[发明专利]具有聚合物胶囊壳的井筒水泥在审
申请号: | 201880016510.4 | 申请日: | 2018-03-07 |
公开(公告)号: | CN110382437A | 公开(公告)日: | 2019-10-25 |
发明(设计)人: | 伊丽莎白·Q·孔特雷拉斯 | 申请(专利权)人: | 沙特阿拉伯石油公司 |
主分类号: | C04B24/28 | 分类号: | C04B24/28;C04B28/02;C09K8/467;C04B28/04 |
代理公司: | 北京天昊联合知识产权代理有限公司 11112 | 代理人: | 张珂珂;金小芳 |
地址: | 沙特阿拉*** | 国省代码: | 沙特阿拉伯;SA |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 添加剂 水泥 反应物 胶囊 连续相 信号剂 井筒 微环 裂缝 聚合物胶囊 聚合物外壳 毛细作用力 水泥添加剂 自密封材料 聚合物层 信号物质 液体分离 弹性的 分散相 界面处 可改变 渗透率 混溶 空壳 吸入 封装 密封 破裂 释放 合并 保留 覆盖 | ||
将具有水泥添加剂、覆盖有聚合物外壳(24)的胶囊(26)添加到井筒水泥(28)中。通过渗透或当壳(324)破裂时,从壳(24)释放添加剂。毛细作用力将添加剂吸入水泥(28)中存在的微环隙或裂缝中,其中添加剂密封微环隙和裂缝,从而限定了自密封材料。空壳保留在水泥(28)中并用作改变水泥(28)弹性的添加剂。通过合并不混溶的液体而形成胶囊(26),其中一种液体包含信号物质,并且各液体均包含反应物。当合并时,这些液体分离成分散相和连续相,分散相具有信号剂。反应物在分散相和连续相之间的界面处反应并形成封装信号剂的聚合物层,从而形成胶囊(26)。调整反应物的相对浓度可改变膜强度和渗透率。
技术领域
本公开涉及具有聚合物胶囊壳的井筒水泥。更具体而言,本公开涉及具有废胶囊或破裂胶囊的聚合物壳的井筒水泥。
背景技术
产自地下地层的烃类通常经由从地表钻出并贯穿地层的井筒而从地层流到地表,其中井筒通常衬有管状套管。通常用注入套管和井筒之间的环空的水泥使套管结合至井筒的内表面。除了将套管锚固在井筒内之外,水泥还使地层内的相邻区域彼此隔离。随着时间的推移,井下的热机械应力甚至会导致成功的固井作业在拉伸或压缩方面失效,或者从套管或地层中脱粘而产生微环隙(microannuli)。在没有水泥隔离这些相邻区域的情况下,气态地层流体通过裂缝和微环隙连通并且造成套管后的压力升高,这对生产和安全是有害的,例如,这会导致井筒的产烃潜力降低。适当的井结构提供了地下水保护。例如,由不良水泥造成的区域隔离的损失可使淡水沿着套管行进并污染含盐地层,溶解上部盐层,这会造成井的损失。
水泥还阻断了烃流体在套管和井筒壁之间的环空中的流动。如果没有水泥,或者在水泥失效的情况下,已知来自地层的烃类会迁移至地表。通常,气体迁移在深井中是一个更大的问题,深井中通常使用密度高达22磅/加仑的钻井液来控制气体或地层流体的流入。为了控制气体迁移,用于成功固结目标区域的水泥密度有时高达22.7磅/加仑,这也使得先前的钻井液能够在固井作业期间驱替。随着水泥浆料凝固,地层上的静水压力降低。在该转变期间,储层气体可向上行进通过水泥柱,从而导致在地表出现气体。可流出气体的渗透性通道会造成井场的作业和安全问题。气窜的原因包括:(1)泥浆/隔层/水泥设计不良,使得水和气体能够通过,从而导致固井作业失败;(2)水泥浆料滤失量大,造成积水,从而导致水泥体内的微破裂;以及(3)水泥不能提供足够的静水压力来控制高压地层。
发明内容
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