專利名稱：水平井堵水用強觸變膨脹型高強度化學堵劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油田水平井堵水化學堵劑，該堵劑主要用于油田套管完井的水平井堵水以及篩管完井的水平井管外環(huán)空的化學分隔堵水。
背景技術(shù)：
近幾年我國油田水平井的數(shù)量急劇增加，已成為石油工業(yè)開發(fā)過程中加快產(chǎn)能建設(shè)速度、提高采油效率、增加可采儲量的重要技術(shù)手段，但水平井出水問題已成為制約水平井產(chǎn)能的主要因素之一。如大港油田已投產(chǎn)水平井綜合含水已高達70%以上，冀東等其它油田也不同程度存在該問題。但由于水平井特殊的井身結(jié)構(gòu)及完井方式，水平井堵水技術(shù)已成為嗜待解決的難題。我國油田水平井完井方式包括射孔完井和篩管完井，其中篩管完井是主要的完井方式，且絕大多數(shù)為沒有采取管外分隔的割縫篩管方式完井。由于井型及完井方式的特殊性，在直井中常用的堵劑和工藝方法無法滿足水平井堵水的需要。特別是管外沒有裸眼封隔器分割層段的篩管完井方式，由于割縫管內(nèi)外及地層之間相互連通，堵劑無法注入出水層達到堵水的目的，只能通過封隔篩管和巖石壁面之間的環(huán)空的方式封堵出水段。目前國內(nèi)用于水平井堵水的堵劑主要采用聚合物凝膠，堵劑強度小于IMPa，無論是封堵出水層還是封堵管外環(huán)空，不能完全滿足水平井生產(chǎn)壓差的要求，且耐溫性能較差，總體堵水效果差。另外油田常用的水泥類堵劑雖然強度高，有效期長，但注入性差，凝固后體積收縮，不能完全封堵水平的環(huán)空，不能在水平井堵水中應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明要`解決的技術(shù)問題是提供一種適合水平井堵水的堵劑，該堵劑具有很強的觸變性能，停止泵注后能快速形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而失去流動性，有效的滯留在水平的井筒和環(huán)空；凝固后體積產(chǎn)生膨脹，并具有較高的強度和永久性封堵作用，能完全封堵水平的出水段或篩管和地層之間的環(huán)空，達到降低水平井含水的目的。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明水平井堵水用強觸變膨脹型高強度化學堵劑包括按質(zhì)量份數(shù)計的下述組分:超細水泥54-63份；碳酸鈣粉2-5.3份；纖維素0.1-0.3份；調(diào)節(jié)劑 1.4-1.9 份；水 33-39 份；其生產(chǎn)方法包括如下步驟:a.將水放入攪拌罐中，將纖維素加入攪拌罐中攪拌，得到均勻分散溶液；b.加入調(diào)節(jié)劑攪拌均勻；c.加入碳酸鈣粉攪拌均勻；d.加入超細水泥攪拌均勻；e.將混合液注入水平井預定水平段中，實現(xiàn)對水平段的分隔及對水平段管外環(huán)空的有效封堵。上述超細水泥為油井水泥加工而成，平均粒徑小于5um。
上述碳酸鈣粉為納米碳酸鈣，平均粒徑為300-500nm。上述纖維素為羥乙基纖維素或羥丙基羥乙基纖維素。上述調(diào)節(jié)劑為聚丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物。上述水為清水。本發(fā)明水平井堵水用強觸變膨脹型高強度化學堵劑具有極強的觸變性，在停止外力攪拌后5-15min形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)而失去流動性，在外力的作用下又可恢復流動性，流動屈服值可達到200-600KPa。這種強烈的觸變性能使堵劑有效的滯留在水平的篩管與井壁的環(huán)空，同時注入完成后清洗井筒時位于環(huán)空的堵劑不被破壞；該堵劑呈均勻的溶膠體，不析水分層，凝固后體積能膨脹1_2%，能完全封堵水平的管外環(huán)空；該堵劑的抗壓強度大于IOMPa,是聚合物凝膠堵劑的10倍 以上，能滿足油井生產(chǎn)壓差的要求；該堵劑的在30-90°C下從網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)到高強度固體的凝固時間大于4h，使用安全；與聚合物凝膠堵劑相比，本發(fā)明堵劑具有永久性封堵出水井段的效果。
具體實施例方式本發(fā)明水平井堵水用強觸變膨脹型高強度化學堵劑所需組分均為工業(yè)用品，可自市場購置。本發(fā)明的技術(shù)原理是:(I)粒徑很小超細水泥、納米碳酸鈣顆粒分散于纖維素溶液中，在達到一定濃度后形成超細顆粒的溶膠，在停止外力攪拌后顆粒之間由于相互吸附而形成強度較高的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的屈服值測定方法如下:將配制好的堵劑裝入一定長度的油管短節(jié)，在設(shè)定溫度下養(yǎng)護30min，然后用泵注
入清水頂替堵劑，記錄管內(nèi)堵劑開始流動的最高壓力，并通過下面公式計算其屈服值。
權(quán)利要求
1.一種水平井堵水用強觸變膨脹型高強度化學堵劑，其特征是包括按質(zhì)量份數(shù)計的下述組分:超細水泥54-63份；碳酸鈣粉2-5.3份；纖維素0.1-0.3份；調(diào)節(jié)劑1.4-1.9份；水33-39 份； 其生產(chǎn)方法包括如下步驟: a.將水放入攪拌罐中，將纖維素加入攪拌罐中攪拌，得到均勻分散溶液； b.加入調(diào)節(jié)劑攪拌均勻； c.加入碳酸鈣粉攪拌均勻； d.加入超細水泥攪拌均勻； e.將混合液注入水平井預定水平段中，實現(xiàn)對水平段的分隔及對水平段管外環(huán)空的有效封堵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堵劑， 其特征是所述超細水泥為油井水泥加工而成，平均粒徑小于5um。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堵劑，其特征是所述碳酸鈣粉為納米碳酸鈣，平均粒徑為300_500nmo
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堵劑，其特征是所述纖維素為羥乙基纖維素或羥丙基羥乙基纖維素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堵劑，其特征是所述調(diào)節(jié)劑為聚丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堵劑，其特征是所述水為清水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水平井堵水用強觸變膨脹型高強度化學堵劑，包括按質(zhì)量份數(shù)計的下述組分超細水泥54-63份；碳酸鈣粉2-5.3份；纖維素0.1-0.3份；調(diào)節(jié)劑1.4-1.9份；水33-39份；其生產(chǎn)步驟是將相應(yīng)組分纖維素、調(diào)節(jié)劑、碳酸鈣粉和超細水泥按順序加入水中攪拌均勻，即得該堵劑混合液。該堵劑具有很強的觸變性能，停止泵注后能快速形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而失去流動性，有效的滯留在水平的井筒和環(huán)空；凝固后體積產(chǎn)生膨脹，并具有較高的強度和永久性封堵作用，能完全封堵水平的出水段或篩管和地層之間的環(huán)空，達到降低水平井含水的目的。
文檔編號C09K8/42GK103184039SQ20111044659
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者于永生, 齊行濤, 鄒小萍, 廖翰明, 張秋紅, 劉賀, 石華榮, 陳福明 申請人:中國石油天然氣股份有限公司