玻璃状材料在地下地层内的原位生成制造技术

在地下地层中形成永久性堵头的系统和方法包括提供胶态氧化硅的溶液，并将胶态氧化硅泵入地下井的井眼，以使胶态氧化硅渗入地下地层的孔隙。使地下地层的孔隙内的胶态氧化硅脱水以在地下地层的孔隙内形成玻璃状材料。

In situ formation of glassy materials in underground strata

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】玻璃状材料在地下地层内的原位生成
本公开总体上涉及堵塞地下地层，并且更具体地涉及在地下地层内原位形成玻璃状材料以用于永久性堵塞。
技术介绍
有时，在地下井的使用寿命期间，操作人员希望通过堵塞与该地下井相关的某些地下地层的一部分或全部来提高该地下井的产能。例如，操作人员可能希望堵塞特定地下地层的全部或一部分，以改善吹扫处理，封闭水层和天然气的生产，截流油井中的天然气，放弃特定区域，封堵天然型或支撑型裂缝或以其他方式改变地下地层的渗透性。堵塞地下地层的一些现行方法包括将一些物质注入地下地层的孔隙，以阻断通过这些孔隙的流体的流动。然而，一些目前可用的系统的注入物质会随时间和温度而降解，并且机械强度不足以用作可靠的永久性堵头。
技术实现思路
本公开的实施方案提供了用于通过在地下地层的孔隙内原位生成玻璃状材料来永久性地堵塞地下地层的系统和方法。将胶态氧化硅的溶液泵入地下地层并使其凝胶化。然后通过施加加热使胶态氧化硅脱水以形成玻璃状材料。玻璃状材料形成在地下地层的孔隙内，以产生永久性密封。在本公开的实施方案中，一种用于在地下地层中形成永久性堵头的方法包括：提供胶态氧化硅的溶液，并将胶态氧化硅泵入地下井的井眼中，从而使胶态氧化硅渗入地下地层的孔隙。使地下地层的孔隙内的胶态氧化硅脱水，以在地下地层的孔隙内形成玻璃状材料。在可供选择的实施方案中，在将胶态氧化硅泵入地下井的井眼之前，可以将活化剂与胶态氧化硅混合，从而使胶态氧化硅在地下地层的孔隙内形成凝胶。在将胶态氧化硅泵入地下井的井眼之后，可以加热胶态氧化硅，从而使胶态氧化硅在地下地层的孔隙内形成凝胶。在其他可供选择的实施方案中，使胶态氧化硅脱水可以包括从地下井中产生气体。可供选择地，使胶态氧化硅脱水可以包括将反应物泵入地下井的井眼，从而使反应物触发放热化学反应。可供选择地，使胶态氧化硅脱水可以包括将亚硝酸钠和氯化铵泵入地下井的井眼，从而使亚硝酸钠与氯化铵反应以产生热量。可供选择地，使胶态氧化硅脱水可以包括将硅化钠泵入地下井的井眼，从而使硅化钠与水分子反应以产生热量。可供选择地，胶态氧化硅的脱水可以包括将激光系统下放至地下井的井眼中，并操作该激光系统以产生热量。使胶态氧化硅脱水可以包括将微波系统下放至地下井的井眼中，并操作该微波系统以产生热量。可以将微波使能剂(microwaveenabler)放置在地下井内，并利用微波系统加热微波使能剂。在本公开的可供选择的实施方案中，一种用于在地下地层中形成永久性堵头的方法包括提供胶态氧化硅的溶液，该胶态氧化硅的溶液包括悬浮在液体中的氧化硅颗粒的稳定混合物。将胶态氧化硅泵入地下井的井眼，从而使胶态氧化硅渗入地下地层的孔隙。提供胶态氧化硅的溶液的凝胶化，以在地下地层的孔隙内提供胶态氧化硅的凝胶。使胶态氧化硅的凝胶脱水，以在地下地层的孔隙内形成脱水的胶态氧化硅，该脱水的胶态氧化硅为玻璃状材料。在可供选择的实施方案中，氧化硅颗粒的尺寸范围可以为1nm至20nm。脱水的胶态氧化硅可以永久性堵塞地下地层的孔隙。提供胶态氧化硅的溶液的凝胶化可以包括将胶态氧化硅的溶液与活化剂混合。在本公开的另一个可供选择的实施方案中，一种用于在地下地层中形成永久性堵头的系统包括胶态氧化硅的溶液和分配系统，该分配系统能够将胶态氧化硅的溶液泵入地下井的井眼，从而使胶态氧化硅渗入地下地层的孔隙。脱水系统能够使地下地层的孔隙内的胶态氧化硅脱水，以在地下地层的孔隙内形成玻璃状材料。在可供选择的实施方案中，脱水系统可以包括被泵入地下井的井眼的反应物，选择反应物以触发放热化学反应。反应物可以为亚硝酸钠和氯化铵，亚硝酸钠和氯化铵能够彼此反应以产生热量。反应物可以为能够与水分子反应以产生热量的硅化钠。脱水系统可以包括激光系统，该激光系统能够下放至地下井的井眼中以产生热量。脱水系统可以包括微波系统，该微波系统能够下放至地下井的井眼中以产生热量。微波使能剂能够放置在地下井内并利用微波系统进行加热。附图说明为了获得并能够详细理解本公开的上述特征、方面和优点以及将变得显而易见的其他特征、方面和优点，可通过参照形成本说明书的一部分的附图中说明的本公开的实施方案对上述简要总结的本公开的实施方案进行更详细的描述。然而，要注意的是，附图仅示出了本公开的若干实施方案，因此不应视为对本公开的范围的限制，因为本公开可允许其他等效的实施方案。图1为根据本公开的实施方案的地下井的示意性剖视图，该地下井具有用于在地下地层中形成永久性堵头的系统。图2为根据本公开的可供选择的实施方案的地下井的示意性剖视图，该地下井具有用于在地下地层中形成永久性堵头的系统。具体实施方式说明书(包括
技术实现思路
、附图说明和具体实施方式)以及所附权利要求书适用于本公开的特定特征(包括过程或方法步骤)。本领域技术人员应理解，本公开包括说明书中描述的特定特征的所有可能的组合和用途。本领域技术人员应理解，本公开不限于说明书中给出的实施方案的描述。本领域技术人员还应理解，用于描述特定实施方案的术语不限制本公开的范围或广度。在解释说明书和所附权利要求书时，应以与各术语的上下文一致的尽可能广泛的方式解释所有术语。除非另外定义，否则说明书和所附权利要求书中使用的所有技术和科学术语具有与本公开相关的领域的普通技术人员通常理解的含义。如说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“该”包括复数参考物，除非上下文另外明确指出。如所使用的，词语“包含”、“具有”、“包括”以及所有其他语法变体均旨在具有开放的、非限制性的含义，其不排除另外的要素、成分或步骤。本公开的实施方案可以适当地“包括”所公开的限制性特征、或由所公开的限制性特征“组成”、或“基本上由”所公开的限制性特征“组成”，并且可在不存在未公开的限制性特征的情况下实践。例如，本领域技术人员可以认识到某些步骤可以组合成单个步骤。空间术语描述了一个对象或一组对象相对于另一对象或另一组对象的相对位置。空间关系适用于沿垂直轴和水平轴。包括“井上”和“井下”、“以上”和“以下”以及其他类似术语的方位和关系词语是为了便于描述，除非另有说明，否则不构成限制。当说明书或所附权利要求书提供值的范围时，应理解，该区间涵盖了上限和下限之间的各中间值以及上限和下限。本公开涵盖并限定了区间的较小范围，其受限于所提供的任何特定排除。当说明书和所附权利要求书中涉及包括两个或更多个定义的步骤的方法时，可以以任何顺序进行或同时进行所定义的步骤，除非上下文排除了这种可能性。参见图1至图2，地下井10可以是用于烃生产作业的地下井。地下井10可以以本领域已知的方式衬有水泥和套管12。地下井10可以具有中心轴11。地下井10可以是如图所示的垂直套管井，或者可以是裸眼井，或者可以是成角度的或倾斜的井、水平的井，或者可以是多分支井。地下井10可以具有内径表面13。地下井10的内径表面13可以是套管12的内径表面。地下井10可以具有井眼15，井眼15可以是套管12的内孔。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在地下地层中形成永久性堵头的方法，该方法包括：/n提供胶态氧化硅的溶液；/n将所述胶态氧化硅泵入地下井的井眼，从而使所述胶态氧化硅渗入所述地下地层的孔隙；/n使所述地下地层的孔隙内的所述胶态氧化硅脱水，以在所述地下地层的所述孔隙内形成玻璃状材料。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170619 US 15/626,7611.一种用于在地下地层中形成永久性堵头的方法，该方法包括：
提供胶态氧化硅的溶液；
将所述胶态氧化硅泵入地下井的井眼，从而使所述胶态氧化硅渗入所述地下地层的孔隙；
使所述地下地层的孔隙内的所述胶态氧化硅脱水，以在所述地下地层的所述孔隙内形成玻璃状材料。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括在将所述胶态氧化硅泵入所述地下井的所述井眼之前，将活化剂与所述胶态氧化硅混合，从而使所述胶态氧化硅在所述地下地层的所述孔隙内形成凝胶。


3.根据权利要求1所述的方法，还包括在将所述胶态氧化硅泵入所述地下井的所述井眼之后，加热所述胶态氧化硅，从而使所述胶态氧化硅在所述地下地层的所述孔隙内形成凝胶。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中使所述胶态氧化硅脱水包括将反应物泵入所述地下井的所述井眼，从而使所述反应物触发放热化学反应。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中使所述胶态氧化硅脱水包括将硅化钠泵入所述地下井的所述井眼，从而使所述硅化钠与水分子反应以产生热量。


6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中使所述胶态氧化硅脱水包括将亚硝酸钠和氯化铵泵入所述地下井的所述井眼，从而使所述亚硝酸钠与所述氯化铵反应以产生热量。


7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中使所述胶态氧化硅脱水包括将激光系统下放至所述地下井的所述井眼中，并操作所述激光系统以产生热量。


8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中使所述胶态氧化硅脱水包括将微波系统下放至所述地下井的所述井眼中，并操作所述微波系统以产生热量。


9.根据权利要求8所述的方法，还包括将微波使能剂放置在所述地下井内，并利用所述微波系统加热所述微波使能剂。


10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中使所述胶体氧化硅脱水包括从所述地下井中产生气体。


11.一种用于在地下地层中形成永久性堵头的方法，该方法包括：
提...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·巴塔韦尔，普拉萨德·巴布拉奥·卡拉德尔，艾曼·阿勒穆赫辛，海赛姆·A·奥斯曼，
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