[發明專利]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

• 申請號: 201611225085.9
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106630734B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 劉天樂;李麗霞;蔣國盛;寧伏龍;張凌;孫嘉鑫;孫慧翠;王韌;彭力;劉志超
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: C09K8/80
• 分類號: C09K8/80;C09K8/467;E21B33/13
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 楊曉燕

技術領域

本發明涉及射孔完井作業后油氣采收技術，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

鉆井過程中，為了防止井壁坍塌、加固井壁繼續鉆進或為了封隔油氣水層，保證整個勘探期間的分層試油及整個開采過程的合理油氣生產，常常需要固井作業，而在后期的油氣開采時則需要對固井水泥環進行射孔以形成連續油氣滲流通道。近些年來，許多大型的油氣田的開采幾乎進入停滯時期，有的甚至步入了減產期，因此，未來油氣領域將更多地集中在一些規模小、地質特征復雜的油氣田，特別是低滲透及地質條件復雜的低品位儲量、開采及治理難度大的油氣田。但是，復雜油氣資源儲層的低孔隙度和低滲透率的問題將會在很大程度上制約其開采，因此，需采用相應的射孔和壓裂技術措施，特別是對于長距離水平井固井、完井階段后的射孔及水力壓裂作業，水泥環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雜油氣資源的開采效率。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有復雜油氣資源儲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，增大單位時間流體的流量，提高油氣的采收率。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

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；所述內核為遇水即開始溶解的實心小圓球。

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，所述內核由醋酸纖維素改性的聚醚多元醇組成。

本發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；

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粉末，繼續采用超聲波震蕩乳化4小時；

3)將包被劑和超細粉末組成的混合液放置于烘箱內，在80℃的恒溫條件下烘干72小時形成干粉，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)中超細粉末的平均粒徑為30～50μm。

本發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水泥漿中并充分攪拌均勻分散；

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

3)待水泥環完全固結后，在采用射孔和水力壓裂完井作業過程中，水泥環內部產生裂隙通道，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的水泥環在聚能噴流射孔器或水力噴射高壓差作用下一同開裂，外殼破裂后內核裸露出來，水溶性的內核與水接觸并快速溶解；

4)內核發生溶解后，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。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、通過固井水泥漿添加劑提高固井水泥環在射孔作業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，改變固井水泥環在射孔作業后的裂隙通道發育情況，為后期實現高效深穿透射孔以提高油氣采收率提供了輔助，增產效果顯著；

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度，能在230℃以下的溫度范圍內不發生溶解或融化，與固井干粉高速攪拌混合時不易破裂；內核遇水快速溶解后不僅不會造成儲層傷害，還不會污染地下水，具有無毒無污染、對熒光錄井無干擾、無二次結晶堵塞孔隙通道等優良特性；

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，對水泥漿水化熱有一定的吸收作用且對水泥環力學強度影響很小，有利于保證固井的安全；