[發明專利]一種功能性微乳液及其泥質粉砂水合物儲層防砂的方法

在審

• 申請號: 202211559296.1
• 申請日: 2022-12-06
• 公開（公告）號: CN115788382A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 許振強;申凱翔;周佳維;王英圣;張渴為;歐芬蘭;李彬;于浩雨
• 申請（專利權）人: 廣州海洋地質調查局
• 主分類號: E21B43/22
• 分類號: E21B43/22;C09K8/72;C09K8/575;E21B43/01
• 代理公司: 廣州專理知識產權代理事務所(普通合伙) 44493
• 代理人: 王允輝

本發明公開了一種功能性微乳液及其泥質粉砂水合物儲層防砂的方法，該方法包括以下步驟：步驟1、儲層基質酸化解堵；步驟2、功能性微乳液擠注。本發明在常規基質酸化解堵基礎上，增設了功能性微乳液固砂防砂體系，利用外相生熱液控制納米級內相膠結液與儲層骨架膠結，強化儲層基質骨架強度，吸附自由泥砂顆粒，實現儲層固砂防砂的目的，從而減少了水合物的污染，提高了滲透率，并使產能得到了很大的提升。所述功能性微乳液是由外相生熱液、內相膠結液和體系穩定劑組成。其納米級內相膠結液與儲層孔眼喉道發生點狀膠結，規避了常規化學防砂堵塞孔眼喉道的弊端；同時利用外相生熱液控制體系破乳和膠結時機，為現場工程應用提供便利。

技術領域

本發明涉及水合物儲層防砂技術領域，具體是涉及一種功能性微乳液及其泥質粉砂水合物儲層防砂的方法。

背景技術

天然氣水合物是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質，主要分布與深海沉積物或陸域永久凍土區域。因其外觀像冰而且遇火燃燒，所以又被稱為“可燃冰”。可燃冰由于其分布范圍廣、儲量規模巨大、能源密度高而具有極高的資源價值，備受各國關注，是國內外專家學者長期研究的熱點。

我國于2017年和2020年在南海海域分別成功實施兩次天然氣水合物試采，取得了舉世矚目的成績。攻克了深海淺軟地層水平井鉆采關鍵技術，實現產期規模大幅提升，為生產性試采和產業化開發奠定了技術基礎，也讓我國成為了全球首個水平井鉆采技術試采海域天然氣水合物的國家。盡管如此，由于我國海域天然氣水合物儲層粘土含量高，敏感性礦物豐富，鉆井污染不可避免；且在長期開發過程中，水合物分解后地層砂返排無法避免。對于天然氣水合物儲層而言，國內外防砂工藝主要是采用防砂篩管、礫石充填等機械防砂工藝為主。但是機械防砂對于細粉砂地層的適應性欠佳，且對儲層產能產生一定影響，制約其在現場應用效果。而常規的化學固砂方法是將化學膠結液擠入天然松散的地層固結井眼周圍出砂層段中地層砂的一種防砂方法，但是由于化學膠結液在固砂的同時可封堵部分儲層基質孔眼和喉道，導致儲層滲透率降低，影響產能。

發明內容

本發明的目的在于提出一種泥質粉砂水合物儲層防砂的方法。

本發明的另一目的在于提供一種功能性微乳液。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種泥質粉砂水合物儲層防砂的方法，包括以下步驟：

步驟1、儲層基質酸化解堵：向泥質粉砂水合物儲層內的近井帶基質區擠注酸化工作液，利用酸化工作液解除近井帶基質內鉆井液中的固相顆粒，同時利用酸化工作液刻蝕泥質粉砂水合物儲層內的孔眼和孔隙喉道的壁面并溶蝕孔隙喉道內的堵塞顆粒，以增加孔眼和孔隙喉道半徑，提高泥質粉砂水合物儲層的滲流能力；

步驟2、功能性微乳液擠注：向泥質粉砂水合物儲層內的近井帶基質區擠注功能性微乳液，確保功能性微乳液滲流到泥質粉砂水合物儲層的孔隙喉道中；利用功能性微乳液中的外相生熱液在孔隙喉道內發生化學反應，產生熱量以提高基質孔隙喉道內的環境溫度，體系穩定劑在環境溫度升高后，其臨界膠束濃度大幅增加，從而導致孔隙喉道內微乳液體系中表面活性劑的濃度低于當前溫度條件下的臨界膠束濃度，功能性微乳液即發生破乳；利用功能性微乳液中的內相膠結液直接與孔隙喉道的壁面接觸并發生膠結，以增強基質骨架的強度，阻止孔隙喉道垮塌出砂，并且內相膠結液還同時與孔隙喉道中的泥砂顆粒發生膠結，以控制和降低出砂量。

進一步的，所述步驟1中，所述酸化工作液的用量S，其計算公式如下：

S=πr²Hφ，其中，r為儲層酸化半徑，H為酸化井段長度，φ為儲層孔隙度。

進一步的，所述步驟1中，若鉆井污染半徑＜儲層固砂半徑時，則選擇儲層固砂半徑為所述的儲層酸化半徑；若鉆井污染半徑≥儲層固砂半徑，則選擇鉆井污染半徑為所述的儲層酸化半徑。