对地下储层进行胶结或对砾石充填进行修补的方法技术

本发明专利技术公开了一种对地下地层进行加固或对砂砾封隔进行修补的方法，该方法包括步骤：（ｉ）提供一种加固流体，其中，该加固流体含有凝胶组分和凝胶形成剂；（ｉｉ）把所说的加固流体通过井筒注入到地层内或注入到砂砾封隔内，在一些条件下，所说的加固流体形成一种柔性凝胶，从而对地层进行加固。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及为了减小颗粒流入井筒内而对含烃岩层的加固。这种加固是通过把柔性凝胶系列物质注入到岩层内来进行的。
技术介绍
穿过含烃地层钻进一井眼，就可以从地下的地层(即储集层)中获得烃类物质(油，天然气，等)。这就为烃类物质提供了流到地面的部分流通路径。为了对所说的烃类物质进行“开采”，使烃类物质从地层流向井筒(最终流向地面)，就必须具有从地层到井筒的未被充分阻碍的流通路径。该流通路径流过地层岩石，例如沙岩，碳酸盐，这些岩石具有一些孔，这些孔具有足够大的尺寸，足够的连通性，足够的数目，从而能提供可让烃类物质经过地层流动的通道。当从一井眼中开采烃类物质时，一些地层颗粒会随着烃类物质从地层流经井筒，并流到地面。在一些包括沙子、沙岩、白垩或石灰石的松软地层中，是很有可能存在一些地层颗粒的。颗粒随着烃类物质一起流动是很不利的。颗粒流经井筒会侵蚀井筒内和地面上的设备，从而导致需要对这些设备进行更换。在对烃类物质进行加工之前，必须得把所采出的烃类物质中所含的颗粒除去。此外，颗粒会驻留在井筒内，使烃类物质的流出量大大减小，甚至会使烃类物质完全被堵住。减少地层颗粒流入井筒的一种方法就是使用砂砾封隔(gravel pack)。通常，在井筒套管周围放置一过滤网。然后，在该过滤网与套管之间填入砂砾。砂砾封隔也能用于裸露井眼(即，没有套管的井筒)，或者是，在不采用砂砾封隔的情况下也能使用过滤网。放置高于地层破裂压力的砂砾可以被称作“破裂封隔”。随着从地层中进行开采烃类物质，这些烃类物质在流入井筒之前先流过砂砾封隔和/或过滤网。砂砾封隔和/或过滤网能阻止颗粒的流过，但在正常情况下基本上不会阻碍烃类物质的开采。然而，放置砂砾封隔和过滤网需要专门的设备，砂砾封隔和过滤网会造成机械限制，会使机械设备被堵塞，或者因颗粒的流动面使机械设备被侵蚀。因此，希望具有一种用于在未加固的地层中进行完井的方法，这种方法不使用砂砾封隔或不使用过滤网，或者是两者都不采用。另一种方法涉及通过注入含有诸如树脂的加固流体来对地层进行加固。传统的加固流体，例如注册商标为SANDLOCK的系列物质(Schlumberger)，含有树脂，可选择的固化剂，催化剂，以及油湿润剂。当把这种传统的加固流体注入地层时，树脂(与硬化剂和催化剂相互作用，如果有的话)就会硬化，把地层加固到一种刚硬状态，并减小地层颗粒的浓度。这些系列物质被设计成能保持地层的渗透性，以便允许对烃类物质进行开采。在美国专利US5806593，US5199492，US4669543，US4427069，US4291766中公开了一些加固流体以及这些加固流体的用途。在美国专利US5712314中描述了用于控制水的柔性呋喃树脂系列物质。然而，传统的加固流体具有众多的缺陷。其中一个缺陷是利用树脂的硬化对地下的地层进行加固时固有的缺陷因为被加固的地层受到来自周围地层的大量的应力，因此树脂最好能向地层提供一个非常大的耐压强度。在实验室中通过对这种经过加固流体处理过的地层样本的非限制性耐压强度(UCS)进行测量，就可以测定出这个被增大的耐压强度。如果被加固地层的耐压强度没有足够大，那么，刚硬的被加固的地层会发生破碎，这种破碎又会产生沙子，这种结果是很不利的。当把大量的流体注入到地层内以便提供足够大的耐压强度时，传统的加固流体的其它一些缺陷就会变得很明显。增大所说的耐压强度，就需要很复杂的处理进程。增大树脂的浓度通常是不利的，因为树脂相当昂贵，并且还会造成环境污染。因此，希望有这样一种加固流体，一旦把这种加固流体用于对地层进行加固，这种加固流体会使得地层发生破碎的的可很性很小。此外，还希望能够以一种简单的，最好是以单一的处理步骤就能注入加固流体。还希望加固流体所含的物质是一些相当便宜的且符合环保要求的物质。在转让给了Unocal的美国专利US5246073，US5335733，US5486312，US5617920中描述了一种流体，这种流体含有聚乙烯聚合物，聚甲基丙烯酰胺，纤维素醚，多聚糖，木素磺化盐，前面所述物质的铵盐或碱金属盐，或木素磺化碱土盐；交联试剂，例如，醛(aldehyde)，二醛，苯酚，取代苯酚，醚，多价金属，螯合的多价金属，或能产生多价金属的化合物。这种流体中的一种可以从市场上购得，其商标为“OrganoSEAL-R”。这些参考文献给出了这样的教导，即，这种流体能被用于对井筒进行密封，以便防止被来自井筒穿过的含水地层中的水所污染。在转让给了Marathon Oil公司的美国专利US4683949中描述了一种流体，这种流体含有聚丙烯酰胺和铬III/羧酸盐复合物交联试剂。这种流体在市场上可以购买到，其商标为“MARASEAL”。这些参考文献也可给出了这样的教导，即，这种流体能被用于对井筒进行密封，以便防止被来自井筒穿过的含水层中的水所污染。在Zeltmann等人的被转让给了Halliburton Energy Services公司的美国专利US6047773中，公开了使用粘性流体，例如使用含有羟乙基纤维素，瓜耳胶(guar)，或丙烯酸的流体，以便占据井筒，从而形成阻止激励流体进入地层的阻挡层。这种粘性的阻挡层本身并不渗透地层。在美国专利US6011075中，描述了一种用于增大柔性凝胶的储能模量G’同时保持柔性的方法。专利技术概述本专利技术涉及一种加固地下地层的方法，包括以下步骤(i)提供一种加固流体，其中，该加固流体含有一凝胶组分和一凝胶形成剂；(ii)在加固流体形成一柔性凝胶的状态下把加固流体注入到地层内，从而对地层进行加固。在另一个实施例中，本专利技术涉及一种对堵塞的砂砾封隔或破裂封隔进行修补的方法。这种方法包括(i)提供上述的一种加固流体，(ii)在加固流体形成一种柔性凝胶的状态下把加固流体注入砂砾中，从而对所说的砂砾进行加固。于是，就能在发生破裂之后，穿过过滤网和加固的砂砾然后进入地层进行穿孔。根据本专利技术的处理方法还可以包括以下步骤把一压裂流体(fracturefluid)注入加固的地层内，最终进入到已被加固的砂砾封隔内，从而形成一种破裂地层。本专利技术的方法还可包括以下步骤对已被加固的地层进行穿孔，以便形成一穿有孔的地层。于是，这种破裂的或穿有孔的地层就能开采出烃类物质。本专利技术的优点有形成加固地层，并且破裂的可能性小。这种破裂的可能性小是由于利用柔性凝胶作为加固剂的缘故。尽管在本行业中已知的一些加固流体都是通过增大地层的强度来尽力避免已被加固的地层发生破裂，然而，根据本专利技术所采用的柔性凝胶却使地层强度增大很小。相反，本专利技术中是利用凝胶的柔性使得加固地层发生破裂的可能性小。此外，本专利技术的加固流体可以按照一种简单的处理进程被注入。总地来说，形成所说柔性凝胶的一些凝胶组分是相当便宜的，并且还符合环保要求。优选实施例的详细描述加固流体的组分虽然在这里把本专利技术中的组合物描述成包括一些物质，但是，应当知道，所说的组合物可以可选择性地含有两种或更多种不同的化学物质。例如，组合物可含有两种或更多种凝胶组分，交联试剂，或其它一些添加剂的混合物，只要混合物中的化合物能适合把所形成的合成物用作加固流体即可。加固流体是以一种水溶液为基础的。这种溶液可包括缓冲剂，pH控制剂，和用于提高稳定性或提高流体的功能性的各种其它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在井筒内修补堵塞的砂砾封隔的方法，包括步骤：提供一种加固流体，其中，该加固流体含有凝胶组分和凝胶形成剂；在所说的加固流体形成一种柔性凝胶条件下，把所说的加固流体通过井筒注入到砂砾封隔内，从而加固砂砾封隔；然后对已被加固的砂砾封隔进行穿孔。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙G詹姆斯，埃里克B尼尔森，弗雷德里克J吉奥特，
申请(专利权)人：索菲泰克公司，
类型：发明
国别省市：BE[比利时]