[其他]使用聚合物凝膠的井筒固井方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87107396
• 申請日: 1987-12-12
• 公開（公告）號: CN87107396A
• 公開（公告）日: 1988-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅伯特·D·希丹斯克
• 申請（專利權(quán)）人: 馬拉索恩石油公司
• 主分類號: E21B33/134
• 分類號: E21B33/134;E21B33/16
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部
• 代理人: 張元忠

本發(fā)明涉及油田應用的固井方法，特別涉及鉆井地下含烴地層的井筒的固井方法。

卜特蘭水泥常用于油井固井作業(yè)。卜特蘭水泥可根據(jù)每口井的特定條件專門配制。關(guān)于固井工藝的目前水平，在以下著作中作過介紹：《固井基本技術(shù)》，石油出版公司1977年版（根據(jù)《油氣雜志》上連載的文章印，和賴克J.L.等著的《擠水泥固井：目前工藝水平》，《石油工藝雜志》，1982年1月號37-45頁。

固井的現(xiàn)場實踐在很大程度上就是現(xiàn)場人員使用試湊法未解決水泥組成和井下環(huán)境中的各種問題。在這種情況下水泥的質(zhì)量是難以控制的。結(jié)果，卜特蘭水泥固井作業(yè)可能造成水泥過早凝固、產(chǎn)生裂縫或收縮。

需要這樣一種固井方法，該方法使用的水泥具有寬范圍的可高度控制和預測的凝固時間，并且易于經(jīng)濟有效地施工和設(shè)計。需要這樣一種固井方法，該方法用一種不易產(chǎn)生收縮和裂縫的水泥代替常規(guī)的固井作業(yè)中所采用的卜特蘭水泥。

本發(fā)明提供一種井筒固井方法。這里所用的井筒固井方法實際上包含地下油田所用的所有固井方法，包括（但并不限于此）完井或固套管，生產(chǎn)井筒和注入井筒的堵漏、擠水泥和打水泥塞。這一固井方法特別適用于產(chǎn)油井筒和（或）產(chǎn)氣井筒的修井擠水泥作業(yè)。擠水泥固井作業(yè)專門用來封堵套管上的漏洞、封堵射孔段、密封尾管頂部、降低水-油比或水-氣比、封死地層、補充或修補第一次注水泥作業(yè)。

本發(fā)明的目的是利用一種含專門配制的交聯(lián)聚合物凝膠的水泥達到的。這種凝膠包含一種高分子量的水溶性的含羧酸酯的聚合物和一種羧酸鉻絡(luò)合物交聯(lián)劑。凝膠在地面上配制，形成一種含聚合物和交聯(lián)劑的均勻膠凝溶液，把配好的溶液注入鉆開含烴地層的井筒中，用頂替或其他方法把溶液送到要封堵的容積中去。膠凝溶液宜這樣設(shè)計，使它在達到井壁之前至少已部分膠凝，以阻止或防止它進入低滲透性地下物質(zhì)，如可能靠近井壁而又不希望封堵的地層基質(zhì)中去。膠凝溶液在所期望的地下容積凝固，而不需要再注入任何附加的組分。凝膠是連續(xù)的單相物質(zhì)，它可堅固地封堵地下容積。

要封堵的地下容積取決于所使用的特定的井筒固井方法。這種容積很可能是套管與井筒壁之間的環(huán)形空間，第一次注水泥作業(yè)在環(huán)形空間留下的空隙，一段裸眼，套管上的漏洞或絲和上的漏縫，或者在地下井筒中或靠近井筒的任何其他容積，如靠近井筒的裂縫、孔洞、洞穴和酸蝕的孔孔洞洞。在固井作業(yè)之后，井即可恢復正常生產(chǎn)。

本發(fā)明的方法與技術(shù)上已知的固井方法相比具有明顯的優(yōu)越性。最初注入井筒的膠凝溶液是在地面配制的均勻的不粘的液體溶液，基本上不含固體。這種不含固體的溶液比含懸浮固體的卜特蘭水泥漿更具有穿透和進入井筒中微空隙和微間隙的能力。膠凝溶液的這種特性提供了很好的穿透能力，可避免形成橋堵并減少流體漏失。

最后得到的凝膠與井筒壁和（或）管壁物質(zhì)形成粘著力很強的化學結(jié)合。這種強有力的結(jié)合足以阻止把它從堵塞的容積中排擠出來，它實質(zhì)上是永久性的結(jié)合，并且可防止原地降解。然而，如果需要以后除掉凝膠，可以使用外部注入的溶劑來溶解它，這些溶劑如次氯酸鈉溶液、過氧化氫溶液或其他適合的過氧化合物溶液。

本發(fā)明使用的固井凝膠具有寬范圍的可高度控制和預測的凝固時間和強度。這一方法適用于寬范圍的溫度、含鹽度、各種巖石的地層和環(huán)境條件。作業(yè)者可針對特定的作業(yè)條件、井下特點和以后對特性的要求專門配制凝膠?？梢灶A先確定凝膠為滿足井筒中的特性需要而必須具備的膠凝速率、最終凝膠強度和穩(wěn)定性。此后，具有所需的事先確定的特性的固井凝膠，是利用觀察到的特定可控膠凝參數(shù)與最終凝膠特性之間的相關(guān)關(guān)系，在有控制的條件下在地面配制的。

本發(fā)明用專門術(shù)語描述，這些專門術(shù)語的定義如下。地層由二個普通的部分，即“基質(zhì)”部分和“異?！辈糠纸M成。“異?！辈糠质侵傅貙又械呐c基質(zhì)相比有極高的滲透性的容積或空隙空間。它包括以下的術(shù)語，如紋理、裂縫、裂縫網(wǎng)絡(luò)、空洞、剖解通道、洞穴、沖蝕和空腔等等?！盎|(zhì)”實質(zhì)上是地層體積的剩余部分，基本上是均質(zhì)的、連續(xù)的、不包括“異?！辈糠值某练e儲集層物質(zhì)，并且往往是地層的主要部分。

這里所用的“凝膠”是指一種具有極高分子量的連續(xù)的三維交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)。凝膠含有液相介質(zhì)，如水，它被封閉在固態(tài)聚合物網(wǎng)絡(luò)中。液體和固體組分融合為一個單相系統(tǒng)使凝膠具有獨特的相特性。本發(fā)明所用的凝膠的結(jié)構(gòu)足以使它在注入到要封堵的容積中時，不含從被封堵的容積進入與該容積相鄰的地層的低滲透性部分。所謂“封堵”就是大大降低井筒中的、與井筒相鄰或靠近井筒的容積的滲透性。