纳米二氧化硅分散体井用处理液制造技术

本发明专利技术提供了一种具有酸性纳米二氧化硅分散体的井用处理液。井用处理液的纳米二氧化硅分散体可在与地层相互作用一段时间后形成凝胶状固体。本发明专利技术还提供了使用该井用处理液减少产水量的方法。

Nano-silica Dispersion Well Treatment Fluid

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纳米二氧化硅分散体井用处理液
本公开主要涉及在用钻井液钻探期间控制井眼中的井漏以及减少井眼开采期间的产水量。更具体而言，本公开的实施方案涉及堵漏材料(LCM)和井用处理液。
技术介绍
在油气井的钻探和生产作业期间会遇到各种挑战。例如，当使用于钻井、完井或维护井眼的流体在井眼中循环期间，该流体可能会漏失到地下地层中。特别地，流体可能经由枯竭区域、压力相对较低的区域、具有天然存在的裂缝的井漏区域、钻井液的静水压力超过压裂梯度的薄弱区域等进入地下地层。流体漏失到地层的程度范围可从轻微漏失(例如小于10桶/小时(bbl/hr)，也称为渗流漏失)至严重漏失(例如，大于100bbl/hr或更高，也称为完全流体漏失)。作为结果，由此类流体提供的维护更难以实现或实现的成本更高。此类井漏可能在作业的任何阶段期间遇到，并且当已泵入井中的钻井液(或钻井泥浆)部分地返回到地面或不返回到地面时发生。虽然预期会有微不足道的流体漏失，但是从安全、经济或环境的角度来看，不希望有过多的流体漏失。井漏与井控、井眼不稳定、管道粘连、不成功的生产试验、完井后差的烃产量以及由泥浆颗粒堵塞孔隙和孔喉造成的地层损害的问题有关。井漏问题也可能会造成钻探作业的非生产时间(NPT)。在极端情况下，井漏问题可能会迫使放弃井。在另一个实例中，在完井并且成为生产井之后，从井中产水可造成显著的经济弊端。高的产水量可能会造成井的产能降低，运营支出增加，并且可能完全阻断井的生产。因此，控制和消除不需要的水侵入油井或气井是生产者关心的主要问题。在井中产生的水可能是由于通过裂缝、高渗透性裂痕、裂纹、孔洞等使产水区与油气产区连通的结果。产水也可能是由井眼处的水锥、水脊、底水和窜流等现象所引起的。此类产水通常以油气采收为代价而产生，并且在严重的情况下，水侵量可能很大，以至于油气生产完全停滞。
技术实现思路
堵漏材料(LCM)用于通过阻塞钻井泥浆进入地层的路径来减轻井漏。在井漏情况下使用的LCM的类型取决于井漏的程度和地层的类型。堵漏材料可分为不同的种类，如纤维材料、片状材料、粒状材料、凝胶型材料、交联聚合物和漏失控制浆料。这些材料通常单独使用或组合使用以控制井漏。在井漏情况中产生的费用可能是由于时间延误、钻井液的漏失和产物的漏失所造成的。现有的LCM在减轻和防止中度井漏和渗流型井漏方面可能表现不佳，并且可能不适合控制严重井漏。在井漏情况中产生的费用可能是由于钻井液的漏失、产物的漏失和LCM的成本所造成的。在诸如水驱替之类的强化开采技术中，在压力下将含水驱替液或顶替液通过一个或多个注入井注入含油地层中。含水液流穿过地层置换油或气并将其驱至一个或多个生产井。然而，含水驱替液倾向于流经地下地层中最具渗透性的区域，以至于含有油气的渗透性较差的区域会被绕过。含水顶替液穿过地层的不均匀流动降低了来自地层的烃的总收率。已通过降低地下地层流动路径的渗透性对由地下地层中的渗透性变化所引起的强化开采问题进行了校正。用于实现使高渗透性区域的渗透性降低的技术可被称为“一致性控制技术”。减少过量的产水会提高采出水/油比(“WOR”)，从而降低水处理成本。随着石油产量的增加和产水量的降低，一致性控制技术可以延长井的经济寿命并提高投资回报率(ROI)。用于控制地下地层中出水的现有技术包括使用形成明胶的聚合物、混凝土树脂屏障和亲水性聚合物。然而，在高温时或在某些化学品(例如酸和盐水)存在时，现有技术可能不稳定，从而造成分解或降解并降低或消除其有效性。此外，一些用于控制产水的聚合物可能对环境有害。在一个实施方案中，提供了一种减少井眼中的处理区域的产水量的方法，该方法包括将处理液引入井眼中，使得处理液接触处理区域并减少处理区域的产水量。处理液由纳米二氧化硅分散体组成。在一些实施方案中，酸性纳米二氧化硅分散体包含在总重量的5重量％(w/w％)至约50w/w％范围内的无定形二氧化硅。在一些实施方案中，酸性纳米二氧化硅分散体包含在50w/w％至95w/w％范围内的水。在一些实施方案中，处理区域位于碳酸盐岩地层中。在一些实施方案中，该方法包括保持酸性纳米二氧化硅分散体与处理区域接触一段时间，使得酸性纳米二氧化硅分散体形成凝胶状固体。在一些实施方案中，该一段时间在0.5小时至24小时的范围内。在另一个实施方案中，提供了一种用于减少产水量的固体凝胶状材料。该固体凝胶状材料包含无定形二氧化硅与甘油在水中的反应产物，使得通过将纳米二氧化硅分散体引入处理区域而形成固体凝胶状材料。酸性纳米二氧化硅分散体包含在总重量的5重量％(w/w％)至约50w/w％范围内的无定形二氧化硅和在50w/w％至95w/w％范围内的水。在这样的实施方案中，酸性纳米二氧化硅分散体与高温的处理区域接触一段时间，从而形成固体凝胶状材料。在一些实施方案中，酸性纳米二氧化硅分散体具有酸性的pH。在一些实施方案中，处理区域为碳酸盐岩。在一些实施方案中，酸性纳米二氧化硅分散体的pH值在引入时降低，且酸性纳米二氧化硅分散体的pH值在与碳酸盐岩井漏区域接触时较高。在另一个实施方案中，提供了一种减少井眼中的处理区域的产水量的方法，该方法包括将处理液引入井眼中，使得处理液接触处理区域并减少处理区域的产水量。处理液由纳米二氧化硅分散体和下列中的至少一种组成：碳酸钙颗粒、纤维、云母和石墨。在一些实施方案中，纤维包括下列中的至少一种：聚酯纤维、聚丙烯纤维、淀粉纤维、聚酮纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维或尼龙纤维。附图说明图1为根据本公开的一个实施方案，由纳米二氧化硅分散体与添加的碳酸钙的混合物形成的凝胶状固体的照片；图2为根据本公开的一个实施方案，由纳米二氧化硅分散体与单乙醇胺活化剂和添加的碳酸钙的混合物形成的凝胶状固体的照片；以及图3为根据本公开的一个实施方案，由纳米二氧化硅分散体与单乙醇胺活化剂的混合物形成的凝胶状固体的照片。具体实施方式现在将参考对本公开的实施方案进行图示的附图，对本公开进行更全面地描述。然而，本公开可以以许多不同的形式呈现并且不应该被解释为限于所图示的实施方案。相反，提供这些实施方案是为了使本公开彻底和完整，并且这些实施方案将本公开的范围完全传达给本领域技术人员。本公开的实施方案包括这样的纳米二氧化硅分散体LCM，其用于碳酸盐岩地层，以减轻或防止井中的井漏以及提供渗流控制并使滤失最小化或防止滤失。在一些实施方案中，纳米二氧化硅分散体可包含在纳米二氧化硅分散体的总重量的约5重量％(w/w％)至约50w/w％范围内的无定形二氧化硅、约3w/w％至约5w/w％范围内的甘油以及约50w/w％至约95w/w％范围内的水。应当理解，其他合适的纳米二氧化硅分散体可不包含甘油。在一些实施方案中，纳米二氧化硅分散体可为酸性纳米二氧化硅分散体，并且在与地层相互作用之前的pH可小于7。可将纳米二氧化硅分散体LCM引入井眼中的井漏区域，使得纳米二氧化硅分散体LCM改变井漏区域。可使纳米二氧化硅分散体LCM与井漏区域相互作用一段时间，以使得由于纳米二氧化硅分散体和碳酸盐岩地层之间的相互作用而能够原位形成凝胶状固体。本公开的实施方案还包括用于减轻或防止井中的井漏以及提供渗流控制并使滤失最小化或防止滤失的纳米二氧化硅分散体和链烷醇胺活化剂LCM。在一些实施方案中，纳米二氧化硅分散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种减少碳酸盐岩地层中的处理区域的产水量的方法，包括：将处理液引入井眼中，使得所述处理液接触所述处理区域并减少所述处理区域的所述产水量，其中所述处理液由酸性纳米二氧化硅分散体组成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.03 US 62/454,253;2017.04.24 US 15/495,2331.一种减少碳酸盐岩地层中的处理区域的产水量的方法，包括：将处理液引入井眼中，使得所述处理液接触所述处理区域并减少所述处理区域的所述产水量，其中所述处理液由酸性纳米二氧化硅分散体组成。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述酸性纳米二氧化硅分散体包含在总重量的5重量％(w/w％)至约50w/w％范围内的无定形二氧化硅。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述酸性纳米二氧化硅分散体包含在50w/w％至95w/w％范围内的水。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括保持所述酸性纳米二氧化硅分散体与所述处理区域接触一段时间，使得所述酸性纳米二氧化硅分散体形成凝胶状固体。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述一段时间包括0.5小时至24小时的范围。6.一种用于减少产水量的固体凝胶状材料，其中通过将酸性纳米二氧化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：维克兰特·瓦格勒，阿卜杜拉·阿勒亚米，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯,SA