专利名称：一种疏水凝胶复合水泥及其堵漏方法
技术领域：
本发明涉及石油钻井中水泥浆堵漏技术领域，尤其是一种适用于陇东区块洛河组发生的失返性漏失的疏水凝胶复合水泥及其堵漏方法。
背景技术：
长庆西峰油田侏罗系洛河组地层埋深为700 1100m，地下温度在28 35°C之 间，垂直和水平裂缝发育，钻探过程中大型井漏频繁发生，且漏失井漏层处地层水比较活 跃，采用常规桥塞堵漏、注水泥浆堵漏等易受地层水稀释、溶解，堵漏效果较差，耗时耗物， 影响施工进度，堵漏一次成功率低于50%的因素1、堵漏材料的刚性强度不足目前所使用的所有桥塞堵漏材料均达不到混凝土的固化刚性强度，对于大型裂缝 或特大型恶性裂缝几乎无效；2、现存堵漏材料对岩石缺乏附着力，抗水力冲刷能力不足主要表现为整体结构松散，遇水难以“聚团”，在岩石表面无瞬时立足点，遇水即溃 等方面；3、凝胶堵漏刚性强度不足化学凝胶尽管已经具备了众多优点，如较好的可泵性、延迟交联性、后期胶凝性、 拒水成团性、岩石附着力、整体抗拉能力(张力)和抗压能力(弹性)等，但先天组成的不 足(固含量< 10% )制约了其整体综合刚性强度的表现。4、注水泥堵漏工艺的缺陷①水泥堵料在地层中没有“拒水成团”能力，遇水即散。在岩石上的粘滞力差，因 施工工艺的制约，受担心在井筒中出现“闪凝”，一般固化剂的固化时间需延迟，当尚未固化 的水泥一旦与水接触，在亲水性的岩石上立足的几率大大降低； ②固化后的水泥堵层只有刚性强度，在机械应力的作用下，缺乏“柔性”，有再次被 井筒内钻井液激动压力压裂的可能。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种适用于陇东区块洛河组发生的失返性漏 失，以及地层温度在30°C 50°C内任何性质的大型漏失处理的疏水凝胶复合水泥，采用本 复合水泥，不易受地层水稀释、溶解，堵漏效果好。同时本发明提供了采用疏水凝胶复合水泥进行堵漏的方法，本方法通过疏水凝胶 引进水泥体系的方式，以改善水泥浆体系的拒水性能，提高了堵层强度，可有效地抑制地层 水与水泥浆混合交替，保持在注入漏层后随时间逐渐增强的趋势，提高漏层的承压能力，解 决失返型漏失井的漏失问题，提高了一次性堵漏成功率，使其超过50%。本发明是通过采用下述技术方案实现的一种疏水凝胶复合水泥，其特征在于包括如下组分配比而成疏水凝胶剂、疏水养护剂、促凝剂和水泥，其中，疏水凝胶剂占水泥总重量的0. 15 0. 25%，疏水养护剂占水 泥总重量的10 30%，促凝剂占水泥总重量的8 15%。所述的疏水凝胶剂是指阳离子聚丙烯酰胺，分子量200-400万。
所述的疏水养护剂是指从植物多糖中提取出的多羟基聚合物，分子量200-300 万。所述的促凝剂是指无机盐氯化钙。所述的水泥是指油井用G级水泥。一种疏水凝胶复合水泥的堵漏方法，其特征在于首先，在配浆池中按组分配比配 制好疏水凝胶复合水泥，光钻杆下至漏层位置上部5 10米，将水与疏水凝胶复合水泥按 照水灰比是0. 44-0. 55的比例，通过固井水泥车混合搅拌池配制好，然后，按照0. 8-1. 1方 /分钟的速度均勻泵送至漏层，起出钻具候凝5小时以上后下钻。配制疏水凝胶复合水泥具体方法为先计算用于堵漏的水泥用量，依据水泥用量， 再按比例计算疏水凝胶剂、疏水养护剂、促凝剂的用量，将水泥分成100份，先加入10份的 水泥，按照10份水泥量依次加入0. 15 0. 25%的疏水凝胶剂、10 30%疏水养护剂和8 15%的促凝剂，然后再加10份水泥，重复以上加料顺序及重量，总共10次完成疏水凝胶复 合水泥的配制。所述水与疏水凝胶复合水泥的水灰比是0. 50的比例。按照0. 8-1. 1方/分钟的速度均勻泵送至漏层步骤后，当复合水泥泵后送完后，将 钻具内2/3的疏水凝胶复合水泥挤入至漏层。起出钻具候凝6小时以上后下钻。与现有技术相比，本发明的有益效果表现在一、本疏水凝胶复合水泥适用于陇东区块洛河组发生的失返性漏失，以及地层温 度在30°C 50°C内任何性质的大型漏失处理，不易受地层水稀释、溶解，堵漏效果好，克服 了水泥堵漏体系不拒水的致命缺陷，达到了堵漏体系的整体疏水、抗冲刷的效果；提升了疏 水凝胶堵漏体系的固相含量，使其整体抗压强度有了明显的提高；实现了聚合物和水泥两 种体系的有机组合。二、本堵漏方法通过疏水凝胶引进水泥体系的方式，以改善水泥浆体系的拒水性 能，提高了堵层强度，可有效地抑制地层水与水泥浆混合交替，保持在注入漏层后随时间逐 渐增强的趋势，提高漏层的承压能力，解决失返型漏失井的漏失问题，提高了一次性堵漏成 功率，使其超过50%。三、本发明用于鄂尔多斯盆地钻井过程处理井漏复杂作业中，主要封堵1200m井 深内的岩性砂岩(洛河层)的漏层；尤其适用于陇东区块洛河组发生的反复失返型漏失； 在地层温度30° 50°C、将该破裂地层的承压能力提高到4MPa以上；处理漏层性质即含水 量大、矿化度高、孔隙渗透性好、地层温度偏低、存在区域性水平裂缝或垂直裂缝或易破碎 地层等特点具有独特之处，能降低漏失复发率，有很好的市场应用前景。
具体实施例方式实施例1本发明公开了 一种疏水凝胶复合水泥，包括如下组分配比而成疏水凝胶剂、疏水养护剂、促凝剂和水泥，其中，疏水凝胶剂占水泥总重量的0. 15 0. 25%，疏水养护剂占水 泥总重量的10 30%，促凝剂占水泥总重量的8 15%。所述的疏水凝胶剂是指阳离子 聚丙烯酰胺，分子量200-400万。所述的疏水养护剂是指从植物多糖中提取出的多羟基聚 合物，分子量200-300万。所述的促凝剂是指无机盐氯化钙。所述的水泥是指油井用G级 水泥。实施例2
多羟基聚合物具体是由环氧化合物和多羟基物质共聚而成，为白色或淡黄色粘稠 液体。具体出处见作者吕开河，名称为《多羟基聚合物钻井液研制及应用》的期刊文献，发 表在刊名《钻采工艺》2006年第29卷第5期第85-87页。实施例3本发明提出了一种疏水凝胶复合水泥的堵漏方法，首先，在配浆池中按组分配比 配制好疏水凝胶复合水泥，光钻杆下至漏层位置上部5 10米，将水与疏水凝胶复合水泥 按照水灰比是0. 44-0. 55的比例，通过固井水泥车混合搅拌池配制好，然后，按照0. 8-1. 1 方/分钟的速度均勻泵送至漏层，起出钻具候凝5小时以上后下钻。实施例4参照说明书附图
，通过油田工程固井水泥车的配灰罐中配制疏水凝胶复合水泥， 疏水凝胶复合水泥由疏水凝胶剂、疏水养护剂和促凝剂、水泥组成，先计算用于堵漏的水 泥用量，依据水泥用量，再计算各组合用量，其中，疏水凝胶稠化剂占水泥总重量的0. 15 0. 25%，疏水养护剂占水泥总重量的10 30%，促凝剂占水泥总重量的8 15%。实施例5在实施例4的基础上，配制疏水凝胶复合水泥具体方法，即预交联凝胶堵漏浆中 各组分的混合顺序为先加10份的水泥，按照10份水泥量依次加入0. 15 0. 25%疏水凝 胶剂、10 30%疏水养护剂、8 15%促凝剂，然后再加10份水泥，重复以上加料顺序及其 重量。总共10次如此混合加料完成。实施例6在实施例5的基础上，将完成在固井水泥车的配灰罐疏水凝胶复合水泥，用管线 与一立式空罐连接并将其全部倒入立式空罐中，再全都转入固井水泥车配灰罐中。并随机 取样三次共500克，在试验室按照水灰比0. 44-0. 55做复配试验确定最佳水灰比。实施例7本发明一现场实例在实施例6的基础上，光钻杆下深到漏层顶部5 IOm左右，通过软管线连接水泥 灰管车及施工车与光钻杆，将水与配制疏水凝胶复合水泥按照水灰比是0. 50的比例，通过 固井水泥车混合搅拌池配制，同时按照0. 8-1. 1方/分钟的速度均勻泵送漏层，当复合水泥 泵后送完后，将钻具内2/3的疏水凝胶复合水泥挤入漏层。顶替量结束后，起出钻杆，候凝 5h以上后下钻。下钻时速度要适当，不要激列，到底后先扰动，再慢开泵顶一顶，正常循环 后，有钻井液返出，且排量正常，可恢复钻进。采用疏水凝胶复合水泥堵漏技术先后在西峰油田现场试验了 3 口井，共堵漏4次 其中3次堵漏成功，无复发，堵漏成功率达75%。高于常规堵漏一次成功率32个百分点。
权利要求
一种疏水凝胶复合水泥，其特征在于包括如下组分配比而成疏水凝胶剂、疏水养护剂、促凝剂和水泥，其中，疏水凝胶剂占水泥总重量的0.15～0.25％，疏水养护剂占水泥总重量的10～30％，促凝剂占水泥总重量的8～15％。
2.根据权利要求1所述的疏水凝胶复合水泥，其特征在于所述的疏水凝胶剂是指阳 离子聚丙烯酰胺，分子量200-400万。
3.根据权利要求1所述的疏水凝胶复合水泥，其特征在于所述的疏水养护剂是指从 植物多糖中提取出的多羟基聚合物，分子量200-300万。
4.根据权利要求1所述的疏水凝胶复合水泥，其特征在于所述的促凝剂是指无机盐 氯化钙。
5.根据权利要求1所述的疏水凝胶复合水泥，其特征在于所述的水泥是指油井用G 级水泥。
6.采用如权利要求1所述疏水凝胶复合水泥的堵漏方法，其特征在于首先，在配浆池 中按组分配比配制好疏水凝胶复合水泥，光钻杆下至漏层位置上部5 10米，将水与疏水 凝胶复合水泥按照水灰比是0. 44-0. 55的比例，通过固井水泥车混合搅拌池配制好，然后， 按照0. 8-1. 1方/分钟的速度均勻泵送至漏层，起出钻具候凝5小时以上后下钻。
7.根据权利要求6所述的疏水凝胶复合水泥的堵漏方法，其特征在于配制疏水凝胶 复合水泥具体方法为先计算用于堵漏的水泥用量，依据水泥用量，再按比例计算疏水凝胶 剂、疏水养护剂、促凝剂的用量，将水泥分成100份，先加入10份的水泥，按照10份水泥量 依次加入0. 15 0. 25%的疏水凝胶剂、10 30%疏水养护剂和8 15%的促凝剂，然后 再加10份水泥，重复以上加料顺序及重量，总共10次完成疏水凝胶复合水泥的配制。
8.根据权利要求6所述的疏水凝胶复合水泥的堵漏方法，其特征在于所述水与疏水 凝胶复合水泥的水灰比是0. 50的比例。
9.根据权利要求6所述的疏水凝胶复合水泥的堵漏方法，其特征在于按照0.8-1.1 方/分钟的速度均勻泵送至漏层步骤后，当复合水泥泵后送完后，将钻具内2/3的疏水凝胶 复合水泥挤入至漏层。
10.根据权利要求6所述的疏水凝胶复合水泥的堵漏方法，其特征在于起出钻具候凝 6小时以上后下钻。
全文摘要
本发明公开了一种疏水凝胶复合水泥，涉及石油钻井中水泥浆堵漏技术领域，包括如下组分配比而成疏水凝胶剂、疏水养护剂、促凝剂和水泥，其中，疏水凝胶剂占水泥总重量的0.15～0.25％，疏水养护剂占水泥总重量的10～30％，促凝剂占水泥总重量的8～15％。同时还提供了该复合水泥的制备方法，本发明通过疏水凝胶引进水泥体系的方式，以改善水泥浆体系的拒水性能，提高了堵层强度，可有效地抑制地层水与水泥浆混合交替，保持在注入漏层后随时间逐渐增强的趋势，提高漏层的承压能力，解决失返型漏失井的漏失问题，提高了一次性堵漏成功率，使其超过50％。
文档编号C04B28/00GK101863643SQ20101018182
公开日2010年10月20日 申请日期2010年5月24日 优先权日2010年5月24日
发明者吴付频, 张建卿, 张迁, 王伟良 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司