一种高温防漏失封堵剂及其制备方法和应用
阅读：997发布：2024-01-12
专利汇可以提供一种高温防漏失封堵剂及其制备方法和应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种高温防漏失封堵剂及其制备方法和应用。以该封堵剂 质量 百分比为100％计，包括40％-60％的超细 水 泥、10％-15％的 石墨 颗粒、10％-15％的 硅 粉、1％-3％的 单宁 酸 钠和余量的水。本发明的高温防漏失封堵剂的制备方法简便，原料易得；制备得到的封堵剂耐温性能好，耐高温、抗高压，具有高的突破压 力 ，防漏失性好、封堵能力强度高，将其应用于油田高温高压漏失井封层、封窜工艺技术中，能够实现对高温高压漏失严重井的封层、封窜的封堵。，下面是一种高温防漏失封堵剂及其制备方法和应用专利的具体信息内容。
1.一种高温防漏失封堵剂，其特征在于，以该封堵剂质量百分比为100％计，包括：
2.根据权利要求1所述的封堵剂，其特征在于：所述超细水泥为G级油井水泥。
3.根据权利要求2所述的封堵剂，其特征在于：所述超细水泥的G级比表面积≥7000cm2/g。
4.根据权利要求1所述的封堵剂，其特征在于：所述石墨颗粒的粒度为0.2-10mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的封堵剂，其特征在于：该封堵剂的密度为1.85g/cm3-
1.90g/cm3。
6.权利要求1-5任一项所述封堵剂的制备方法，其包括以下步骤：
将水预先搅拌成旋涡状，依次加入超细水泥、硅粉、单宁酸钠和石墨颗粒，加入时常温低速搅拌，加入完成后高速搅拌，获得该封堵剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：
低速搅拌的转速为2500转/min-3000转/min；
优选地，高速搅拌的转速为7000转/min-7500转/min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：高速搅拌的时间为1min-2min。
9.权利要求1-5任一项所述封堵剂在油田高温高压漏失井封层、封窜工艺技术中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用具体步骤为：
将预先搅拌制备好的封堵剂，测试密度达到1.85g/cm3-1.90g/cm3，一次性的注入地层中，完成对高温高压漏失井封堵、封窜工艺的封堵；
优选地，高温范围为200-300℃；高压范围为5MPa-10MPa。
一种高温防漏失封堵剂及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明属于油田井封堵技术领域，涉及一种高温防漏失封堵剂及其制备方法和应用。
背景技术
[0002] 稠油主要采用蒸汽吞吐和蒸汽驱技术，在开采中后期，由于多轮次的蒸汽吞吐和长时间的蒸汽驱，使得地层蒸汽形成指进和地层间的气窜；油井的套管损坏而漏失；套管外固井水泥因长时间的高温高压侵蚀而失效形成管外窜，这样，注入的高温高压蒸汽可能携带着油井中的天然气和H2S气体通过管外窜通道及套管损失漏点窜出地面，产生爆炸或者使人中毒，如果形成了地面大面积漏气，就不得不关停一些生产井，甚至有可能关停部分区块，这不仅给人身安全和环境污染造成严重危害，也对稠油开采生产造成了严重影响，因此，必须对这些漏失井实施封层、封窜、封井措施来进行综合治理。
发明内容
[0003] 针对现有技术中稠油开采过程中高温下油井漏失、油气外窜、难封堵等问题，本发明的目的在于提供一种高温防漏失封堵剂及其制备方法；该封堵剂制备方法简单，原料易得，制备得到的封堵剂粘度较低、易于泵筒内稳定、耐高温、抗高压。本发明的目的还在于提供该封堵剂在油田井筒高温防漏失中的应用，将其应用于油田井筒高温防漏失中，防漏失性好、耐高温、抗高压，具有高的突破压力，可满足高温高压漏失井的需要。
[0004] 本发明的目的通过以下技术方案得以实现：
[0005] 一方面，本发明提供一种高温防漏失封堵剂，以该封堵剂质量百分比为100％计，包括：
[0006]
[0007]
[0009] 上述的封堵剂中，优选地，所述超细水泥的G级比表面积≥7000cm2/g。
[0010] 上述的封堵剂中，G级油井水泥是高温漏失井封堵剂的主要成分之一，G级比表面积≥7000cm2/g，适用于一般细微空间的灌浆，在水中有很好的溶解性，其主要作用是作为高温漏失井的主要封堵的主要因素。
[0011] 上述的封堵剂中，优选地，所述石墨颗粒的粒度为0.2-10mm。
[0012] 上述的封堵剂中，石墨颗粒是高温防漏失封堵剂的主要成分之一，石墨粒度为0.2-10mm，不溶于水，其主要作用是高温防漏失封堵剂中作为防漏失的高温堵剂的主要因素。
[0015] 超细水泥、石墨颗粒、硅粉和单宁酸钠四种封堵剂的成分之间是协同作用；超细水泥、硅粉和单宁酸钠作用起到高温下增强封堵剂的强度，石墨颗粒用于高温下方漏失性的；该高温防漏失封堵剂中如果去掉超细水泥，仅硅粉、单宁酸钠和石墨颗粒时，在高温下起不到封堵能力的作用，地层中不能出现固化现象；该高温堵剂如果去掉是石墨颗粒，对于高温漏失严重井无论泵入地层的封堵剂量的多少都不够，地层漏失依然很严重，后续的高温井封层、封堵工艺无法实现。
[0016] 上述的封堵剂中，优选地，该封堵剂的密度为1.85g/cm3-1.90g/cm3。
[0017] 另一方面，本发明还提供上述封堵剂的制备方法，其包括以下步骤：
[0018] 将水预先搅拌成旋涡状，依次加入超细水泥、硅粉、单宁酸钠和石墨颗粒，加入时常温低速搅拌，加入完成后高速搅拌，获得该封堵剂。
[0019] 上述的制备方法中，优选地，低速搅拌的转速为2500转/min-3000转/min。
[0020] 上述的制备方法中，优选地，高速搅拌的转速为7000转/min-7500转/min。
[0021] 上述的制备方法中，优选地，高速搅拌的时间为1min-2min。
[0022] 再一方面，本发明还提供上述封堵剂在油田高温高压漏失井封层、封窜工艺技术中的应用。
[0023] 上述应用中，优选地，该应用的具体步骤为：
[0024] 将预先搅拌制备好的封堵剂，测试密度达到1.85g/cm3-1.90g/cm3，一次性的注入地层中，完成对高温高压漏失井封堵、封窜工艺的封堵。
[0025] 上述的应用中，优选地，高温范围为200-300℃；高压范围为5MPa-10MPa。
[0026] 本发明的高温防漏失封堵剂的制备方法简便，原料易得；制备得到的封堵剂耐温性能好，耐高温、抗高压，具有高的突破压力，防漏失性好、封堵能力强度高，将其应用于油田高温高压漏失井封层、封窜工艺技术中，能够实现对高温高压漏失严重井的封层、封窜的封堵。
具体实施方式
[0027] 为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0028] 实施例1
[0029] 本实施例提供一种高温防漏失封堵剂，以该封堵剂质量百分比为100％计，包括：
[0030]
[0031] 超细水泥为G级油井水泥，G级比表面积≥7000cm2/g；石墨颗粒的粒度为0.2-0.6mm。
[0032] 本实施例还提供该高温防漏失封堵剂的制备方法，具体为：将现场用水预先搅拌成旋涡状，依次加入超细水泥、硅粉和单宁酸钠，最后加入石墨颗粒，加入时常温低速(2500转/min-3000转/min)搅拌，加入完成后高速(7000转/min-7500转/min)搅拌1min-2min，获得该封堵剂。该封堵剂的密度为1.89g/cm3。
[0033] 实施例2
[0034] 本实施例提供一种高温防漏失封堵剂，以该封堵剂质量百分比为100％计，包括：
[0035]
[0036] 超细水泥为G级油井水泥，G级比表面积≥7000cm2/g；石墨颗粒的粒度为0.2-6mm。
[0037] 本实施例还提供该高温防漏失封堵剂的制备方法，具体为：将现场用水预先搅拌成旋涡状，依次加入超细水泥、硅粉和单宁酸钠，最后加入石墨颗粒，加入时常温低速(2500转/min-3000转/min)搅拌，加入完成后高速(7000转/min-7500转/min)搅拌1min-2min，获得该封堵剂。该封堵剂的密度为1.89g/cm3。
[0038] 实施例3
[0039] 本实施例提供一种高温防漏失封堵剂，以该封堵剂质量百分比为100％计，包括：
[0040]
[0041] 超细水泥为G级油井水泥，G级比表面积≥7000cm2/g；石墨颗粒的粒度为0.2-6mm。
[0042] 本实施例还提供该高温防漏失封堵剂的制备方法，具体为：将现场用水预先搅拌成旋涡状，依次加入超细水泥、硅粉和单宁酸钠，最后加入石墨颗粒，加入时常温低速(2500转/min-3000转/min)搅拌，加入完成后高速(7000转/min-7500转/min)搅拌1min-2min，获得该封堵剂。该封堵剂的密度为1.89g/cm3。
[0043] 实施例4
[0044] 本实施例提供一种高温防漏失封堵剂，以该封堵剂质量百分比为100％计，包括：
[0045]
[0046] 超细水泥为G级油井水泥，G级比表面积≥7000cm2/g；石墨颗粒的粒度为0.2-10mm。
[0047] 本实施例还提供该高温防漏失封堵剂的制备方法，具体为：将现场用水预先搅拌成旋涡状，依次加入超细水泥、硅粉和单宁酸钠，最后加入石墨颗粒，加入时常温低速(2500转/min-3000转/min)搅拌，加入完成后高速(7000转/min-7500转/min)搅拌1min-2min，获得该封堵剂。该封堵剂的密度为1.89g/cm3。
[0048] 固化实验
[0049] 将上述实施例1-4制备的高温防漏失封堵剂进行室内高温相态变化模拟实验，测试固化时间，实验结果见表1。
[0050] 表1：
[0051]
[0052] 由表1实验数据可知：在不同的质量浓度下，高温防漏失封堵剂在高温井筒内泵送的时间，时间小于高温条件下封堵剂不出现闪凝的时间为作为上限，因此通过改变封堵剂各原料的比例，可以掌握最安全的高温防漏失封堵剂的泵送时间。
[0053] 耐高温实验
[0054] 将封堵剂固化后制成样品试块，放入高温高压反应釜中，再放入清水将样品试块淹没，按高压容器的使用方法，将样品试块在300℃-350℃条件下进行1d-7d耐温实验。耐温实验结束后，取出样品试块，测试样品试块在耐温实验后的抗压强度，并比较耐温前样品试块的抗压强度，实验结果见表2。
[0055] 表2：
[0056]
[0057] 由表2实验数据可知：通过改变封堵剂的原料的比例，能够控制压强为7.8-10.2MPa，控制高温防漏失封堵剂的压强，能够满足不同措施井的封堵强度要求。
[0058] 封堵率与突破压力
[0059] 将实施例1-4制备的高温防漏失封堵剂进行室内岩心模拟实验，测出岩心的空隙体积PV及岩心渗透率K0。再注入10PV以上的封堵剂。在90℃条件下，侯凝24h。侯凝结束，在室温下，测封堵后岩心渗透率K1，继续以0.1MPa/min升压到装置的额定压力以下，若封堵后的岩心流出第一滴液体的压力即为突破压力。并按下式分别计算封堵率及突破压力梯度。
[0060]
[0061]
[0062] η-封堵率，用百分数表示(％)；
[0063] K0-岩心封堵前渗透率，单位毫达西(10-3μm2)；
[0064] K1-岩心封堵后渗透率，单位毫达西(10-3μm2)；
[0065] L-岩心长度。
[0066] 封堵后的封堵率和突破压力，试验结果见表3。
[0067] 表3：
[0068]
[0069]
[0070] 由表3实验数据可知：本发明实施例的封堵剂封堵率能够达到100％，突破压力达到75MPa以上，能够满足不同措施井的封堵强度要求。
[0071] 实施例5
[0072] 本实施例提供实施例3制备的高温防漏失封堵剂在油田高温高压漏失井封层、封窜工艺技术中的应用。
[0073] 杜84-50-148井为注汽井，井深715m，注汽管柱笔尖在油层上界与下界之间，井底井温高达242℃，油管压力5MPa，套管压力2.5MPa，属吊装井口，井筒由110m-井底整个井筒的温度再200℃-250℃左右波动，井口到井底压力在5MPa左右波动，因此井底漏失严重。
[0074] 该高温防漏失封堵剂在室内于240℃的条件下，固化实验为1.5h，对于600m左右的高温井筒，高温防漏失封堵剂在井筒内可以安全的泵送到地层中，350℃的高温条件下，封堵剂的压力可以达到8.8MPa。采用此配方，在现场中加高温防漏失30m3，充分搅拌均匀，配成封堵剂的密度为1.89g/cm3。挤注过程中观察套压变化，套压上升较快时反挤清水平衡挤灰压力。注完高温防漏失封堵剂再正顶清水2.4m3，上提管柱1m-2m，反洗见清水为止，洗出多余高温防漏失封堵剂。候凝24小时，对封堵井段试压15MPa，30分钟压力降≤0.5Mpa，封堵效果良好。
[0075] 综上所述，本发明的高温防漏失封堵剂的制备方法简便，原料易得；制备得到的封堵剂耐温性能好，耐高温、抗高压，具有高的突破压力，防漏失性好、封堵能力强度高，将其应用于油田高温高压漏失井封层、封窜工艺技术中，能够实现对高温高压漏失严重井的封层、封窜的封堵。
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