具有碱性纳米颗粒基分散体和水不溶性可水解聚酯的堵漏材料组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种具有碱性纳米二氧化硅分散体和聚酯活化剂的堵漏材料(LCM)。碱性纳米二氧化硅分散体和聚酯活化剂在经过一段接触时间相互作用后可形成胶凝固体。本发明专利技术还提供了使用该LCM进行井漏控制的方法。

Plugging material composition with basic nano particle based dispersion and water insoluble hydrolyzable polyester

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有碱性纳米颗粒基分散体和水不溶性可水解聚酯的堵漏材料组合物
本公开主要涉及在用钻井液进行钻井期间控制井中的井漏。更具体地，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。特别地，该流体可能经由枯竭区域、相对低压的区域、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。进入地层的漏失量的程度可从较小的损失(例如，小于10桶/小时(bbl/hr)，也称为渗漏损失)到严重的损失(例如，大于100bbl/hr)或更高(也称为完全漏失)。作为结果，由这种流体提供的服务更困难或实现成本更高。这种井漏可能在作业的任何阶段遇到，并且当泵送至井中的钻井液(或钻井泥浆)部分返回或不返回地表时发生。尽管较低程度的漏失是意料之中的，但是从安全、经济或环境的角度来看，不希望有过多的漏失。井漏与井控、井眼不稳定、卡钻、不成功的试采、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。井漏问题还会带来钻井作业的非生产时间(NPT)。在极端情况下，井漏问题可能会迫使井报废。
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。在井漏情况中使用的LCM的类型取决于井漏的程度和地层的类型。现有的LCM在减轻和防止中度井漏和渗漏型井漏方面可能表现不佳，并且可能不适合于控制严重的循环液漏失。井漏情况中产生的成本可能是由于钻井液损失、生产损失以及LCM的成本所致。在一个实施方案中，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)引入井眼中，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井漏量。LCM包含碱性纳米二氧化硅分散体和水不溶性聚酯。在一些实施方案中，其中LCM由碱性纳米二氧化硅分散体和水不溶性聚酯组成。在一些实施方案中，水不溶性聚酯包括聚丙交酯、聚羟基烷酸酯、聚乙交酯、聚乙丙交酯(polylactoglycolide)和聚己内酯中的至少一种。在一些实施方案中，水不溶性聚酯的量在总体积的0.1体积％(v/v％)至10v/v％的范围内。在一些实施方案中，该方法包括使碱性纳米二氧化硅分散体和水不溶性聚酯与井漏区域保持接触一段接触时间，从而使得碱性纳米二氧化硅分散体形成胶凝固体。在一些实施方案中，接触时间为0.5小时至24小时的范围。在一些实施方案中，井漏区域的温度为至少100°F。在一些实施方案中，该方法包括在将LCM引入井眼中之前，将碱性纳米二氧化硅分散体和水不溶性聚酯混合以在地表形成LCM。在一些实施方案中，LCM包括碳酸钙颗粒、纤维、云母和石墨中的至少一种。在一些实施方案中，纤维包括聚酯纤维、聚丙烯纤维、淀粉纤维、聚酮纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维和尼龙纤维中的至少一种。在一个实施方案中，堵漏材料(LCM)组合物包含碱性纳米二氧化硅分散体和水不溶性聚酯，所选择的水不溶性聚酯在一段时间后与碱性纳米二氧化硅分散体形成胶凝固体。在一些实施方案中，该一段时间为0.5小时至24小时的范围。在一些实施方案中，水不溶性聚酯包括聚丙交酯、聚羟基烷酸酯、聚乙交酯、聚乙丙交酯和聚己内酯中的至少一种。在一些实施方案中，水不溶性聚酯的含量在总体积的0.1体积％(v/v％)至10v/v％的范围内。在另一个实施方案中，提供了用于减轻井漏的固体胶凝材料。固体胶凝材料是通过将碱性纳米二氧化硅分散体和水不溶性聚酯引入井漏区域而形成的。纳米二氧化硅分散体包含无定形二氧化硅和水，使得纳米二氧化硅分散体和水不溶性聚酯与井漏区域接触一段时间，从而形成固体胶凝材料。在一些实施方案中，水不溶性聚酯包括聚丙交酯、聚羟基烷酸酯、聚乙交酯、聚乙丙交酯和聚己内酯中的至少一种。在一些实施方案中，水不溶性聚酯的含量在总体积的0.1体积％(v/v％)至10v/v％的范围内。在一些实施方案中，将水不溶性聚酯和碱性纳米二氧化硅分散体分别引入井漏区域。在一些实施方案中，将水不溶性聚酯和碱性纳米二氧化硅分散体同时引入井漏区域。附图说明图1为由碱性纳米二氧化硅分散体与聚丙交酯活化剂的混合物形成的固体的照片；以及图2为由碱性纳米二氧化硅分散体与聚丙交酯活化剂的混合物形成的固体的照片。具体实施方式将参照示出本公开的实施方案的附图来更全面地描述本公开。然而，可以许多不同的形式实施本公开，并且不应被解释为受限于所示出的实施方案。相反地，提供这些实施方案使得本公开将是全面且完整的，并将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。本公开的实施方案包括堵漏材料(LCM)，其包括碱性纳米二氧化硅分散体和水不溶性可水解聚酯活化剂。LCM可减轻或防止井中的井漏，以及提供渗漏控制并使漏失最小化或防止漏失。在一些实施方案中，聚酯活化剂可为聚丙交酯。在其他实施方案中，聚酯活化剂可包括聚羟基烷酸酯、聚乙交酯、聚乙丙交酯和聚己内酯。在与聚酯活化剂相互作用之前，碱性纳米二氧化硅分散体的pH可为至少8，如在约8.5至约10.5的范围内。可将碱性纳米二氧化硅分散体和聚酯活化剂LCM引入井眼中的井漏区域中，使得碱性纳米二氧化硅分散体和聚酯活化剂LCM改变井漏区域。可使碱性纳米二氧化硅分散体和聚酯活化剂LCM与井漏区域相互作用一段时间，从而使得由于碱性纳米二氧化硅分散体与由聚酯活化剂经由水解生成的酸之间的相互作用而能够原位形成胶凝固体。碱性纳米二氧化硅分散体和聚酯活化剂LCM在一些实施方案中，LCM包含碱性纳米二氧化硅分散体和水不溶性可水解聚酯活化剂。碱性纳米二氧化硅分散体可包括无定形二氧化硅和水性介质。例如，在一些实施方案中，可使用水或其他合适的水性介质(例如水和甘油)来形成碱性纳米二氧化硅分散体。在一些实施方案中，在与聚酯活化剂相互作用之前，纳米二氧化硅分散体在25℃时的pH为约8.5至约10.5。在一些实施方案中，在与活化剂相互作用之前，纳米二氧化硅分散体的pH至少为8。在一些实施方案中，纳米二氧化硅分散体的比重为1.2(g/ml)。在一些实施方案中，纳米二氧化硅分散体可得自美国新泽西州帕西波尼(Parsippany)的赢创公司(EvonikCorporation)。在一些实施方案中，水不溶性可水解聚酯活化剂可包括聚丙交酯。在其他实施方案中，聚酯活化剂可包括其他水不溶性可水解聚酯，如聚羟基烷酸酯、聚乙交酯、聚乙丙交酯和聚己内酯。在一些实施方案中，碱性纳米二氧化硅分散体与聚酯活化剂的重量比在50:1至80:1的范围内。例如，在一些实施方案中，碱性纳米二氧化硅分散体与聚酯活化剂的重量比为66:1。在一些实施方案中，聚酯活化剂的量可在总体积的约0.1体积％(v/v％)至约10v/v％的范围内。在一些实施方案中，纳米二氧化硅分散体和聚酯活化剂LCM可包括另外的材料。例如，在一些实施方案中，纳米二氧化硅分散体和聚酯活化剂LCM可包括碳酸钙颗粒、纤维(例如，聚酯纤维、聚丙烯纤维、淀粉纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制井眼中的井漏区域中的井漏的方法，包括：/n将堵漏材料(LCM)引入所述井眼中，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井漏量，其中所述LCM包含碱性纳米二氧化硅分散体和水不溶性聚酯。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170817 US 15/679,8841.一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)引入所述井眼中，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井漏量，其中所述LCM包含碱性纳米二氧化硅分散体和水不溶性聚酯。


2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述LCM由所述碱性纳米二氧化硅分散体和所述水不溶性聚酯组成。


3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述水不溶性聚酯包括聚丙交酯、聚羟基烷酸酯、聚乙交酯、聚乙丙交酯和聚己内酯中的至少一种。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述水不溶性聚酯的量在总体积的0.1体积％(v/v％)至10v/v％的范围内。


5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括使所述碱性纳米二氧化硅分散体和水不溶性聚酯与所述井漏区域保持接触一段接触时间，从而使得所述碱性纳米二氧化硅分散体形成胶凝固体。


6.根据权利要求5所述的方法，其中所述接触时间在0.5小时至24小时的范围内。


7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述井漏区域的温度为至少100°F。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在将所述LCM引入所述井眼中之前，将所述碱性纳米二氧化硅分散体和所述水不溶性聚酯混合以在地表形成所述LCM。


9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述LCM包括碳酸钙颗粒、纤维、云母和石墨中的至少一种。


10.根据权利要求9所述的方法，其中所述纤维包括聚酯纤维、聚丙烯纤维、淀粉纤维、聚酮纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维和尼龙纤维中的至少一种。


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【专利技术属性】
技术研发人员：维克兰特·瓦格勒，拉金德拉·卡尔冈卡尔，阿卜杜拉·阿勒亚米，扎伊纳布·阿尔赛哈蒂，
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