[發(fā)明專利]一種固井用彈性流體及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108048054B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許明標;李中;劉和興;孟文波;文華;由福昌
• 申請（專利權(quán)）人: 長江大學;中海石油（中國）有限公司湛江分公司
• 主分類號: C09K8/40
• 分類號: C09K8/40
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 劉奇

本發(fā)明提供了一種固井用彈性流體，包括彈性流體A段和彈性流體B段兩個部分，彈性流體A段由以下重量份的原料組分制備而成：100份水，0.3～0.6份提切劑，5～15份激活劑，10～100份加重劑；彈性流體B段由以下重量份的原料組分制備而成：50份水，0.3～0.6份提切劑，20～40份彈性體，4～8份乳化分散劑，5～100份加重劑。本發(fā)明提供的彈性流體能夠在密閉環(huán)境中升溫，膨脹壓力增長趨勢較常規(guī)的隔離液流體膨脹壓力大幅降低；本發(fā)明的彈性流體能夠滿足密閉環(huán)境下升溫范圍0℃～150℃，適用的泥線溫度與井底溫度的溫差范圍更廣，可用于各級套管環(huán)空，而且能保障環(huán)空壓力增長小于各級套管的最大抗擠毀強度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種固井用彈性流體及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

石油天然氣開發(fā)的生產(chǎn)井中，打通油氣流的通道是由多個管柱組成，陸上油氣井固井時水泥可返出至井口，各個管柱間環(huán)空被水泥封固，而海上油氣田多是海底井口，固井作業(yè)時水泥漿通常不返出井口，在各個管柱間留下圈閉環(huán)空，并充填鉆井液。完井后期的生產(chǎn)測試作業(yè)中，地層流體產(chǎn)出時，會造成圈閉環(huán)空內(nèi)的流體溫度升高，造成環(huán)空帶壓現(xiàn)象。

海上高溫井井底溫度一般超過120℃，甚至更高，熱傳遞使得圈閉環(huán)空中的鉆井液溫度急劇上升，致使環(huán)空壓力壓力過載，嚴重時將擠毀或脹裂套管，威脅井筒完整性，給生產(chǎn)作業(yè)帶來嚴重的安全隱患。

常規(guī)所使用的隔離液多采用油化漂珠隔離液，發(fā)明專利CN103351855A提供了一種隨溫度升高膨脹壓力大幅降低的彈性隔離液，該彈性隔離液體系膨脹壓力較常規(guī)水流體的膨脹壓力大幅降低，該體系所述彈性劑加量為40～80份，且密度為0.4～0.6g/cm³，在密閉升溫條件，溫差從10℃～120℃，壓力增長趨勢一直小于13～3/8〞N80套管鋼的20MPa最小抗擠毀強度，從而可保護套管不被漲損。然而，該彈性液存在一定的缺點和不足：(1)加重密度不適合高比重環(huán)空，由于彈性劑核心材料為漂珠，加量為40～80份，加量較大，且密度為0.4～0.6g/cm³，設(shè)計僅適用于常規(guī)密度環(huán)空(1.30g/cm³)，對于高比重環(huán)空的使用，密度無法達到要求(高比重環(huán)空要求的密度是1.5～1.9g/cm³)；(2)適用溫度具有局限性，井底高溫段溫度超過120℃甚至更高，熱傳導(dǎo)會顯著增大，所涉及的彈性隔離液溫度范圍具有一定局限性。

發(fā)明專利CN105298445A提供了一種減緩油氣井環(huán)空帶壓的方法和裝置，該減緩油氣井的方法和裝置主要是提供一個儲氣罐，罐內(nèi)充滿惰性氣體，并將其與油氣井的環(huán)空相連，能夠減緩油氣井環(huán)空壓力急劇上升或降低，降低生產(chǎn)管柱、套管、封隔器、井口設(shè)備密封失效泄漏及破裂的可能性。然而，該裝置不適用于海上油氣井，惰性儲氣罐裝置需要在井口安裝且與環(huán)空相連，在海底井口該裝置可操作性差。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)的缺點和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)井下環(huán)空彈性的彈性流體，無需加裝任何裝置，使用溫度范圍更廣(0℃～150℃)，同時適用于常規(guī)比重和高比重環(huán)空(密度范圍為1.10～1.90g/cm³)；適用于各級環(huán)空，可有效防止各級套管因環(huán)空壓力過高被擠毀，保障井筒完整性。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種固井用彈性流體，包括彈性流體A段和彈性流體B段，所述的彈性流體A段由包括以下重量份的原料組分制備而成：100份水，0.3～0.6份提切劑，5～15份激活劑，10～100份加重劑；所述的彈性流體B段包括由以下重量份的原料組分制備而成：50份水，0.3～0.6份提切劑，20～40份彈性體，4～8份乳化分散劑，5～100份加重劑。

優(yōu)選的，所述彈性流體A段和彈性流體B段的體積比為1:1.5～3。