包括波特兰水泥熟料的堵漏组合物(LCM)制造技术

本发明专利技术提供了包含波特兰水泥熟料以减轻或防止井中的井漏的波特兰水泥熟料LCM。波特兰水泥熟料LCM可包含波特兰水泥熟料、波特兰水泥、载液和无机固结活化剂。另一种波特兰水泥熟料LCM可包含波特兰水泥熟料和诸如经由钙离子交联的多糖醛酸苷或经由二乙烯基砜交联的多糖之类的交联流体。另一种波特兰水泥熟料LCM可包含波特兰水泥熟料和聚合物纤维或颗粒状玻璃。本发明专利技术还提供了使用波特兰水泥熟料LCM进行井漏控制的方法。

Plugging composition (LCM) including Portland cement clinker

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括波特兰水泥熟料的堵漏组合物(LCM)
本公开主要涉及诸如在钻井或固井作业期间控制井中的井漏。更具体而言，本公开的实施方案涉及堵漏材料(LCM)。
技术介绍
在油气井的钻井和生产作业期间会遇到各种挑战。例如，在钻井、完井或井眼维修中使用的流体可能在使该流体在井眼中循环时漏失到地下地层中。这种井漏可能在作业的任何阶段期间遇到，并在泵入井中的流体(如钻井液)部分返回或不返回地面时发生。井漏可能与井控、井眼不稳定、卡钻、不成功的试采、不充分的地层隔离、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。井漏可以发生在诸如天然裂隙性地层、溶洞性地层和高渗透性地层之类的各种地层中。失水量的程度和使用LCM控制井漏的能力取决于发生井漏的地层类型以及井漏区域的尺寸。在井漏情况中产生的费用可能是由于损失时间、钻井液损失以及产量损失而产生的。
技术实现思路
堵漏材料(LCM)用于通过阻塞井眼流体(例如，钻井液)进入地层的路径来减轻井漏。在井漏情况中使用的LCM的类型取决于井漏的程度和地层的类型。堵漏材料可包括不同的类型，如纤维材料、片状材料、粒状材料等。现有的LCM在减轻和防止某些地层中的井漏方面可能表现不佳。例如，岩溶地层(例如，白云岩地层)的漏失区域内的大的孔洞开口可消耗在钻井期间向井下泵送的所有流体和固体。这包括水泥、大块的经研磨的大理石以及纤维、薄片、颗粒、高降滤失剂(highfluidlosssqueeze)和可固化树脂形式的各种堵漏材料。现有的LCM在这种地层中是有问题的，因为现有的LCM不能提供形成机械性能良好且耐压的密封的方法，尤其是当漏失严重时。在水泥窑中的水泥生产过程中，通常在约1600℃的温度下生产水泥熟料。冷却后，熟料可能包含粉末、不规则形状的块和球形球的混合物。为了生产可用的水泥，将水泥熟料与助磨剂和抗速凝剂混合，然后研磨至所需的粒度。然而，当将熟料与水混合时，熟料不会像水泥那样凝固，而普通的水泥促凝剂在活化熟料材料和生产具有适用于经研磨的水泥的范围内的抗压强度的粘结性凝固水泥方面无效。熟料性能的一个影响因素是由于较大的粒度以及水无法到达并水化所有可用的胶凝成分而导致反应表面积的减少。一部分熟料可包含相对较大的颗粒，这些颗粒难以悬浮在水性载液中，水泥的比重是水的比重的约3.15倍，这使得问题更加复杂。本公开的实施方案包括波特兰水泥熟料LCM，该波特兰水泥熟料LCM包含波特兰水泥熟料以减轻或防止井中的井漏。有利地，可以将水泥熟料LCM组合物中使用的不同粒度的熟料一起压实以形成渗透性相对较低的紧密压实的堵头。此外，水泥熟料组合物中使用的熟料或水泥的即使部分凝固也可以降低所形成的堵头的渗透性并提高堵头的强度，从而进一步改善对井漏区域中井眼流体漏失的减轻和防止。在一个实施方案中，提供了一种LCM组合物，其包含波特兰水泥熟料、水泥、载液和无机固结活化剂，无机固结活化剂，当将组合物引入井漏区域时，所选择的无机固结活化剂使组合物中的熟料固结以形成堵头。在一些实施方案中，载液为水性载液，该水性载液包含迪特胶(diutangum)、黄原胶和文莱胶(welangum)中的至少一种。在一些实施方案中，波特兰水泥熟料为ASTM国际I型水泥熟料、ASTM国际V型水泥熟料、APIA级水泥熟料或APIG级水泥熟料。在一些实施方案中，水泥为APIG级水泥。在一些实施方案中，无机固结活化剂包括硅酸盐。在一些实施方案中，无机固结活化剂包括硅酸钠、铝酸钙、氯化钙、铝酸钠和硅酸钾中的至少一种。在一些实施方案中，无机固结活化剂的含量范围为总重量的约1.0重量％(w/w％)至约3.0w/w％。在一些实施方案中，载液与熟料的重量比为1:1。在一些实施方案中，水泥熟料与水泥的重量比在60:40至70:30的范围内。在一些实施方案中，LCM组合物包含多个聚合物纤维。在一些实施方案中，聚合物纤维包括聚丙烯纤维。在一些实施方案中，LCM组合物包含长径比大于或小于1的颗粒状玻璃。在一些实施方案中，颗粒状玻璃包括多个玻璃纤维或多个玻璃薄片。在另一个实施方案中，提供了一种控制井眼中的井漏区域中的井漏的方法，该方法包括将堵漏材料(LCM)引入井眼，使得LCM接触井漏区域，并且与引入LCM之前的时间段相比，降低进入井漏区域的漏失率。LCM包含波特兰水泥熟料、水泥、载液和无机固结活化剂，无机固结活化剂，当将组合物引入井漏区域时，所选择的无机固结活化剂使组合物中的熟料固结以形成堵头。在一些实施方案中，载液为水性载液，该水性载液包含迪特胶、黄原胶和文莱胶中的至少一种。在一些实施方案中，波特兰水泥熟料为ASTM国际I型水泥熟料、ASTM国际V型水泥熟料、APIA级水泥熟料或APIG级水泥熟料。在一些实施方案中，水泥为APIG级水泥。在一些实施方案中，无机固结活化剂包括硅酸盐。在一些实施方案中，无机固结活化剂包括硅酸钠、铝酸钙、氯化钙、铝酸钠和硅酸钾中的至少一种。在一些实施方案中，无机固结活化剂的含量范围为总重量的约1.0重量％(w/w％)至约3.0w/w％。在一些实施方案中，载液与熟料的重量比为1:1。在一些实施方案中，水泥熟料与水泥的重量比在60:40至90:10的范围内。在一些实施方案中，该方法包括使LCM与井漏区域保持接触一段时间，使得LCM形成堵头。在一些实施方案中，该一段时间在24小时至76小时的范围内。在一些实施方案中，井漏区域位于岩溶地层中。在一些实施方案中，将堵漏材料(LCM)引入井眼包括：将LCM与水混合以形成混合物；以及将混合物泵入井漏区域。在另一个实施方案中，提供了一种LCM组合物，其包含波特兰水泥熟料和多糖醛酸苷，所选择的多糖醛酸苷在由水性流体从熟料中溶出的钙的存在下交联。在一些实施方案中，波特兰水泥熟料包括ASTM国际I型水泥熟料、ASTM国际V型水泥熟料、APIA级水泥熟料或APIG级水泥熟料。在一些实施方案中，多糖醛酸苷包括藻酸盐或果胶。在一些实施方案中，多糖醛酸苷包括苹果果胶或柑橘果胶。在一些实施方案中，多糖醛酸苷的含量范围为按水的重量计、总重量的0.5重量％(w/w％)至按水的重量计3w/w％。在一些实施方案中，水泥熟料包含各自直径大于1厘米的多个颗粒。在另一个实施方案中，提供了一种控制井眼中的井漏区域中的井漏的方法，该方法包括将堵漏材料(LCM)引入井眼，使得LCM接触井漏区域，并且与引入LCM之前的时间段相比，降低进入井漏区域的漏失率。LCM组合物包含波特兰水泥熟料和多糖醛酸苷，所选择的多糖醛酸苷在从熟料中溶出的钙的存在下交联。在一些实施方案中，波特兰水泥熟料包括ASTM国际I型水泥熟料、ASTM国际V型水泥熟料、APIA级水泥熟料或APIG级水泥熟料。在一些实施方案中，多糖醛酸苷包括藻酸盐或果胶。在一些实施方案中，多糖醛酸苷包括苹果果胶或柑橘果胶。在一些实施方案中，多糖醛酸苷的含量范围为按水的重量计、总重量的0.5重量％(w/w％)至按水的重量计3w/w％。在一些实施方案中，水泥熟料包含各自直径大于1厘米的多个颗粒。在一些实施方案中，该方法包括使LCM与井漏区域保持接触一段时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LCM组合物，包含：/n波特兰水泥熟料；/n载液；以及/n多个聚合物纤维。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170720 US 62/535,024;20171019 US 15/788,4611.一种LCM组合物，包含：
波特兰水泥熟料；
载液；以及
多个聚合物纤维。


2.根据权利要求1所述的LCM组合物，其中所述多个聚合物纤维包括多个聚丙烯纤维。


3.根据前述权利要求中任一项所述的LCM组合物，其中所述多个聚合物纤维各自的长度在1毫米(mm)至6毫米的范围内。


4.根据前述权利要求中任一项所述的LCM组合物，其中所述多个聚合物纤维包括多个聚丙烯腈纤维。


5.根据前述权利要求中任一项所述的LCM组合物，其中所述多个聚合物纤维的含量范围为总重量的0.25重量％(w/w％)至1.0w/w％。


6.根据前述权利要求中任一项所述的LCM组合物，其中所述载液包含迪特胶、黄原胶和文莱胶中的至少一种。


7.根据前述权利要求中任一项所述的LCM组合物，其中所述波特兰水泥熟料包括ASTM国际I型水泥熟料、ASTM国际V型水泥熟料、APIA级水泥熟料或APIG级水泥熟料。


8.根据前述权利要求中任一项所述的LCM组合物，包含水泥。


9.根据权利要求8所述的LCM组合物，其中所述水泥包括APIG级水泥。


10.根据权利要求8所述的LCM组合物，其中水泥熟料与水泥的重量比在60:40至90:10的范围内。


11.一种控制井眼中的井漏区域中的井漏的方法，包括：
将堵漏材料(LCM)引入所述井眼，使得所述LCM接触所述井漏区域，并且与引入所述LCM之前的时间段相比，降低进入所述井漏区域的漏失率，其中所述LCM包含：
波特兰水泥熟料；
载液；以及
多个聚合物纤维。


12.根据权利要求11所述的方法，其中所述多个聚合物纤维包括多个聚丙烯纤维。


13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述多个聚合物纤维各自的长度在1毫米(mm)至6毫米的范围内。


14.根据权利要求11、12或13所述的方法，其中所述多个聚合物纤维的含量范围为总重量的0.25重量％(w/w％)至1.0w/w％。


15.根据权利要求11、12、13或14所述的方法，其中所述载液包含迪特胶、黄原胶和文莱胶中的至少一种。


16.根据权利要求11、12、13、14或15所述的方法，其中所述波特兰水泥熟料包括ASTM国际I型水泥熟料、ASTM国际V型水泥熟料或APIG级水泥熟料。


17.根据权利要求11、12、13、14、15或16所述的方法，其中所述LCM包含水泥。


18.根据权利要求17所述的方法，其中所述水泥包括APIG级水泥。


19.根据权利要求17所述的方法，其中水泥熟料与水泥的重量比在60:40至90:10的范围内。


20.根据权利要求11、12、13、14、15、16、17、18或19所述的方法，包括使所述LCM与所述井漏区域保持接触一段时间，使得所述LCM形成至少一个堵头。


21.根据权利要求11、12、13、14、15、16、17、18、19或20所述的方法，其中所述一段时间在24小时至76小时的范围内。


22.根据权利要求11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或21所述的方法，其中所述井漏区域位于岩溶地层中。


23.根据权利要求11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21或22所述的方法，其中将堵漏材料(LCM)引入所述井眼包括：
将所述LCM与水混合；以及
将混合物泵入所述井漏区域。


24.一种LCM组合物，包含：
波特兰水泥熟料；
载液；以及
长径比大于1或小于1的颗粒状玻璃。


25.根据权利要求24所述的LCM组合物，其中所述颗粒状玻璃包括各自长度在1毫米(mm)至6毫米的范围内的多个玻璃纤维。


26.根据权利要求24或25所述的LCM组合物，其中所述颗粒状玻璃的含量范围为总重量的0.25重量％(w/w％)至2.0w/w％。


27.根据权利要求24、25或26所述的LCM组合物，其中所述载液包括水性载液，所述水性载液包含迪特胶、黄原胶和文莱胶中的至少一种。


28.根据权利要求24、25、26或27所述的LCM组合物，其中所述波特兰水泥熟料包括ASTM国际I型水泥熟料、ASTM国际V型水泥熟料、APIA级水泥熟料或APIG级水泥熟料。


29.根据权利要求24、25、26、27或28所述的LCM组合物，包含水泥。


30.根据权利要求29所述的LCM组合物，其中所述水泥包括APIG级水泥。


31.根据权利要求29所述的LCM组合物，其中所述水泥熟料与水泥的重量比在60:40至90:10的范围内。


32.一种控制井眼中的井漏区域中的井漏的方法，包括：
将堵漏材料(LCM)引入所述井眼，使得所述LCM接触所述井漏区域，并且与引入所述LCM之前的时间段相比，降低进入所述井漏区域的漏失率，其中所述LCM包含：
波特兰水泥熟料；
载液；以及
长径比大于1或小于1的多个颗粒状玻璃。


33.根据权利要求32所述的方法，其中所述多个颗粒状玻璃包括多个玻璃纤维，所述玻璃纤维各自的长度在1毫米(mm)至6毫米的范围内。


34.根据权利要求32或33所述的方法，其中所述多个颗粒状玻璃的含量范围为总重量的0.25重量％(w/w％)至2.0w/w％。


35.根据权利要求32、33或34所述的方法，其中所述载液包括水性载液，所述水性载液包含迪特胶、黄原胶和文莱胶中的至少一种。


36.根据权利要求32、33、34或35所述的方法，其中所述波特兰水泥熟料包括ASTM国际I型水泥熟料、ASTM国际V型水泥熟料、APIA级水泥熟料或APIG级水泥熟料。


37.根据权利要求32、33、34、35或36所述的方法，包括水泥。


38.根据权利要求37所述的方法，其中所述水泥包括APIG级水泥。


39.根据权利要求37所述的方法，其中水泥熟料与水泥的重量比在60:40至90:10的范围内。


40.根据权利要求32、33、34、35、36、37、38或39所述的方法，包括使所述LCM与所述井漏区域保持接触一段时间，使得...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉格哈瓦·B·雷迪，
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