[發(fā)明專利]具有堿性納米顆粒基分散體和水溶性可水解酯的堵漏材料組合物

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880052916.8
• 申請(qǐng)日: 2018-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN111032821A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 維克蘭特·瓦格勒;拉金德拉·卡爾岡卡爾;阿卜杜拉·阿勒-亞米;扎伊納布·阿爾賽哈蒂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沙特阿拉伯石油公司
• 主分類號(hào): C09K8/504
• 分類號(hào): C09K8/504;C09K8/506;C09K8/516;C04B28/24;C04B28/26
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 張珂珂;朱雯

本發(fā)明提供了一種具有堿性納米二氧化硅分散體和酯活化劑的堵漏材料(LCM)。堿性納米二氧化硅分散體和酯活化劑在經(jīng)過(guò)一段接觸時(shí)間相互作用后可形成膠凝固體。本發(fā)明還提供了使用該LCM進(jìn)行井漏控制的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開主要涉及在用鉆井液進(jìn)行鉆井期間控制井中的井漏。更具體地，本公開的實(shí)施方案涉及堵漏材料(LCM)。

背景技術(shù)

在油氣井的鉆井和生產(chǎn)作業(yè)期間會(huì)遇到各種挑戰(zhàn)。例如，在鉆井、完井或井眼維修中使用的流體可能在使該流體在井眼中循環(huán)時(shí)漏失到地下地層中。特別地，該流體可能經(jīng)由枯竭區(qū)域、相對(duì)低壓的區(qū)域、具有天然存在的裂縫的井漏區(qū)域、鉆井液的靜水壓力超過(guò)壓裂梯度的薄弱區(qū)域等進(jìn)入地下地層。進(jìn)入地層的漏失量的程度可從較小的損失(例如，小于10桶/小時(shí)(bbl/hr)，也稱為滲漏損失)到嚴(yán)重的損失(例如，大于100bbl/hr)或更高(也稱為完全漏失)。作為結(jié)果，由這種流體提供的服務(wù)更困難或?qū)崿F(xiàn)成本更高。

這種井漏可能在作業(yè)的任何階段遇到，并且當(dāng)泵送至井中的鉆井液(或鉆井泥漿)部分返回地表時(shí)或不返回地表時(shí)發(fā)生。盡管較低程度的漏失是意料之中的，但是從安全、經(jīng)濟(jì)或環(huán)境的角度來(lái)看，不希望有過(guò)多的漏失。井漏與井控、井眼不穩(wěn)定、卡鉆、不成功的試采、完井后差的烴產(chǎn)量以及由泥漿顆粒堵塞孔隙和孔喉造成的地層損害的問(wèn)題有關(guān)。井漏問(wèn)題還會(huì)帶來(lái)鉆井作業(yè)的非生產(chǎn)時(shí)間(NPT)。在極端情況下，井漏問(wèn)題可能會(huì)迫使井報(bào)廢。

發(fā)明內(nèi)容

堵漏材料(LCM)用于通過(guò)阻塞鉆井泥漿進(jìn)入地層的路徑來(lái)減輕井漏。在井漏情況中使用的LCM的類型取決于井漏的程度和地層的類型。現(xiàn)有的LCM在減輕和防止中度井漏和滲漏型井漏方面可能表現(xiàn)不佳，并且可能不適合于控制嚴(yán)重的循環(huán)液漏失。井漏情況中產(chǎn)生的成本可能是由于鉆井液損失、生產(chǎn)損失以及LCM的成本所致。

在一個(gè)實(shí)施方案中，提供了一種控制井眼中的井漏區(qū)域中的井漏的方法。該方法包括將堵漏材料(LCM)引入井眼中，使得LCM接觸井漏區(qū)域，并且與引入LCM之前的時(shí)間段相比，降低進(jìn)入井漏區(qū)域的井漏量。LCM包含堿性納米二氧化硅分散體和水溶性酯。在一些實(shí)施方案中，LCM由堿性納米二氧化硅分散體和水溶性酯組成。在一些實(shí)施方案中，水溶性酯包括乙二醇酯、聚乙二醇酯、烷基酯以及羧酸與醇的酯中的至少一種。在一些實(shí)施方案中，水溶性酯包括乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙二醇二乙酸酯、二乙二醇二乳酸酯和乙二醇二甲酸酯中的至少一種。在一些實(shí)施方案中，該方法包括使堿性納米二氧化硅分散體和水溶性酯與井漏區(qū)域保持接觸一段接觸時(shí)間，從而使得堿性納米二氧化硅分散體形成膠凝固體。在一些實(shí)施方案中，接觸時(shí)間在0.5小時(shí)至24小時(shí)的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，水溶性酯的量在總體積的0.1體積％(v/v％)至10v/v％的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，井漏區(qū)域的溫度為至少100°F。在一些實(shí)施方案中，該方法包括在將LCM引入井眼中之前，將堿性納米二氧化硅分散體和水溶性酯混合以在地表形成LCM。在一些實(shí)施方案中，LCM包括碳酸鈣顆粒、纖維、云母和石墨中的至少一種。在一些實(shí)施方案中，纖維包括酯纖維、聚丙烯纖維、淀粉纖維、聚酮纖維、陶瓷纖維、玻璃纖維和尼龍纖維中的至少一種。在一些實(shí)施方案中，堿性納米二氧化硅分散體的pH為至少8。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，提供了一種堵漏材料(LCM)組合物，其包含堿性納米二氧化硅分散體和水溶性酯，使得所選擇的水溶性酯在高溫下的一段時(shí)間后與堿性納米二氧化硅分散體形成膠凝固體。在一些實(shí)施方案中，該一段時(shí)間在0.5小時(shí)至24小時(shí)的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，水溶性酯的量在總體積的0.1體積％(v/v％)至10v/v％的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，水溶性酯包括乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙二醇二乙酸酯、二乙二醇二乳酸酯和乙二醇二甲酸酯中的至少一種。