[发明专利]用于重复压裂部分枯竭油气井的方法和材料

说明书

提供用于在重复压裂前处理已部分枯竭的已完井的油气井的方法和材料。所述方法包括：(a)通过混合含多元醇的组分和含多异氰酸酯的组分，制备聚氨酯转向剂；和(b)将所述聚氨酯转向剂引入井。所述含多元醇的组分包括具有不大于1000 mPa•s的在25℃下的粘度的聚合多元醇，且所述含异氰酸酯的组分包括未封端脂(环)族多异氰酸酯聚合物，其任选包括脲基甲酸酯基团并具有不大于1000 mPa•s的在25℃下的粘度和至少99%固含量。

发明领域

本发明涉及通过将聚氨酯转向剂（diverting agent）（化学转向剂）引入井以封堵已完井（complete）的油气井的穿孔和其它非生产区域而在重复压裂前处理部分枯竭油气井的方法和材料，从而允许重复压裂该井，由此从否则枯竭的井中重新开采油和气。

背景技术

从地下岩层（underground formation）中采收资源，如天然气或油通常需要在使钻井液，如水基或油基钻井泥浆在井筒内循环的同时将井筒钻到地层中。在井筒钻探和完井后，经过一段时间以不一致并随时间下降的速率采收这些资源。可通过被称作“重复压裂”或“refracing”的工艺减轻随时间的这种常见产量损失。重复压裂油气井的概念并不新。其自1970年代以来已在直井中实施并且目前在有限程度上用于水平井。在通过重复压裂重新激发油气井的同时保护油气井的平衡是油气市场中非常活跃的焦点。

为了重复压裂（refac）井，必须隔离旧裂缝，因为它们在下一压裂过程中充当泄压区。可以通过将现有裂缝推进到非生产性岩层或推进到将会坍塌或允许地层水流入井筒的地层中而不可修复地破坏地层。可通过各种手段；机械或化学地实现这种隔离。在化学上，可以有策略地安置水泥基（cementatious）材料以封堵所需区域。不利地，此类产品在水平井筒中容易从裂缝中“塌落（slump）”出，以造成不良隔离。也已尝试环氧树脂，由于不良反应控制和高粘度，收效甚微，以致盘管线路被堵塞并最终成为胶凝固体。机械手段包括具有可溶解压裂球或内部可膨胀套管的临时转向塞（diverter plugs）。遗憾地，这些方法往往昂贵并具有低可靠性。

在油气市场中已经提出合成聚合物，如聚氨酯作为潜在堵漏材料。但是，作为堵漏材料，聚氨酯难以实施。例如，许多形成聚氨酯的组合物具有不可接受地短的适用期（其是指活性氢官能组分，如多元醇和异氰酸酯官能组分的组合保持可泵送的时间量）。因此，已经提出复杂和繁琐的设备选项以使反应性组分在注入井筒的过程中保持分开。

作为一种替代方案，还已经提出使用封端的多异氰酸酯以形成聚氨酯堵漏材料。但是，封端的多异氰酸酯要求除去封端剂以使异氰酸酯基团与活性氢官能组分反应。当液体体系在如堵漏材料应用中的情况那样包含在压力下时，难以（即使不是不可能）除去封端剂。此外，封端的多异氰酸酯树脂通常粘度极高。因此，如果不使用溶剂和增塑剂，它们极难沿井向下泵送，这可能是不合意的。

因此，希望提供用于在重复压裂前使用克服上述问题中至少一些的转向剂处理已枯竭的已完井的油气井的改进的方法和材料。

发明内容

在某些方面中，本发明涉及在地下岩层内在重复压裂前处理已枯竭的已完井的油气井的方法。所述方法包括：(a) 通过混合含多元醇的组分和含多异氰酸酯的组分，制备聚氨酯转向剂；和(b) 将所述转向剂引入已完井的油气井。在所述方法中，(i) 所述含多元醇的组分包含具有不大于1000 mPa•s的在25℃的粘度和至少99%固含量的聚合多元醇和(ii)所述含异氰酸酯的组分包含具有不大于1000 mPa•s的在25℃的粘度和至少99%固含量并任选包含脲基甲酸酯基团的未封端脂(环)族多异氰酸酯聚合物。