[发明专利]用于防止井眼处理液损失的化学封堵物

说明书

堵漏材料包含水性胶体分散体和脂肪酸的混合物。水性胶体分散体包含二氧化硅纳米粒子并且具有至少8的pH。胶体分散体和脂肪酸的合并在堵漏材料的pH小于8并且堵漏材料的温度在5℃至300℃的范围内时引发堵漏材料的凝胶化。将在井眼的一部分或其中形成井眼的地下地层的一部分中的开口密封可以包括向井眼提供水性胶体分散体和脂肪酸，将胶体分散体和脂肪酸混合以得到堵漏材料，引发堵漏材料的凝胶化，和使在井眼中的堵漏材料凝固以得到凝结凝胶。

优先权要求

本申请要求2017年5月2日提交的美国专利申请号15/584,638的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本文涉及用于控制和防止在井眼中的井眼处理液的损失的方法和组合物。

背景

在井眼的钻井、完井或维护中使用的井眼处理液可能会在流体在井眼中循环期间损失到地下地层中。井眼处理液从井眼的部分或全部损失可以通过枯竭带、较低压力的区域、具有天然存在的裂缝的漏失带、具有被钻井液的静水压力超过的破裂梯度的弱区域等而发生。作为结果，通过这样的流体提供的维护实现起来更困难或昂贵。因此，控制和防止在井眼中的井眼处理液的损失是有利的。

概述

在第一总体方面，堵漏材料(lost-circulation material)包含水性胶体分散体和脂肪酸的混合物。水性胶体分散体包含二氧化硅纳米粒子并且具有至少8的pH。胶体分散体和脂肪酸的合并在堵漏材料的pH小于8并且堵漏材料的温度在5℃至300℃的范围内时引发堵漏材料的凝胶化。

在第二总体方面，将在井眼的一部分或其中形成井眼的地下地层的一部分中的开口密封包括向井眼提供包含二氧化硅纳米粒子并且具有至少8的pH的胶体分散体，向井眼提供脂肪酸，将胶体分散体和脂肪酸混合以得到具有小于8的pH和在5℃至300℃范围内的温度的堵漏材料，从而引发堵漏材料的凝胶化，和使在井眼中的堵漏材料凝固以得到凝结凝胶。凝结凝胶将在井眼的一部分或其中形成井眼的地下地层的一部分中的开口密封。

第一和第二总体方面的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。

在一些实施方案中，脂肪酸包括下列各项中的至少一种，由下列各项中的至少一种组成，或者主要由下列各项中的至少一种组成：己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸和十二烷酸。在某些实施方案中，脂肪酸包括己酸、庚酸和辛酸中的至少一种，主要由己酸、庚酸和辛酸中的至少一种组成，或者由己酸、庚酸和辛酸中的至少一种组成。

胶体分散体可以包含盐和水混溶性有机溶剂中的至少一种。

在一些实施方案中，二氧化硅纳米粒子的尺寸在约1nm至约500nm的范围内。在某些实施方案中，二氧化硅纳米粒子的尺寸在约1nm至约100nm的范围内。

在某些实施方案中，脂肪酸与胶体分散体的比率在0.25体积％至4体积％的范围内。

胶体分散体中的二氧化硅纳米粒子的浓度通常在约10重量％至约50重量％的范围内。在一些实施方案中，水性胶体分散体的pH为约11以下。

胶体分散体和脂肪酸的合并在堵漏材料的pH小于约7时可以引发堵漏材料的凝胶化。在一些实施方案中，堵漏材料的pH在约1至约6的范围内。

降低堵漏材料的pH、升高堵漏材料的温度、提高堵漏材料中的二氧化硅纳米粒子的浓度、提高堵漏材料中的脂肪酸的浓度或它们的组合通常加速堵漏材料的凝胶化。

在一些实施方案中，堵漏材料的凝胶化得到固体凝胶或半固体凝胶形式的凝结凝胶。凝结凝胶可以是具有结晶固体的外观的固体凝胶的形式。在凝胶化的引发和凝结凝胶的形成之间的时间长度通常为至少0.5小时。凝结凝胶在5℃至200℃范围内的温度无限期地稳定。

第二总体方面的实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。