[发明专利]压井用三元复合暂堵剂及其压井暂堵施工方法

说明书

本发明公开了一种压井用三元复合暂堵剂及其压井暂堵施工方法，暂堵剂包括可溶性纳米级微粒暂堵剂、超分子膨胀体和低密度压井液；可溶性纳米级微粒暂堵剂由分散剂、氯化钠、黄原胶、二水氯化钙、亚硫酸钠和钼酸钠溶解在地层水中混合配制而成；超分子膨胀体暂堵剂为丙烯酸和丙烯酰胺共聚交联所得凝胶体；低密度压井液为1wt.‰的分子量1000万～1500万的聚丙烯酰胺水溶液；压井暂堵施工方法通过依次向地层正注微粒暂堵剂、隔离液、超分子暂堵剂、顶替液和压井液完成；该暂堵剂及暂堵施工方法能够有效对储层和大的裂缝进行有效封堵。

技术领域

本发明涉及油田化学技术领域，特别涉及一种压井用三元复合暂堵剂及其压井暂堵施工方法。

背景技术

上世纪80年代我国的暂堵技术才发展起来，在许多方面是对传统的堵水技术的借鉴。随着堵水技术的发展，对暂堵剂的开发和应用日趋成熟，出现了不同类型凝胶型暂堵技术。屏蔽暂堵技术的使用较为广泛。

上世纪90年代，屏蔽暂堵技术在我国得到了迅猛发展和广泛应用。屏蔽暂堵技术主要是根据孔喉大小、裂缝宽窄和分布有目的地在某些液相体系中加入多级配的架桥粒子，在压差作用下，瞬间在井壁边缘形成一层低渗透率的屏蔽环，有效起到阻止某些液相体系中的固体颗粒和滤液侵入储层造成各种伤害。油井完成后可通过射孔、反排及酸或油溶的方式解堵，恢复储层的原始状态。利用类似的原理将凝胶型暂堵剂屏蔽压井液体系进入地层，来实现修井完井的作业目的。但是针对特定地质条件下，如地层漏失严重、气窜快、井况复杂、地层温度高、井口压力高，常规暂堵压井往往出现压井就漏，漏完就喷，无法进行后续施工作业。这种情况下，只能采用复合暂堵压井技术。目前在复合暂堵剂方面的研究有：

水化膨胀复合暂堵材料：目前最常用的暂堵方法是桥接暂堵，技术关键在于暂堵剂中颗粒尺寸的分布是否和漏失通道直径相匹配。由于漏失地层的裂缝宽度和孔隙尺寸不能准确掌握，暂堵剂配方无法优选和确定，施工的不确定性增大，暂堵成功率降低。为此，左凤江等研制了水化膨胀复合暂堵材料。该堵剂克服了桥接暂堵时架桥骨架在正、负压差作用下容易破坏的缺陷，引入了具有遇水延时膨胀特性的材料。随着与钻井液接触时间的延长，该材料会吸水膨胀至原体积的5～18倍，使“封堵墙”更加致密紧凑，与裂缝间的摩擦阻力进一步加强，“封堵墙”在正、负压差作用下的抗破坏能力增强。该材料中还添加了长纤维材料，弥补了棉纤维和木质纤维强度低的缺陷，增强了暂堵材料在长裂缝中的缠绕封堵强度。通过各种材料的合理级配，可充分发挥各物质的合力作用，具有较好的弹性和挂阻特征，进入裂缝后能产生较高的桥塞强度，达到快速、安全、有效暂堵的目的。该暂堵剂在长庆油田白马北区水源3井(BMBS3)应用，一次暂堵成功。

复合暂堵材料BLCM：复合暂堵材料BLCM(blendoflost-circulationmaterials)主要是由粒径2～120mm的特殊纤维颗粒组成，添加了适当尺寸的植物纤维及聚合物颗粒。其中的木质纤维类物质在水或水基钻井液的浸泡下膨胀，可增加对垫层的封堵能力。特立尼达岛(Trinidad)东海岸某井(井深1400m)使用直径245mm钻头钻进时发生失返性漏失，导致泵压不稳定，无法正常钻进，用常规方法暂堵效果不好，改用BLCM材料成功处理了井漏。BLCM材料吸水膨胀，形成了具有一定的强度和黏弹性的网状结构，在压差作用下被挤入漏失层，并根据漏失层的形状自动填充，从而解决了漏失问题。

交联聚合物暂堵材料：Davidson等人介绍了一种用于处理严重漏失的交联聚合物体系，此体系由适当尺寸的特殊纤维和水溶性交联聚合物组成。纤维材料吸水膨胀后悬浮在暂堵浆中，在形成的堵塞中纵横交错、相互拉扯，起强有力的“拉筋”作用，加强了楔塞的机械强度。吸水膨胀的凝胶及含“拉筋”材料的滤饼共同在漏失通道中形成塞状的封堵垫层，该垫层在漏层中不易移动，因而可达到暂堵目的。另外，此暂堵材料对地层无伤害，受地层温度影响可在两星期内降解，期间有足够的时间来钻进和完井。将此凝胶用于Giove-2井，成功地治理了失返性漏失并恢复了循环钻进。