[發明專利]一種套管間環空的封堵材料、封堵裝置和封堵方法

有效

• 申請號: 201710190571.X
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106928947B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 于天援;樊慧梅;王晨民;王峰;陳虎
• 申請（專利權）人: 北京華油油氣技術開發有限公司
• 主分類號: C09K8/44
• 分類號: C09K8/44;E21B33/13
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 周明飛

本發明公開了一種套管間環空的封堵材料、封堵裝置和封堵方法，封堵裝置包括采油氣樹裝置，其沿中心軸對稱，所述采油氣樹裝置封裝在油井井口，用于采油；其中，所述采油氣樹裝置的套管四通一側安裝密封排液法蘭；鋼絲管線，其通過密封排液法蘭進入套管的環空，所述鋼絲管線用于通入封堵材料；送管機，其連接鋼絲管線，用于將鋼絲管線放入或抽出套管；液體泵，其連接鋼絲管線，用于將封堵材料從鋼絲管線泵入套管。本發明的封堵裝置利用封堵方法將封堵材料注入環空中，對套管環空進行有效封堵。

技術領域

本發明涉及石油鉆井、固井作業技術領域。更具體地說，本發明涉及一種石油鉆井的套管間環空的封堵材料、封堵裝置和封堵方法。

背景技術

鉆井過程中，各層套管之間環空水泥返高沒有到地面，造成透水或者泥漿殘留，并且環空串壓造成環空壓力超出設計壓力，容易引起氣體外竄，影響周邊群眾及工作人員的人身安全。

調研發現有25％～30％的氣井都存在環空帶壓的問題，引起環空帶壓的原因如下：環空壓力受溫度、壓力變化導致流體膨脹引起的環空壓力以及由于油氣從地層經水泥隔離層和環空液柱向上竄流引起。環空帶壓最常見的處理方式是上大修拆卸井口、射孔重新封堵環空，或采用環空注水泥漿固井，造成透水或者泥漿殘留，并且水泥固化收縮形成氣孔造成套管環空氣體的竄漏，導致環空壓力超出設計壓力，而且作業費用高、周期長。設計承壓40-60MPa，適用環境CO₂、H₂S。本技術適用于所有套管間隙串壓。

發明內容

本發明目的是提供一種套管間環空的3E體系封堵材料，包括具有隔離水層和自膨脹性能的EM-Ⅰ聚合物溶液、具有承載套管間壓力的EM-Ⅱ聚合物溶液和具有密封性能的EM-Ⅲ聚合物溶液，解決環空帶壓的問題。

本發明還有一個目的是提供一種套管間環空的封堵裝置，蓋設在環空上并通入封堵材料，解決環空帶壓的問題。

本發明還有一個目的是提供一種管間環空的封堵方法，依次在環空中注入EM-Ⅰ聚合物溶液、EM-Ⅱ聚合物溶液和EM-Ⅲ聚合物溶液，各層經侯凝后對環空封堵。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種套管間環空的3E體系封堵材料，包括：

EM-Ⅰ聚合物溶液，包括表面活性劑、A組合物，其中表面活性劑、A組合物的質量比為25～55：17.5；

EM-Ⅱ聚合物溶液，包括B1凝固劑、水和A組合物，其中B1凝固劑、水和A組合物的質量比為4～5：3～4：1；

EM-Ⅲ聚合物溶液，包括B2凝固劑、水和A組合物，其中B2凝固劑、水和A組合物的質量比為6～7：4～5：1；

其中，所述EM-Ⅰ聚合物溶液、EM-Ⅱ聚合物溶液和EM-Ⅱ聚合物溶液的質量比為1：1～3：1～3。

優選的是，所述A組合物包括三元乙丙橡膠、ZnO、SA、N330、RD和MB，其中，所述EPDM、ZnO、SA、N330、RD和MB的質量比為98～105：3～6：1：18～22：1：1。

優選的是，所述EM-Ⅱ聚合物溶液還包括降失水劑、防氣竄劑和消泡劑，其中，所述降失水劑、防氣竄劑和消泡劑的質量比為22～27：32～37：1，消泡劑和A組合物的質量比0.007：1。

優選的是，所述EM-Ⅲ聚合物溶液還包括降失水劑、防氣竄劑和消泡劑，其中，所述降失水劑、防氣竄劑和消泡劑的質量比為33～35：42～45：1，消泡劑和A組合物的質量比0.007：1。

優選的是，所述降失水劑的型號為CG310L，防氣竄劑型號為CT610L，消泡劑型號為CX610L。

優選的是，所述表面活性劑為CY-Ⅱ表面活性劑。

本發明的目的還通過一種套管間環空的封堵裝置來實現，包括：