[发明专利]稳定未胶结地层的方法

说明书

本申请是申请号为200680051544.4的中国专利申请的分案申请。

背景技术

本发明涉及用于处理地层的方法和组合物。更具体地，本发明涉及稳定地层的未胶结部分的方法。

技术领域

油气井(hydorcarbon well)通常位于包含未胶结颗粒(例如，沙、砾石、支撑剂、细粒等)的地层中，这些未胶结颗粒可以迁移出地层进入井筒和/或可以与油、气体、水、和/或其它由井产生的流体一起产生。产出液中不期望存在这种颗粒，因为这些颗粒可能磨蚀泵送设备及其它设备和/或降低来自井的所需液体的产量。此外，尤其是，移入井筒的颗粒(例如，在下套管井段中的套管和/或孔眼内部)可能阻塞井筒部分，阻碍来自井的所需液体的生产。这里所定义的术语“未胶结颗粒”及其衍生词包括松散颗粒，以及以不充分的结合强度结合的颗粒，所述结合强度不足以经得起由通过地层的流体流所产生的力，这可能导致颗粒在地层内移动或迁移和/或移动或迁移入其中的空隙中。未胶结颗粒可以包含，尤其是，地层中的沙、砾石、细粒和/或支撑剂颗粒，例如，在压裂或砾石填充作业过程中位于地层中的支撑剂颗粒。这里所定义的术语“未胶结地层”、“地层的未胶结部分”以及它们的衍生词包括含有未胶结颗粒(这里定义了该术语)的任何结构。这里所使用的诸如“未胶结地层”和“地层的未胶结部分”的那些术语包括地下裂缝，其中未胶结颗粒存在于裂缝空隙内(例如，在裂缝内部形成支撑剂充填层)。

一种控制地层中未胶结颗粒的方法包括在靠近井筒处设置含有砾石(例如，“砾石充填”)的过滤层，从而为所需流体的制备提供未胶结颗粒输送的物理障碍。通常，这种“砾石充填作业”包括将一定量的颗粒泵送并且放置在位于邻近井筒区域的未胶结地层中。砾石充填作业的一种普遍类型包括在井筒中放置一筛网，并且用砾石填充筛网和井筒之间的围绕环隙，所述砾石具有用于防止地层沙通过的大小。筛网通常是用于保持砾石填充作业期间所放置砾石的过滤组件。为了适应所使用砾石填充沙的特征，可以使用各种大小和筛网结构。同样地，为了适应地层中未胶结颗粒的特征，可以使用各种大小的砾石。为了安装砾石充填，通过用液体混合砾石从而以泥浆形式(通常使其增粘)将砾石运送至地层。一旦将砾石置于井筒中，工作液的粘度就会降低，并且其回到地表。所得结构为从地层中移动沙粒提供了屏障，同时仍然容许液体流动。

然而，这种砾石填充法的使用可能存在问题。例如，安装砾石充填既费时又费钱。由于所需的时间和费用，有时期望放置无砾石筛网。然而，甚至在实际上放置无砾石筛网的情形中，由于地层沙粒趋向于具有广泛的粒径分布，所以经常难以确定所使用的适当筛网尺寸。当容许少量沙粒流过筛网时，地层侵蚀成为重要忧患。结果，为了保证控制地层沙粒，常常必须放置砾石以及筛网。近年来，已经开发并且运用了可膨胀沙筛。作为安装的一部分，可膨胀砂筛可以为了控沙的目的，相对于井筒、下套管井或裸眼膨胀而无需砾石填充层。然而，可膨胀筛网仍然可能呈现出诸如筛网侵蚀和筛网堵塞的问题。

用于控制未胶结地层中颗粒的另一种方法包括通过向地层中施加胶结剂(例如，树脂或增粘剂)以将未胶结颗粒胶结为稳定、可渗透的物质(mass)。这些稳定、可渗透物质中的颗粒可以以足够的结合强度结合，从而能经得起由通过地层的流体流动所产生的力和/或阻止移动或迁移，但是仍然可以容许通过该物质孔隙空间的流体(一种或多种)流动。这通常通过以下方法来实现：预清洗地层的未胶结部分，施加可硬化树脂组合物，施加隔离液，施加外部催化剂以使树脂固化，并且施加后冲洗液以从该地层部分的孔隙空间中除去过量树脂。然而，传统胶结技术常常导致处理中使用的胶结剂、预冲洗液、后冲洗液、和/或其它组分在地层中的渗透深度受限制或者不足。

发明内容

本发明涉及用于处理地层的方法和组合物。更具体地，本发明涉及稳定地层的未胶结部分的方法。

在一个具体实施方案中，本发明提供了一种方法，其包括：沿井筒在地层的未胶结部分产生或加深至少两条槽，其中这些槽沿井筒的内表面彼此以约180度设置；将胶结剂引入地层的未胶结部分的槽中；并且在一部分地层中产生或加深至少一条裂缝。

在另一个具体实施方案中，本发明提供了一种方法，其包括：沿井筒将胶结剂引入地层的未胶结部分中的至少两条预形成槽中，其中这些槽沿井筒的内表面彼此以约180度设置；并且在一部分地层中产生或加深至少一条裂缝。