一种套损老井化学堵漏前置液及其制备方法与流程

文档序号:14720691发布日期:2018-06-17 13:56阅读:338来源:国知局

本发明属于油气田套损井治理技术领域,具体涉及一种套损老井化学堵漏前置液及其制备方法,用于清洗套管外壁油污和腐蚀物,提高水泥与套管的胶结质量。



背景技术:

地层与套管之间无水泥环的套损井,由于套管外壁长时间被原油和地层水浸泡,造成套管外壁腐蚀。由于油污附着在套管外壁和腐蚀产物的存在,在化学堵漏时,水泥不能与套管形成良好的胶结界面,造成堵漏成功率低,有效期短。因此在化学堵漏之前需要增加清洗段塞,对地层和套管环空的油污和地层水进行高效顶替,对套管外壁的油污和腐蚀产物进行有效清洗,为水泥和套管形成良好的交界面创造条件。

现有清洗剂研究有两类:(1)清洗地层的清洗液:如油井清洗解堵剂(申请号:0215597.4),是针对油井地层清洗;一种无污染洗井液及生产方法(专利号:ZL200710117602.5),解决注入水对油层的污染;一种泡沫洗井液及其制备方法(专利号:ZL200910083861.X),是清洗油层的配方;(2)清洗泥浆(钻井液)的冲洗液:如油基泥浆冲洗液及其制备方法(专利号:1209439),是提高清洗液对泥浆的顶替效率来提高固井质量的配方;一种适应于高温高盐环境的油基泥浆冲洗液及其制备方法(申请号:1035553068),是提高清洗液对泥浆的顶替效率和对套管表面润湿反转来提高固井质量的配方;一种固井用油基泥浆冲洗液及其制备方法(申请号:201410363755.8),是改变套管表面润湿反转来提高固井质量的配方;一种固井用油基泥浆冲洗液及其制备方法(申请号:201410363939.4),也是一种改变套管表面润湿反转来提高固井质量的配方,其中的纳米凹凸棒粉可以提高水利机械作用下对油基和油膜的拖拽作用提高清洗效率;水基泥浆冲洗(专利号:200610109624.2),是改变泥浆流动性来提高冲洗液顶替效率的配方。

关于老井(生产20年以上)二次固井或者化学堵漏,没有相关的清洗液专利配方,其清洗机理也与油层清洗和泥浆冲洗液不同。老井二次固井或者化学堵漏清洗液不仅需要高效顶替油污、改变套管外壁润湿性,同时要求具有刮削腐蚀产物的功能,达到提高套损井固井质量目的。



技术实现要素:

本发明的目的是是针对地层与套管之间无水泥环的套损井,因油污附着在套管外壁和腐蚀产物的存在,造成化学堵漏时,水泥与套管之间胶结质量差,造成堵漏成功率低,有效期短,而研究的一种套损老井化学堵漏前置液。

为此,本发明提供了一种套损老井化学堵漏前置液,包括水,还包括以水的重量百分比计的以下原材料,增粘剂0.5%-3%,具有棱角的直径为0.5-1mm石质颗粒5%-8%,表面活性剂1%,助溶剂0%-0.25%,氯化钾1%,碳酸钠0.1%-0.3%。

所述增粘剂为凝胶。

所述增粘剂为相对分子量在2000万以上的聚丙烯酰胺。

所述具有棱角的石质颗粒为的石英、方解石、大理石颗粒。

所述表面活性剂为磺酸型表面活性剂、羧酸型表面活性剂、聚醚型表面活性剂、两性表面活性剂中的一种或几种。

所述助溶剂为异丙醇。

所述化学堵漏前置液pH为7.5-8.5。

本发明还提供了一种套损老井化学堵漏前置液的制备方法,先在容器中倒入配方量的水,加入配方量的氯化钾和碳酸钠,调节pH值在7.5-8.5,然后加入配方量的表面活性剂和助溶剂,搅拌均匀,测界面张力达到1.0mN/m以下后在匀速搅拌下缓慢加入配方量的增粘剂,充分溶胀之后,测7S-1下黏度在1800-2000mPa·s,最后加入配方量具有棱角的直径为0.5-1mm石质颗粒,搅拌,使均匀悬浮于溶液中,即得。

所述化学堵漏前置液300S-1下黏度为80-100mPa·s。

本发明的有益效果是:

本发明提供的这种化学堵漏前置液,不仅具有泥浆冲洗液的高效顶替地层和套管环空中的油污与地层水和对套管壁进行润湿反转的功能,还具有刮削套管外壁油污与腐蚀产物的功能,同时当地层存在漏失时,具有隔断和架桥封堵漏失层的功能,达到提高水泥与套管胶结质量的目的。

下面将结合附图做进一步详细说明。

附图说明

图1是现场实施实例应用本发明化学堵漏前置液对王××固井前声幅测井结果图;

图2是现场实施实例应用本发明化学堵漏前置液对王××固井后声幅测井结果图。

具体实施方式

实施例1:

本实施例提供了一种套损老井化学堵漏前置液,包括水,还包括以水的重量百分比计的以下原材料,增粘剂0.5%-3%,具有棱角的直径为0.5-1mm石质颗粒5%-8%,表面活性剂1%,助溶剂0%-0.25%,氯化钾1%,碳酸钠0.1%-0.3%。

本发明原理:

增粘剂可以高效顶替地层与套管环空中的油污与地层水,当地层漏失时,会形成隔断段塞,封堵漏失层;具有棱角的直径为0.5-1mm石质颗粒,在地层和套管间隙移动时,颗粒棱角可以刮削套管外壁油污与腐蚀产物,当地层漏失时,也可以架桥暂堵漏失层;表面活性剂有利于套管外壁润湿性反转,由“油润湿”变为“水润湿”,提高水泥与套管胶结质量;氯化钾(KCl)可以防止粘土膨胀,碳酸钠(Na2CO3)调节pH值在7.5-8.5之间,提高表面活性剂的润湿反转效果。

实施例2:

在实施例1的基础上,本实施例提供了一种套损老井化学堵漏前置液的制备方法:

(1)取1000Kg水,加入10Kg的KCl搅拌均匀,并加入1KgNa2CO3,搅拌调节pH值在7.5-8.5;

(2)加入10Kg异构十醇醚(工业品),搅拌均匀,测表面张力达到1.0mN/m以下;

(3)在匀速搅拌下加入5Kg型号为ZND-2的凝胶,使其充分溶胀0.5h以上,要求7S-1下黏度在1800-2000mPa·s;

(4)加入直径0.5-1mm,50Kg具有棱角的石英、方解石或大理石颗粒,搅拌,使均匀悬浮于溶液中,即得套损老井化学堵漏前置液。

本实施例中表面活性剂为异构十醇醚,增粘剂为ZND-2型号凝胶,购自四川光亚公司。

实施例3:

制备一种套损老井化学堵漏前置液:

(1)取1000Kg水,加入10Kg的KCl搅拌均匀,并加入2Kg的Na2CO3,调节pH值在7.5-8.5;

(2)加入10Kg重烷基苯磺酸钠(工业品)和2.5Kg异丙醇(工业品),搅拌均匀,表面张力达到1.0mN/m以下;

(3)在匀速搅拌下加入7.5Kg型号为ZND-2的凝胶,使其充分溶胀0.5h以上,要求7S-1下黏度在1800-2000mPa·s;

(4)加入直径0.5-1mm,65Kg具有棱角的石英、方解石或大理石颗粒,搅拌,使均匀悬浮于溶液中。

本实施例中表面活性剂为重烷基苯磺酸钠,增粘剂为ZND-2型号凝胶,购自四川光亚公司,异丙醇为助溶剂。

实施例4:

制备一种套损老井化学堵漏前置液:

(1)取1000Kg水,加入10Kg的KCl搅拌均匀,并加入3Kg的Na2CO3,调节pH值在7.5-8.5;

(2)加入10Kg重烷基苯磺酸钠(工业品),搅拌均匀,测表面张力达到1.0mN/m以下;

(3)在匀速搅拌下加入相对分子量为2500万的聚丙烯酰胺10Kg,使其充分溶胀1h以上,要求7S-1下黏度在1800-2000mPa·s;

(4)加入直径0.5-1mm,80Kg具有棱角的石英、方解石、大理石颗粒,搅拌,使均匀悬浮于溶液中。

实施例5:

套损老井化学堵漏前置液性能测试:

1、前置液的配制

(1)量取1000g自来水,加入10g的的KCl搅拌均匀,使其充分溶解,加入1g的Na2CO3,用pH试纸测定,pH为8;

(2)称取10g异构十醇醚(工业品),在烧杯中搅拌,使其充分混合,然后加入(1)溶液中,用表面张力仪测定溶液和原油之间的表面张力为0.6mN/m;

(3)把(2)配好的溶液倒入烧杯中,搅拌器搅拌速度在60-80r/min下缓慢加入7.5g的ZND-2凝胶(四川光亚公司),要求不能有鱼眼出现,加完之后,搅拌不停止,并使凝胶溶液再溶胀30min后,用定速旋转粘度计在钻速为7S-1下测量黏度为19253mPa·s,钻速为300S-1下黏度为80-100mPa·s。

(4)在(3)配制好的凝胶溶液中,加入直径0.5-1mm,50g具有棱角的石英颗粒,搅拌,使均匀悬浮于溶液中,前置液配制成功。

二、前置液性能测定

(1)选取内径为1inch,长度为0.8m的钢化玻璃管,在管中灌满原油,封闭两端,放在60℃的烘箱中老化7天;

(2)取出玻璃管,用管线连接的两端,竖立,上端为出口装有回压阀,实验时控制回压为0.1MPa,下端连接注入泵;

(3)将配好前置液经注入泵匀速注入玻璃管中,记录注入体积V,一方面观测前置液对管内原油的顶替效果,另一方面观察玻璃管壁的颜色,如果玻璃管内壁的原油被全部清洗下来(管壁恢复至透明状),认为前置液的清洗效果好,同时根据清洗长度l=V/S(S为玻璃管的内部横截面积)判断清洗效率,清洗长度越小清洗效率越高。

由实验结果可知:(1)该前置液配方,顶替效果好,顶替体积约为2倍原油体积即可顶替完全;(2)观察和计算清洗效果,当清洗长度达到20m时,玻璃管壁就可恢复至透明状。

实施例6:

现场应用,将实施例3配置的前置液应用于安塞油田王××油井。安塞油田王××油井,1989年4月完井,井深1232m,5’1/2套管完井,水泥返高484.5m,射孔段1163.4m~1178.6m。2010年5月套损,进行隔采治理。2015年9月通过MIT+MTT测井和双封验漏,确定了套损段位置为413m~420m,双封卡距3.0m,决定采用套管平推法实施化学堵漏,步骤如下:

(1)460m打桥塞,沉沙子20m至440m;

(2)求吸水指数和检验连通性,用清水打压7MPa,排量500L/min,井口有水返出,泵压瞬间降至0MPa,并存在倒吸现象,确定井筒外部与地表连通性良好;

(3)根据室内实验配方,配制前置液20m3,用水泥车挤注,排量为450-500L/min,当挤注14m3前置液时,压力上升到5MPa,地表有黑色污水返出,当挤注完20m3前置液时,地表返出液颜色几乎变为无色,判定本前置液达到清洗套管外壁效果;

(4)挤注微膨胀水泥,挤注密度1.89g/cm3,压力为5~8MPa,挤注19m3后压力为7.5MPa,顶清水2.3m3,留水泥塞80m,候凝48h,钻塞,试压15MPa,30min无压降,堵漏成功;

(5)进行SBT测井,化学堵漏后水泥与套管的第一界面胶结质量良好。堵漏前安塞油田王××油井声幅测井结果如图1所示,堵漏后声幅测井结果如图2所示.。

综上所述,本发明提供的套损老井化学堵漏前置液,可实现四种功能:隔断封堵漏失层、高效顶替地层和套管环空中的油污与地层水、刮削套管外壁油污与腐蚀产物和对套管壁进行润湿反转,达到提高水泥与套管胶结质量。

以上各实施例中没有详细叙述的测试方法及英文缩写属本行业的公知常识,这里不一一叙述。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限制,凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

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