混砂車中將10%納米碳酸鈣與90%攜帶液混合，混合均勻后以500L/min排量注入井筒并使其進(jìn)入水力噴射壓裂支撐裂縫近井口處，攜帶液因溫度升高，粘度迅速降低而濾失，施工壓力升高至2MPa，納米碳酸鈣在水力噴射壓裂支撐裂縫近井口形成無滲透性封堵。
[0037]2)注入1m3活性水作為隔離液；活性水用于隔離“納米碳酸鈣與攜帶液”與“覆膜樹脂與攜帶液”兩種體系，同時，活性水中的G503破乳劑是由多種陰離子表面活性劑組成，對攜帶液具有破膠降粘作用，能使“納米碳酸鈣與攜帶液”中攜帶液在溫度和活性水作用下，加快降粘，形成無滲透性封堵。
[0038]3)在地面混砂車中將10%覆膜樹脂與90%攜帶液混合，混合均勻后以300L/min排量注入井筒，當(dāng)施工溫度為80°C、壓力升高3MPa后，維持壓力lh。覆膜樹脂在溫度、壓力和作用時間下可形成高強(qiáng)度人造泥巖封堵水平井套管外串流的井筒環(huán)空。
[0039]套管外串流的井筒環(huán)空封堵作業(yè)結(jié)束后，當(dāng)進(jìn)行后續(xù)的水平井堵水作業(yè)時，可在堵水劑前注入一段解除劑段塞，恢復(fù)水平井壓裂裂縫端面的封堵，使堵水劑能順利進(jìn)入出水裂縫內(nèi)進(jìn)行下一步作業(yè)。特別地，所述解除劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的工業(yè)乙酸。
[0040]實施例3 本實施例提供了一種人造泥巖，人造泥巖的前提物是覆膜樹脂。覆膜樹脂在溫度45?150°C、壓力2飛MPa、作用時間不低于Ih的條件下形成高強(qiáng)度的用于封堵水平井套管外串流的人造泥巖。
[0041]作為優(yōu)選，所述覆膜樹脂包括如下組分，各組分以重量百分比計的組成為:聚乙烯醇(PVA)吸水膨脹樹脂30%、松香樹脂20%、酚醛樹脂20%、脲醛樹脂10%、烏洛托品2%和納米碳酸鈣18%。經(jīng)測定，本實施例所述的覆膜樹脂的密度為1.15g/cm3，粒徑70目?200目。
[0042]在進(jìn)行封堵水平井套管外串流施工作業(yè)之前，還需要配制的組合物有攜帶液和活性水。
[0043]作為優(yōu)選，所述攜帶液包括如下組分，各組分以重量百分比計的組成為:油酰胺丙基-2，3- 二羥丙基二甲基氯化銨2.0%、芥子酰胺丙基甜菜堿2.0%和水97%。
[0044]作為優(yōu)選，所述活性水包括如下組分，各組分以重量百分比計的組成為:氯化鉀
2.0%、助排劑2.0%、破乳劑0.2%和水95.8%。其中，助排劑為G518助排劑，破乳劑為G503破乳劑，G503破乳劑和G518助排劑均由川慶鉆探工程有限公司鉆采工程技術(shù)研究院提供。
[0045]采用本實施例所述的人造泥巖封堵油氣井套管外串流的方法，包括如下步驟，各步驟所述百分比均為體積百分比:
I)在地面混砂車中將12%納米碳酸鈣與88%攜帶液混合，混合均勻后以1000L/min排量注入井筒并使其進(jìn)入水力噴射壓裂支撐裂縫近井口處，攜帶液因溫度升高，粘度迅速降低而濾失，施工壓力升高至IMPa，納米碳酸鈣在水力噴射壓裂支撐裂縫近井口形成無滲透性封堵。
[0046]2)注入Sm3活性水作為隔離液；活性水用于隔離“納米碳酸鈣與攜帶液”與“覆膜樹脂與攜帶液”兩種體系，同時，活性水中的G503破乳劑是由多種陰離子表面活性劑組成，對攜帶液具有破膠降粘作用，能使“納米碳酸鈣與攜帶液”中攜帶液在溫度和活性水作用下，加快降粘，形成無滲透性封堵。
[0047]3)在地面混砂車中將7.5%覆膜樹脂與92.5%攜帶液混合，混合均勻后以400L/min排量注入井筒，當(dāng)施工溫度為70°C、壓力升高5MPa后，維持壓力2h。覆膜樹脂在溫度、壓力和作用時間下可形成高強(qiáng)度人造泥巖封堵水平井套管外串流的井筒環(huán)空。
[0048]套管外串流的井筒環(huán)空封堵作業(yè)結(jié)束后，當(dāng)進(jìn)行后續(xù)的水平井堵水作業(yè)時，可在堵水劑前注入一段解除劑段塞，恢復(fù)水平井壓裂裂縫端面的封堵，使堵水劑能順利進(jìn)入出水裂縫內(nèi)進(jìn)行下一步作業(yè)。特別地，所述解除劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的工業(yè)乙酸。
[0049]上面結(jié)合實施例對本發(fā)明做了進(jìn)一步的敘述，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種人造泥巖，其特征在于，該人造泥巖由覆膜樹脂在溫度45~150°C、壓力2飛MPa、作用時間不低于Ih的條件下形成； 所述覆膜樹脂包括如下組分，各組分以重量百分比計的組成為:聚乙烯醇吸水膨脹樹脂30~50%、松香樹脂10~20%、酚醛樹脂10~20%、脲醛樹脂5~10%、烏洛托品2~5%和納米碳酸鈣10~30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造泥巖，其特征在于:所述覆膜樹脂的密度為1.05-1.15g/cm3，粒徑70目~200目。
3.采用權(quán)利要求1或2所述的人造泥巖封堵油氣井套管外串流的方法，其特征在于包括如下步驟，各步驟所述百分比均為體積百分比； 1)在地面混砂車中將10-15%納米碳酸鈣與85、0%攜帶液混合，混合均勻后以50(T1000L/min排量注入井筒并使其進(jìn)入水力噴射壓裂支撐裂縫近井口處，施工壓力升高至f2MPa，納米碳酸鈣在水力噴射壓裂支撐裂縫近井口形成無滲透性封堵； 2)注入5~10m3活性水作為隔離液； 3)在地面混砂車中將5~10%覆膜樹脂與90~95%攜帶液混合，混合均勻后以20(T400L/min排量注入井筒，施工壓力升高至2~5MPa后，維持施工壓力f 2h ;所述覆膜樹脂在溫度、壓力和作用時間條件下形成用于封堵水平井套管外串流的人造泥巖。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的人造泥巖封堵油氣井套管外串流的方法，其特征在于，所述步驟I)和步驟3)中 的攜帶液包括如下組分，各組分以重量百分比計的組成:油酰胺丙基-2，3- 二羥丙基二甲基氯化銨0.5^2.0%、芥子酰胺丙基甜菜堿0.5%~2.0%和水96、9%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的人造泥巖封堵油氣井套管外串流的方法，其特征在于，所述步驟2)中的活性水包括如下組分，各組分以重量百分比計的組成:氯化鉀0.5^2.0%、助排劑 0.5~2.0%、破乳劑 0.1~0.5% 和水 95.5~98.9%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人造泥巖封堵油氣井套管外串流的方法，其特征在于:所述助排劑為G518助排劑，破乳劑為G503破乳劑，所述G518助排劑和G503破乳劑均由川慶鉆探工程有限公司鉆采工程技術(shù)研究院提供。
【文檔編號】E21B33/13GK104074488SQ201410254815
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】蔣文學(xué), 任雁鵬, 李勇, 鄭維師, 周然, 馬托, 金娜, 汪小宇, 陳迎花, 柴巧玲, 王所良 申請人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院