在油气井的建井期间消除流体漏失的方法技术

本发明专利技术涉及石油和天然气工业，并且更具体而言，涉及在钻探油气井期间消除漏失的技术。方法包括将封堵剂和驱替液依次泵入地层中。封堵剂由乳液‑悬浮液体系组成，该体系含有柴油或来自中央处理设备的经处理的油、乳化剂、二氧化硅纳米颗粒的胶体溶液、干的无定形二氧化硅、钛铁矿或四氧化三锰的微粒、以及氯化钙或氯化钾的水溶液。驱替液由氯化钙或氯化钾的水溶液组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在油气井的建井期间消除流体漏失的方法本专利技术涉及油气生产工业，并且更具体而言，涉及在油气井的建井期间消除钻井液漏失(井漏控制)的方法。在油气井的建井领域中最紧迫的问题之一是高度可渗透地层和地层压力异常低(ALFP)的地层对钻井泥浆的吸收。地下地层的这种地质和物理特征会造成作业程序的复杂化，直至建井工程的停工。对于ALFP的地层的完井而言，常规钻井泥浆的井漏问题变得特别严重。在建井工程中最广泛使用的不同密度的盐溶液被理解为常规钻井泥浆。使用常规水基钻井泥浆不能消除ALFP的地层中的钻井液漏失，这是由于常规水基钻井泥浆的粘度低、粘附性差、缺乏封堵能力和在渗入生产地层期间对岩石表面的亲水化。为了防止这种问题，必须使用具有相对较低密度、增加的粘度和粘附性能的特殊工艺流体。所有常规水基钻井泥浆的主要缺点是对岩石表面的亲水化、粘度低、粘附性差和缺乏封堵能力，这会导致钻井泥浆在漏失期间不可控制地渗入钻井地层中。在这一点上，当钻入具有异常情况的地层时，使用常规钻井泥浆是低效的。在建井工程中，当在具有异常情况的层段中钻井时，必须应用特殊的工艺流体即封堵组合物(封堵剂)。封堵组合物的物理和化学性质显著不同于常规钻井泥浆的物理和化学性质。使建井工程复杂化的因素的显现程度取决于矿床的地质条件和地层的地质物理参数。复杂化因素会最频繁地显现在以下情况下：-当钻井的地层区域的地层压力低于静水压力时(在这些情况下，会发生不可控制的大量井漏，这会导致岩石表面的亲水化、延长建井周期、额外的成本和钻井工程的停工)；-当钻井的地层区域的地层压力相对于静水压力增大时(采用重水基钻井泥浆不能确保地层-井系统中的压力稳定，并且在过平衡期间发生岩石表面的亲水化)。为了提高油气井的建井工程的效率，并解决在具有异常情况的地层中钻井期间消除复杂性的任务，必须应用具有特殊流变学、表面活性和堵漏性质的工艺流体。本领域已知这样一种用于防止和控制井中的井漏的方法(USSR专利技术人证书No.1714081，IPCE21B33/13、E21B33/138，公开日期1992年2月23日)，该方法包括依次注入多价金属盐和聚合物堵漏材料的水溶液，以及随后使该水溶液驱替至井漏地层中。该方法的缺点是必须用多价金属盐的水溶液使吸收层段饱和，以诱发水溶液和之后立即泵入的聚合物材料(例如脲树脂混合物)之间的后续反应。在井漏情况下，由于盐的水溶液的粘度低，因而盐的水溶液将被吸收层段完全吸收并渗入地层中。在这些情况下，之后立即泵入的粘度高于盐的水溶液的粘度的聚合物材料将不会与盐的水溶液混合，因而相应地，混合物将不会获得产生封堵屏蔽层所需的流变学性质。在钻井和井运行的过程中消除流体漏失的方法是本领域中已知的(USSR专利技术人证书No.1810490，IPCE21B33/138，公开日期1993年4月23日)，其包括依次注入柴油和炼油厂碱渣废料、隔离液或冲洗液以及氯化钙或氯化镁的水溶液，随后用水或冲洗液将其驱替。使用水或冲洗泥浆溶液作为隔离液或驱替液。根据漏失水平，改变注入批次的体积。该方法的缺点包括不能调节主要封堵剂，即柴油和炼油厂碱渣废料的流变学参数，以及组合物中不存在固体颗粒。在这一点上，该方法对于高度可渗透地层层段中的井漏控制将是低效的。本领域已知这样一种用于隔离井中的井漏区域的方法，该方法旨在提高封堵井漏区域的效率(专利RU2139410，IPCE21B33/138，公开日期1999年10月10日)。该方法包括注入封堵组合物和驱替液，在混合和沿井眼移动的过程中，可同时注入至少两种组合物以形成非牛顿高粘性分散体系。该方法的缺点包括缺乏调节依次注入的两种组合物的流变学参数的可能性，以及不可能在组合物沿着采油管柱移动期间控制和调节混合组合物的过程。在多孔压裂储层中采油的方法是本领域中已知的(专利RU2465446，IPCE21B43/22、E21B43/32，公开日期2012年10月27日)，该方法降低了井产物含水量，并且该方法可特别用于消除建井和修井工程中的流体漏失。该方法的缺点包括多组分形式和在现场条件下制备封堵组合物的复杂性，以及在含油气地层的初次钻进期间过滤通道的不可逆堵塞。为了解决油气井建井领域中的上述问题，本专利技术提供了一种消除高度可渗透地层或ALFP的地层中的钻井液漏失的方法，该方法基于将呈乳液-悬浮液体系形式的封堵剂注入地层中，并用氯化钙或氯化钾的水溶液驱替封堵剂。本专利技术的实质在于该方法包括以下连续步骤：将封堵剂和驱替液注入地层中；其中使用乳液-悬浮液体系作为封堵剂，该乳液-悬浮液体系包含柴油或来自处理设备的经处理的油、乳化剂、二氧化硅纳米颗粒的胶体溶液、干的无定形二氧化硅、钛铁矿或四氧化三锰的微粒、氯化钙或氯化钾的水溶液；以及使用氯化钙或氯化钾的水溶液作为驱替液。此外，为了在漏失强度至多20m3/h(部分漏失)的地层中消除钻井液漏失，所述漏失强度包括20m3/h，可以使用乳液-悬浮液体系作为封堵剂，该体系包含：15重量％至30重量％的柴油或来自处理设备的经处理的油、2重量％至3重量％的乳化剂、0.5重量％至1重量％的粒度为5nm至100nm的二氧化硅纳米颗粒的胶体溶液、1重量％至3重量％的粒度为5nm至500nm的干的无定形二氧化硅(92％至99％)、5重量％至10重量％的粒度为0.2μm至5μm的钛铁矿或四氧化三锰微粒、以及作为余量的氯化钙或氯化钾的水溶液。为了在漏失强度大于20m3/h(无返流或灾难性井漏)的地层中消除钻井液漏失，可以使用乳液-悬浮液体系作为封堵剂，该体系包含：5重量％至15重量％的柴油或来自处理设备的经处理的油、2重量％至3重量％的乳化剂、0.5重量％至1重量％的粒度为5nm至100nm的二氧化硅纳米颗粒的胶体溶液、3重量％至5重量％的粒度为5nm至500nm的干的无定形二氧化硅(92％至99％)、5重量％至10重量％的粒度为0.2μm至5μm的钛铁矿或四氧化三锰微粒、以及作为余量的氯化钙或氯化钾的水溶液。作为二氧化硅纳米颗粒的胶体溶液，可使用包含下列物质的组合物：31重量％至32.5重量％的二氧化硅、67重量％至69重量％的丙二醇单甲醚、作为余量的水；或30重量％至31重量％的二氧化硅、67重量％至69重量％的异丙醇、以及作为余量的甲醇；或29重量％至31重量％的二氧化硅、作为余量的乙二醇。作为乳化剂，可使用包含下列物质的组合物：40重量％至42重量％的高级不饱和脂肪酸(亚油酸、油酸、亚麻酸)和树脂酸的醚、0.7重量％至1重量％的氧化胺、0.5重量％至1重量％的高分子有机热稳定剂、作为余量的柴油(夏用或冬用)。封堵剂在井漏地层中的径向布置(其形成该方法的基础)确保了封堵屏蔽层的形成，由于一组高粘附性和流变学性质，该封堵屏蔽层能够承受高压力差(至多300个大气压)而不发生地层流体侵入和井漏。当乳液-悬浮液体系(ESS)在多孔介质中移动时，ESS的有效粘度取决于ESS的体积含水量和ESS在多孔介质中的渗透速率，当体积含水量变高且渗透速率变低时，有效粘度增大。这产生了以下事实，当ESS在多孔介本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在油气井的建井期间消除钻井液漏失的方法，该方法包括将封堵剂和驱替液依次泵入地层中，其中使用乳液-悬浮液体系作为所述封堵剂，并且所述乳液-悬浮液体系包含柴油或来自中央处理设备的经处理的油、乳化剂、二氧化硅纳米颗粒的胶体溶液、干的无定形二氧化硅、钛铁矿或四氧化三锰的微粒、氯化钙或氯化钾的水溶液；以及使用氯化钙或氯化钾的水溶液作为所述驱替液。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171113 RU 20171392741.一种在油气井的建井期间消除钻井液漏失的方法，该方法包括将封堵剂和驱替液依次泵入地层中，其中使用乳液-悬浮液体系作为所述封堵剂，并且所述乳液-悬浮液体系包含柴油或来自中央处理设备的经处理的油、乳化剂、二氧化硅纳米颗粒的胶体溶液、干的无定形二氧化硅、钛铁矿或四氧化三锰的微粒、氯化钙或氯化钾的水溶液；以及使用氯化钙或氯化钾的水溶液作为所述驱替液。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了在吸收强度至多20m3/h的地层中消除钻井液漏失，所述吸收强度包括20m3/h，使用乳液-悬浮液体系作为所述封堵剂，所述体系包含：
-15重量％至30重量％的柴油或来自中央处理设备的经处理的油，
-2重量％至3重量％的乳化剂，
-0.5重量％至1重量％的粒度为5nm至100nm的二氧化硅纳米颗粒的胶体溶液，
-1重量％至3重量％的粒度为5nm至500nm的干的无定形二氧化硅(92％至99％)，
-5重量％至10重量％的粒度为0.2μm至5μm的钛铁矿或四氧化三锰微粒，
-余量的氯化钙或氯化钾的水溶液。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了在吸收强度大于20m3/h的地层中消除钻井液漏失，使用乳液-悬浮液体系作为所述封堵剂，所述体系包含：
-5重量％至15重量％的柴油或来自中央处理设备的经...

【专利技术属性】
技术研发人员：维塔利·维亚切斯拉夫维奇·谢尔盖耶夫，
申请(专利权)人：GR石油有限责任公司，
类型：发明
国别省市：俄罗斯;RU