專利名稱：一種疏水凝膠復(fù)合水泥及其堵漏方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油鉆井中水泥漿堵漏技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種適用于隴東區(qū)塊洛河組發(fā)生的失返性漏失的疏水凝膠復(fù)合水泥及其堵漏方法。
背景技術(shù)：
長慶西峰油田侏羅系洛河組地層埋深為700 1100m，地下溫度在28 35°C之 間，垂直和水平裂縫發(fā)育，鉆探過程中大型井漏頻繁發(fā)生，且漏失井漏層處地層水比較活 躍，采用常規(guī)橋塞堵漏、注水泥漿堵漏等易受地層水稀釋、溶解，堵漏效果較差，耗時耗物， 影響施工進(jìn)度，堵漏一次成功率低于50%的因素1、堵漏材料的剛性強(qiáng)度不足目前所使用的所有橋塞堵漏材料均達(dá)不到混凝土的固化剛性強(qiáng)度，對于大型裂縫 或特大型惡性裂縫幾乎無效；2、現(xiàn)存堵漏材料對巖石缺乏附著力，抗水力沖刷能力不足主要表現(xiàn)為整體結(jié)構(gòu)松散，遇水難以“聚團(tuán)”，在巖石表面無瞬時立足點，遇水即潰 等方面；3、凝膠堵漏剛性強(qiáng)度不足化學(xué)凝膠盡管已經(jīng)具備了眾多優(yōu)點，如較好的可泵性、延遲交聯(lián)性、后期膠凝性、 拒水成團(tuán)性、巖石附著力、整體抗拉能力(張力)和抗壓能力(彈性)等，但先天組成的不 足(固含量< 10% )制約了其整體綜合剛性強(qiáng)度的表現(xiàn)。4、注水泥堵漏工藝的缺陷①水泥堵料在地層中沒有“拒水成團(tuán)”能力，遇水即散。在巖石上的粘滯力差，因 施工工藝的制約，受擔(dān)心在井筒中出現(xiàn)“閃凝”，一般固化劑的固化時間需延遲，當(dāng)尚未固化 的水泥一旦與水接觸，在親水性的巖石上立足的幾率大大降低； ②固化后的水泥堵層只有剛性強(qiáng)度，在機(jī)械應(yīng)力的作用下，缺乏“柔性”，有再次被 井筒內(nèi)鉆井液激動壓力壓裂的可能。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種適用于隴東區(qū)塊洛河組發(fā)生的失返性漏 失，以及地層溫度在30°C 50°C內(nèi)任何性質(zhì)的大型漏失處理的疏水凝膠復(fù)合水泥，采用本 復(fù)合水泥，不易受地層水稀釋、溶解，堵漏效果好。同時本發(fā)明提供了采用疏水凝膠復(fù)合水泥進(jìn)行堵漏的方法，本方法通過疏水凝膠 引進(jìn)水泥體系的方式，以改善水泥漿體系的拒水性能，提高了堵層強(qiáng)度，可有效地抑制地層 水與水泥漿混合交替，保持在注入漏層后隨時間逐漸增強(qiáng)的趨勢，提高漏層的承壓能力，解 決失返型漏失井的漏失問題，提高了一次性堵漏成功率，使其超過50%。本發(fā)明是通過采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一種疏水凝膠復(fù)合水泥，其特征在于包括如下組分配比而成疏水凝膠劑、疏水養(yǎng)護(hù)劑、促凝劑和水泥，其中，疏水凝膠劑占水泥總重量的0. 15 0. 25%，疏水養(yǎng)護(hù)劑占水 泥總重量的10 30%，促凝劑占水泥總重量的8 15%。所述的疏水凝膠劑是指陽離子聚丙烯酰胺，分子量200-400萬。
所述的疏水養(yǎng)護(hù)劑是指從植物多糖中提取出的多羥基聚合物，分子量200-300 萬。所述的促凝劑是指無機(jī)鹽氯化鈣。所述的水泥是指油井用G級水泥。一種疏水凝膠復(fù)合水泥的堵漏方法，其特征在于首先，在配漿池中按組分配比配 制好疏水凝膠復(fù)合水泥，光鉆桿下至漏層位置上部5 10米，將水與疏水凝膠復(fù)合水泥按 照水灰比是0. 44-0. 55的比例，通過固井水泥車混合攪拌池配制好，然后，按照0. 8-1. 1方 /分鐘的速度均勻泵送至漏層，起出鉆具候凝5小時以上后下鉆。配制疏水凝膠復(fù)合水泥具體方法為先計算用于堵漏的水泥用量，依據(jù)水泥用量， 再按比例計算疏水凝膠劑、疏水養(yǎng)護(hù)劑、促凝劑的用量，將水泥分成100份，先加入10份的 水泥，按照10份水泥量依次加入0. 15 0. 25%的疏水凝膠劑、10 30%疏水養(yǎng)護(hù)劑和8 15%的促凝劑，然后再加10份水泥，重復(fù)以上加料順序及重量，總共10次完成疏水凝膠復(fù) 合水泥的配制。所述水與疏水凝膠復(fù)合水泥的水灰比是0. 50的比例。按照0. 8-1. 1方/分鐘的速度均勻泵送至漏層步驟后，當(dāng)復(fù)合水泥泵后送完后，將 鉆具內(nèi)2/3的疏水凝膠復(fù)合水泥擠入至漏層。起出鉆具候凝6小時以上后下鉆。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在一、本疏水凝膠復(fù)合水泥適用于隴東區(qū)塊洛河組發(fā)生的失返性漏失，以及地層溫 度在30°C 50°C內(nèi)任何性質(zhì)的大型漏失處理，不易受地層水稀釋、溶解，堵漏效果好，克服 了水泥堵漏體系不拒水的致命缺陷，達(dá)到了堵漏體系的整體疏水、抗沖刷的效果；提升了疏 水凝膠堵漏體系的固相含量，使其整體抗壓強(qiáng)度有了明顯的提高；實現(xiàn)了聚合物和水泥兩 種體系的有機(jī)組合。二、本堵漏方法通過疏水凝膠引進(jìn)水泥體系的方式，以改善水泥漿體系的拒水性 能，提高了堵層強(qiáng)度，可有效地抑制地層水與水泥漿混合交替，保持在注入漏層后隨時間逐 漸增強(qiáng)的趨勢，提高漏層的承壓能力，解決失返型漏失井的漏失問題，提高了一次性堵漏成 功率，使其超過50%。三、本發(fā)明用于鄂爾多斯盆地鉆井過程處理井漏復(fù)雜作業(yè)中，主要封堵1200m井 深內(nèi)的巖性砂巖(洛河層)的漏層；尤其適用于隴東區(qū)塊洛河組發(fā)生的反復(fù)失返型漏失； 在地層溫度30° 50°C、將該破裂地層的承壓能力提高到4MPa以上；處理漏層性質(zhì)即含水 量大、礦化度高、孔隙滲透性好、地層溫度偏低、存在區(qū)域性水平裂縫或垂直裂縫或易破碎 地層等特點具有獨特之處，能降低漏失復(fù)發(fā)率，有很好的市場應(yīng)用前景。
具體實施例方式實施例1本發(fā)明公開了 一種疏水凝膠復(fù)合水泥，包括如下組分配比而成疏水凝膠劑、疏水養(yǎng)護(hù)劑、促凝劑和水泥，其中，疏水凝膠劑占水泥總重量的0. 15 0. 25%，疏水養(yǎng)護(hù)劑占水 泥總重量的10 30%，促凝劑占水泥總重量的8 15%。所述的疏水凝膠劑是指陽離子 聚丙烯酰胺，分子量200-400萬。所述的疏水養(yǎng)護(hù)劑是指從植物多糖中提取出的多羥基聚 合物，分子量200-300萬。所述的促凝劑是指無機(jī)鹽氯化鈣。所述的水泥是指油井用G級 水泥。實施例2
多羥基聚合物具體是由環(huán)氧化合物和多羥基物質(zhì)共聚而成，為白色或淡黃色粘稠 液體。具體出處見作者呂開河，名稱為《多羥基聚合物鉆井液研制及應(yīng)用》的期刊文獻(xiàn)，發(fā) 表在刊名《鉆采工藝》2006年第29卷第5期第85-87頁。實施例3本發(fā)明提出了一種疏水凝膠復(fù)合水泥的堵漏方法，首先，在配漿池中按組分配比 配制好疏水凝膠復(fù)合水泥，光鉆桿下至漏層位置上部5 10米，將水與疏水凝膠復(fù)合水泥 按照水灰比是0. 44-0. 55的比例，通過固井水泥車混合攪拌池配制好，然后，按照0. 8-1. 1 方/分鐘的速度均勻泵送至漏層，起出鉆具候凝5小時以上后下鉆。實施例4參照說明書附圖
，通過油田工程固井水泥車的配灰罐中配制疏水凝膠復(fù)合水泥， 疏水凝膠復(fù)合水泥由疏水凝膠劑、疏水養(yǎng)護(hù)劑和促凝劑、水泥組成，先計算用于堵漏的水 泥用量，依據(jù)水泥用量，再計算各組合用量，其中，疏水凝膠稠化劑占水泥總重量的0. 15 0. 25%，疏水養(yǎng)護(hù)劑占水泥總重量的10 30%，促凝劑占水泥總重量的8 15%。實施例5在實施例4的基礎(chǔ)上，配制疏水凝膠復(fù)合水泥具體方法，即預(yù)交聯(lián)凝膠堵漏漿中 各組分的混合順序為先加10份的水泥，按照10份水泥量依次加入0. 15 0. 25%疏水凝 膠劑、10 30%疏水養(yǎng)護(hù)劑、8 15%促凝劑，然后再加10份水泥，重復(fù)以上加料順序及其 重量?？偣?0次如此混合加料完成。實施例6在實施例5的基礎(chǔ)上，將完成在固井水泥車的配灰罐疏水凝膠復(fù)合水泥，用管線 與一立式空罐連接并將其全部倒入立式空罐中，再全都轉(zhuǎn)入固井水泥車配灰罐中。并隨機(jī) 取樣三次共500克，在試驗室按照水灰比0. 44-0. 55做復(fù)配試驗確定最佳水灰比。實施例7本發(fā)明一現(xiàn)場實例在實施例6的基礎(chǔ)上，光鉆桿下深到漏層頂部5 IOm左右，通過軟管線連接水泥 灰管車及施工車與光鉆桿，將水與配制疏水凝膠復(fù)合水泥按照水灰比是0. 50的比例，通過 固井水泥車混合攪拌池配制，同時按照0. 8-1. 1方/分鐘的速度均勻泵送漏層，當(dāng)復(fù)合水泥 泵后送完后，將鉆具內(nèi)2/3的疏水凝膠復(fù)合水泥擠入漏層。頂替量結(jié)束后，起出鉆桿，候凝 5h以上后下鉆。下鉆時速度要適當(dāng)，不要激列，到底后先擾動，再慢開泵頂一頂，正常循環(huán) 后，有鉆井液返出，且排量正常，可恢復(fù)鉆進(jìn)。采用疏水凝膠復(fù)合水泥堵漏技術(shù)先后在西峰油田現(xiàn)場試驗了 3 口井，共堵漏4次 其中3次堵漏成功，無復(fù)發(fā)，堵漏成功率達(dá)75%。高于常規(guī)堵漏一次成功率32個百分點。
權(quán)利要求
一種疏水凝膠復(fù)合水泥，其特征在于包括如下組分配比而成疏水凝膠劑、疏水養(yǎng)護(hù)劑、促凝劑和水泥，其中，疏水凝膠劑占水泥總重量的0.15～0.25％，疏水養(yǎng)護(hù)劑占水泥總重量的10～30％，促凝劑占水泥總重量的8～15％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水凝膠復(fù)合水泥，其特征在于所述的疏水凝膠劑是指陽 離子聚丙烯酰胺，分子量200-400萬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水凝膠復(fù)合水泥，其特征在于所述的疏水養(yǎng)護(hù)劑是指從 植物多糖中提取出的多羥基聚合物，分子量200-300萬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水凝膠復(fù)合水泥，其特征在于所述的促凝劑是指無機(jī)鹽 氯化鈣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水凝膠復(fù)合水泥，其特征在于所述的水泥是指油井用G 級水泥。
6.采用如權(quán)利要求1所述疏水凝膠復(fù)合水泥的堵漏方法，其特征在于首先，在配漿池 中按組分配比配制好疏水凝膠復(fù)合水泥，光鉆桿下至漏層位置上部5 10米，將水與疏水 凝膠復(fù)合水泥按照水灰比是0. 44-0. 55的比例，通過固井水泥車混合攪拌池配制好，然后， 按照0. 8-1. 1方/分鐘的速度均勻泵送至漏層，起出鉆具候凝5小時以上后下鉆。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的疏水凝膠復(fù)合水泥的堵漏方法，其特征在于配制疏水凝膠 復(fù)合水泥具體方法為先計算用于堵漏的水泥用量，依據(jù)水泥用量，再按比例計算疏水凝膠 劑、疏水養(yǎng)護(hù)劑、促凝劑的用量，將水泥分成100份，先加入10份的水泥，按照10份水泥量 依次加入0. 15 0. 25%的疏水凝膠劑、10 30%疏水養(yǎng)護(hù)劑和8 15%的促凝劑，然后 再加10份水泥，重復(fù)以上加料順序及重量，總共10次完成疏水凝膠復(fù)合水泥的配制。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的疏水凝膠復(fù)合水泥的堵漏方法，其特征在于所述水與疏水 凝膠復(fù)合水泥的水灰比是0. 50的比例。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的疏水凝膠復(fù)合水泥的堵漏方法，其特征在于按照0.8-1.1 方/分鐘的速度均勻泵送至漏層步驟后，當(dāng)復(fù)合水泥泵后送完后，將鉆具內(nèi)2/3的疏水凝膠 復(fù)合水泥擠入至漏層。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的疏水凝膠復(fù)合水泥的堵漏方法，其特征在于起出鉆具候凝 6小時以上后下鉆。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種疏水凝膠復(fù)合水泥，涉及石油鉆井中水泥漿堵漏技術(shù)領(lǐng)域，包括如下組分配比而成疏水凝膠劑、疏水養(yǎng)護(hù)劑、促凝劑和水泥，其中，疏水凝膠劑占水泥總重量的0.15～0.25％，疏水養(yǎng)護(hù)劑占水泥總重量的10～30％，促凝劑占水泥總重量的8～15％。同時還提供了該復(fù)合水泥的制備方法，本發(fā)明通過疏水凝膠引進(jìn)水泥體系的方式，以改善水泥漿體系的拒水性能，提高了堵層強(qiáng)度，可有效地抑制地層水與水泥漿混合交替，保持在注入漏層后隨時間逐漸增強(qiáng)的趨勢，提高漏層的承壓能力，解決失返型漏失井的漏失問題，提高了一次性堵漏成功率，使其超過50％。
文檔編號C04B28/00GK101863643SQ20101018182
公開日2010年10月20日 申請日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者吳付頻, 張建卿, 張遷, 王偉良 申請人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司