CN116064009B - 一种桥接堵漏浆及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种桥接堵漏浆及制备方法。通过桥接堵漏浆中的具有双程效应的形状记忆合金，利用其受温度影响形状发生变化的特点，组成具有良好返排能力的新型堵漏浆，用于储层堵漏施工，在储层温度下能够膨胀形成封堵层，后期采用清水循环的方式降低近井筒储层温度时，堵漏材料收缩，封堵层破坏，油气渗透通道内的堵漏材料返排出来，解放油气渗流通道，不影响后期油气产量，提高产量和开发效率。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻井领域中的钻井液堵漏技术领域，尤其涉及一种桥接堵漏浆及制备方法。
背景技术
桥接堵漏技术应用普遍，占了整个井漏处理方法的80％以上，该技术使用方便，极大的提高了堵漏效果。在针对储层堵漏时，能够封堵住油气渗流通道，但其形成的封堵层难以在后期解除，不利于油气渗流通道的恢复，影响后期油气产量。
针对储层漏失，多采用可酸化的堵漏方法，在储层油气渗流通道内形成具有一定酸化能力的封堵层，通过后期注酸将已经形成的封堵层酸化解堵，恢复油气渗流通道；或者采用常规的桥接堵漏，后期通过射孔方法在井筒附近建立新的油气渗流通道，避免常规桥接堵漏形成的封堵层阻碍油气渗流的后果，恢复或提高油气产量；或者利用可自动降解的堵漏材料，钻井过程中在油气渗流通道内建立有效封堵层，完井后能够自动降解，封堵层被破坏，恢复油气渗流通道，不影响后期油气产量。
针对储层的堵漏方法，前两种需要后期作业，解除形成的封堵层解放油气渗流通道或建立新的油气渗流通道，达到提高后期油气产量的目的，施工程序多且较繁琐；第三种方法对自降解材料的要求高，若材料降解不完全，油气渗流通道不能完全解放，会影响后期油气产量。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种桥接堵漏浆及制备方法，本发明的桥接堵漏浆具有温度敏感性，在储层温度下能够膨胀形成封堵层，后期采用清水循环的方式降低近井筒储层温度时，堵漏材料收缩，封堵层破坏，油气渗透通道内的堵漏材料返排出来，解放油气渗流通道，不影响后期油气产量。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
第一方面，本发明提出了一种桥接堵漏浆，该堵漏浆包括记忆合金颗粒。
作为本发明的具体实施方式，所述记忆合金颗粒包括TiNi合金颗粒、TiNiNb合金颗粒、TiNiCu合金颗粒、CuZnAl合金颗粒、FeMnSi合金颗粒；
优选为CuZnAl合金颗粒、FeMnSi合金颗粒。
所述合金颗粒，生产时，将合金做成中空球，合金先做成中空球状，常温下挤压成瘪球形，肉眼可见为颗粒状，在较高温度下恢复成球状。
本发明可使用不限于以上所述记忆合金品类，优选为CuZnAl合金颗粒、FeMnSi合金颗粒。这两种价格相对要低，经济性好，适宜大量使用。
作为本发明的具体实施方式，所述记忆合金具有双程效应合金。
作为本发明的具体实施方式，所述记忆合金颗粒粒径为0.5～5mm；优选地，粒径为1～2mm。
记忆合金的双程效应就是在受热到一定程度时膨胀，降温到一定程度收缩，对于本发明，利用记忆合金的双程效应，控制封堵层的形成和破坏。
具体地，本发明中，将形状记忆合金加工成一定尺寸的颗粒材料，其在低温下为颗粒状，与片状、纤维等其它桥接类材料一起，配制成桥接堵漏浆，形状记忆合金在高温下伸展开变为网状结构，体积变大，便于在漏失通道内形成有效封堵层，钻井施工结束后，通过循环清水，降低井筒附近储层段的温度，形状记忆合金收缩，封堵层受到破坏，堵漏材料在储层压力作用下返排进入井筒，恢复油气渗流通道。
一般地，储层裂缝宽度为1-5mm，相应地，记忆合金颗粒粒径也应随裂缝宽度选择，但是实际裂缝宽度并不平均，呈现多变性。为了记忆合金颗粒的便于加工，以及现场施工应用，优选为粒径1～2mm的记忆合金颗粒。
作为本发明的具体实施方式，该桥接堵漏浆还包括另外的颗粒材料、纤维材料、片状材料、封堵剂、基浆。
作为本发明的具体实施方式，所述另外的颗粒材料包括核桃壳、碳酸钙颗粒、石英颗粒种的一种或多种；和/或
所述纤维材料包括聚酯纤维、海泡石纤维、水镁石纤维中的一种或多种；
所述片状材料包括云母、蛭石中的一种或多种；
所述封堵剂包括单封暂堵剂、屏蔽暂堵剂、封堵剂SMGF-1中的一种或多种；优选为封堵剂SMGF-1。
具体地，另外的颗粒材料粒径为0.5mm～4mm；纤维材料长度为1～5mm；片状材料粒度为1～2mm。
所述基浆与另外的颗粒材料、纤维材料、片状材料、封堵剂、记忆合金颗粒的质量比为100：1～10：1～10：1～10：1～10：1～10，优选为100：7～25：2～5：2～3：2～5：2～6。
本发明中的上述原料均可自制，也可商购获得，本发明对此不作特别限定。
第二方面，本发明提供了一种桥接堵漏浆的制备方法，包括以下步骤：
S1：配制基浆；
S2：向S1得到的基浆中依次加入另外的颗粒材料、纤维材料、片状材料、封堵剂、记忆合金颗粒，搅拌均匀得到桥接堵漏浆。
作为本发明的具体实施方式，基浆配制主要包括：按质量份数计，水100份；膨润土6份；碳酸钠(Na2CO3)0.3份。配制时先把碳酸钠加入水中高搅5min，使其完全溶解；然后加入膨润土，高搅30min后，静置24h，使膨润土充分水化。
作为本发明的具体实施方式，所述基浆与另外的颗粒材料、纤维材料、片状材料、封堵剂、记忆合金颗粒的质量比为100：1～30：1～10：1～10：1～10：1～10；优选地，100：7～25：2～5：2～3：2～5：2～6。
作为本发明的具体实施方式，步骤S2中另外的颗粒材料、纤维材料、片状材料、封堵剂、记忆合金颗粒是在搅拌状态下加入的，搅拌速度优选为3000～60000r/min；搅拌时间优选为10～30min。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明的桥接堵漏浆包括具有双程效应的形状记忆合金，通过利用其受温度影响形状发生变化的特点，组成具有良好返排能力的新型堵漏浆，用于储层堵漏施工。堵漏浆进入漏失通道后，在储层漏失通道温度下记忆合金体积膨胀，在漏失通道内形成初级架桥，小颗粒和其它纤维材料和片状材料填充架桥留下的空隙，达到封堵裂缝阻止漏失的目的。完井作业时，可通过循环清水，将井周附近地层的温度降下来，使形状记忆合金材料收缩，形成的封堵层受到破坏，堵漏材料被返排至井筒，恢复之前的漏失通道，便于后期油气从地层渗流到井筒，提高产量和开发效率。
2、本发明的桥接堵漏剂中的记忆合金，具有温度敏感性，在储层温度下能够膨胀形成封堵层，后期采用清水循环的方式降低近井筒储层温度时，堵漏材料收缩，封堵层破坏，油气渗透通道内的堵漏材料返排出来，解放油气渗流通道，不影响后期油气产量。
3、本发明的桥接堵漏剂制备方法简单，易于操作，可随生产随制备。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但并不构成对本发明的任何限制。
本发明各实施例、对比例中所用的基浆配方为：按质量份数计，水100份、膨润土6份、碳酸钠(Na2CO3)0.3份。配制时先把碳酸钠加入水中搅拌速度为5000r/min搅拌时间5min，使其完全溶解；然后加入膨润土，搅拌速度为5000r/min搅拌时间30min，静置24h，使膨润土充分水化。
本发明各实施例、对比例所用实验仪器为高温高压封堵及防吐模拟评价装置，缓慢加压形成封堵层，压力稳定堵漏成功后，压力表可显示正向承压能力；之后卸掉压力，反向加压，可测试堵漏墙的反向承压能力，即抗返吐能力。所用堵漏模块的裂缝尺寸分别为1mm、2mm、3mm、4mm和5mm，长度为300mm，为钢质楔形缝。
实施例1
本实施例提供了一种桥接堵漏浆及制备方法，制备得到的桥接堵漏浆用于模拟评价装置测试，具体细节如下：
S1：制备基浆；
S2：按质量份数计，各组分为：
在搅拌速度为5000r/min条件下，每隔5分钟向基浆中依次加入上述组分，全部加入后继续搅拌10min，得到桥接堵漏剂。
将实施例1得到的桥接堵漏剂，加入高温高压封堵及防吐模拟评价装置中，所用堵漏模块为1mm楔形缝，加温至100℃，缓慢加压至10MPa，稳压10min不降，表明堵漏成功。然后卸压至0，并降温至80℃，利用基浆反向加压，加压至0.5MPa，压力突然降至0，封堵层失效，堵漏模块中的堵漏材料被全部排出，模块中的裂缝恢复原来的状态。
实施例1得到的桥接堵漏剂堵漏效果明显，堵漏结束，堵漏材料返排成功。
实施例2
本实施例提供了一种桥接堵漏浆及制备方法，制备得到的桥接堵漏浆用于模拟评价装置测试，具体细节如下：
S1：制备基浆；
S2：按质量份数计，各组分为：
在搅拌速度为5000r/min条件下，每隔5分钟向基浆中依次加入上述组分，全部加入后继续搅拌10min，得到桥接堵漏剂。
将实施例2得到的桥接堵漏剂，加入高温高压封堵及防吐模拟评价装置中，所用堵漏模块为2mm楔形缝，加温至100℃，缓慢加压至10MPa，稳压10min不降，表明堵漏成功。然后卸压至0，并降温至80℃，利用基浆反向加压，加压至0.4MPa，压力突然降至0，封堵层失效，堵漏模块中的堵漏材料被全部排出，模块中的裂缝恢复原来的状态。
实施例2得到的桥接堵漏剂堵漏效果明显，堵漏结束，堵漏材料返排成功。
实施例3
本实施例提供了一种桥接堵漏浆及制备方法，制备得到的桥接堵漏浆用于模拟评价装置测试，具体细节如下：
S1：制备基浆；
S2：按质量份数计，各组分为：
在搅拌速度为5000r/min条件下，每隔5分钟向基浆中依次加入上述组分，全部加入后继续搅拌10min，得到桥接堵漏剂。
将实施例3得到的桥接堵漏剂，加入高温高压封堵及防吐模拟评价装置中，所用堵漏模块为3mm楔形缝，加温至100℃，缓慢加压至10MPa，稳压10min不降，表明堵漏成功。然后卸压至0，并降温至80℃，利用基浆反向加压，加压至0.4MPa，压力突然降至0，封堵层失效，堵漏模块中的堵漏材料被全部排出，模块中的裂缝恢复原来的状态。
实施例3得到的桥接堵漏剂堵漏效果明显，堵漏结束，堵漏材料返排成功。
实施例4
本实施例提供了一种桥接堵漏浆及制备方法，制备得到的桥接堵漏浆用于模拟评价装置测试，具体细节如下：
S1：制备基浆；
S2：按质量份数计，各组分为：
在搅拌速度为5000r/min条件下，每隔5分钟向基浆中依次加入上述组分，全部加入后继续搅拌10min，得到桥接堵漏剂。
将实施例4得到的桥接堵漏剂，加入高温高压封堵及防吐模拟评价装置中，所用堵漏模块为4mm楔形缝，加温至100℃，缓慢加压至10MPa，稳压10min不降，表明堵漏成功。然后卸压至0，并降温至80℃，利用基浆反向加压，加压至0.35MPa，压力突然降至0，封堵层失效，堵漏模块中的堵漏材料被全部排出，模块中的裂缝恢复原来的状态。
实施例4得到的桥接堵漏剂堵漏效果明显，堵漏结束，堵漏材料返排成功。
实施例5
本实施例提供了一种桥接堵漏浆及制备方法，制备得到的桥接堵漏浆用于模拟评价装置测试，具体细节如下：
S1：制备基浆；
S2：按质量份数计，各组分为：
在搅拌速度为5000r/min条件下，每隔5分钟向基浆中依次加入上述组分，全部加入后继续搅拌10min，得到桥接堵漏剂。
将实施例5得到的桥接堵漏剂，加入高温高压封堵及防吐模拟评价装置中，所用堵漏模块为5mm楔形缝，加温至100℃，缓慢加压至10MPa，稳压10min不降，表明堵漏成功。然后卸压至0，并降温至80℃，利用基浆反向加压，加压至0.25MPa，压力突然降至0，封堵层失效，堵漏模块中的堵漏材料被全部排出，模块中的裂缝恢复原来的状态。
实施例5得到的桥接堵漏剂堵漏效果明显，堵漏结束，堵漏材料返排成功。
对比例1
本对比例提供了一种现有技术中的堵漏剂及制备方法，采用对比例中的方法进行模拟评价测试，具体细节如下：
S1：制备基浆；
S2：按质量份数计，各组分为：
在搅拌速度为5000r/min条件下，每隔5分钟向基浆中依次加入上述组分，全部加入后继续搅拌10min，得到桥接堵漏剂。
将对比例1得到的桥接堵漏剂，加入高温高压封堵及防吐模拟评价装置中，所用堵漏模块为1mm楔形缝，加温至100℃，缓慢加压，不能承压，堵漏浆全部流失。
对比例2
本对比例提供了一种现有技术中的堵漏剂及制备方法，采用对比例中的方法进行模拟评价测试，具体细节如下：
S1：制备基浆；
S2：按质量份数计，各组分为：
在搅拌速度为5000r/min条件下，每隔5分钟向基浆中依次加入上述组分，全部加入后继续搅拌10min，得到桥接堵漏剂。
将对比例2得到的桥接堵漏剂，加入高温高压封堵及防吐模拟评价装置中，所用堵漏模块为3mm楔形缝，加温至100℃，缓慢加压，不能承压，堵漏浆全部流失。
对比例3
本对比例提供了一种现有技术中的堵漏剂及制备方法，采用对比例中的方法进行模拟评价测试，具体细节如下：
S1：制备基浆；
S2：按质量份数计，各组分为：
在搅拌速度为5000r/min条件下，每隔5分钟向基浆中依次加入上述组分，全部加入后继续搅拌10min，得到桥接堵漏剂。
将对比例3得到的桥接堵漏剂，加入高温高压封堵及防吐模拟评价装置中，所用堵漏模块为5mm楔形缝，加温至100℃，缓慢加压，不能承压，堵漏浆全部流失。
将实施例1～5和对比例1～3得到的堵漏浆测试承压性能对比数据列表，如表1所示。
表1实施例1～5和对比例1～3得到的堵漏浆测试承压性能对比表
| 配方 | 正向施加压力，MPa | 反向承受压力，MPa |
| 实施例1 | 10 | 0.5 |
| 实施例2 | 10 | 0.4 |
| 实施例3 | 10 | 0.4 |
| 实施例4 | 10 | 0.35 |
| 实施例5 | 10 | 0.25 |
| 对比例1 | 0 | / |
| 对比例2 | 0 | / |
| 对比例3 | 0 | / |
综上，本发明的桥接堵漏浆包括具有双程效应的形状记忆合金，通过利用其受温度影响形状发生变化的特点，组成具有良好返排能力的新型堵漏浆，用于储层堵漏施工。堵漏浆进入漏失通道后，在储层漏失通道温度下记忆合金体积膨胀，在漏失通道内形成初级架桥，小颗粒和其它纤维材料和片状材料填充架桥留下的空隙，达到封堵裂缝阻止漏失的目的。完井作业时，可通过循环清水，将井周附近地层的温度降下来，使形状记忆合金材料收缩，形成的封堵层受到破坏，堵漏材料被返排至井筒，恢复之前的漏失通道，便于后期油气从地层渗流到井筒，提高产量和开发效率。
在本发明中的提到的任何数值，如果在任何最低值和任何最高值之间只是有两个单位的间隔，则包括从最低值到最高值的每次增加一个单位的所有值。例如，如果声明一种组分的量，或诸如温度、压力、时间等工艺变量的值为50-90，在本说明书中它的意思是具体列举了51-89、52-88……以及69-71以及70-71等数值。对于非整数的值，可以适当考虑以0.1、0.01、0.001或0.0001为一单位。这仅是一些特殊指明的例子。在本申请中，以相似方式，所列举的最低值和最高值之间的数值的所有可能组合都被认为已经公开。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。
Claims (13)
1.一种桥接堵漏浆，其特征在于，该堵漏浆包括记忆合金颗粒；
所述记忆合金颗粒包括CuZnAl合金颗粒、FeMnSi合金颗粒；
所述记忆合金为具有双程效应合金，记忆合金初始为中空球状，常温下挤压成瘪球形，在较高温度下恢复成球状，温度降低再次成瘪球形。
2.根据权利要求1所述的桥接堵漏浆，其特征在于，所述记忆合金颗粒的粒径为0.5~5mm。
3.根据权利要求2所述的桥接堵漏浆，其特征在于，所述记忆合金颗粒的粒径为1~2mm。
4.根据权利要求1所述的桥接堵漏浆，其特征在于，还包括另外的颗粒材料、纤维材料、片状材料、封堵剂和基浆。
5.根据权利要求4所述的桥接堵漏浆，其特征在于，所述另外的颗粒材料包括核桃壳、碳酸钙颗粒和石英颗粒中的一种或多种；和/或
所述纤维材料包括聚酯纤维、海泡石纤维、水镁石纤维中的一种或多种；
所述片状材料包括云母、蛭石中的一种或多种；
所述封堵剂包括单封暂堵剂、屏蔽暂堵剂、封堵剂SMGF-1中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的桥接堵漏浆，其特征在于，所述封堵剂为封堵剂SMGF-1。
7.根据权利要求4所述的桥接堵漏浆，其特征在于，所述基浆与另外的颗粒材料、纤维材料、片状材料、封堵剂、记忆合金颗粒的质量比为100：1~10：1~10：1~10：1~10：1~10。
8.根据权利要求7所述的桥接堵漏浆，其特征在于，所述基浆与另外的颗粒材料、纤维材料、片状材料、封堵剂、记忆合金颗粒的质量比为100：7～25：2～5：2～3：2～5：2～6。
9.权利要求4-8任一项所述的桥接堵漏浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：配制基浆；
S2：向步骤S1中得到的基浆中依次加入另外的颗粒材料、纤维材料、片状材料和封堵剂以及记忆合金颗粒，搅拌均匀得到桥接堵漏浆。
10.根据权利要求9所述的桥接堵漏浆制备方法，其特征在于，所述基浆与另外的颗粒材料、纤维材料、片状材料、封堵剂、记忆合金颗粒的质量比为100：1~10：1~10：1~10：1~10：1~10。
11.根据权利要求10所述的桥接堵漏浆制备方法，其特征在于，所述基浆与另外的颗粒材料、纤维材料、片状材料、封堵剂、记忆合金颗粒的质量比为100：7～25：2～5：2～3：2～5：2～6。
12.根据权利要求9所述的桥接堵漏浆制备方法，其特征在于，步骤S2中另外的颗粒材料、纤维材料、片状材料、封堵剂、记忆合金颗粒是在搅拌状态下加入的。
13.根据权利要求12所述的桥接堵漏浆制备方法，其特征在于，所述搅拌速度为3000~60000r/min；搅拌时间为10~30min。
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