專利名稱：一種超強吸水樹脂的堵漏工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超強吸水樹脂的堵漏工藝。
背景技術(shù)：
鉆井液漏失是鉆井作業(yè)中一種常見的井下復(fù)雜情況。井漏可以發(fā)生在淺、中及深部地層，也可以在不同地質(zhì)年代的地層中發(fā)生，而且各類巖性的地層中都可能出現(xiàn)。有的井漏只是泥漿池液面緩慢下降，而有的則有進(jìn)無出，一旦發(fā)生漏失，不僅延誤鉆井作業(yè)時間， 延長鉆井周期，損失鉆井液，損害油氣層，干擾地質(zhì)錄井工作，而且還可能引起井塌、卡鉆、 井噴等一系列復(fù)雜情況與事故，甚至導(dǎo)致井眼報廢，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在鉆井作業(yè)中應(yīng)盡量避免井漏的發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計，全世界井漏發(fā)生率約占總井?dāng)?shù)的百分之二十到百分之二十五，全球石油行業(yè)中每年因為井漏而耗費的資金高達(dá)數(shù)億元。我國大多數(shù)油田都不同程度地存在井漏問題，最為突出的是川東和川南地區(qū)，每年堵漏耗時約占總鉆井時間的5 8%。同時還要消耗大量的鉆井液和堵漏材料，使鉆井成本大幅度上升。如前些年川東地區(qū)年損失泥漿量為 8000 13000m3，年發(fā)生井漏約200井次，損失時間14 35個鉆機月，年直接耗損400 600萬元。井漏問題是鉆井工作長期存在且未能很好解決的技術(shù)難題，堵漏技術(shù)是鉆井工程界長期研究的重要課題。近年來堵漏技術(shù)有了較大的發(fā)展，國內(nèi)外各油田均總結(jié)出了適合本地區(qū)特點的堵漏工藝技術(shù)，堵漏材料的品種不斷增多，堵漏成功率也在不斷提高。盡管如此，由于各地區(qū)地層巖性變化，孔隙、裂縫、溶洞發(fā)育情況不同，井漏的原因復(fù)雜、漏失類型不同，制約因素較多，而且堵漏技術(shù)的針對性較強，至今很難用一個通用的模式來進(jìn)行防漏和堵漏。特別是鉆裂縫性地層井漏問題更為嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)裂縫性復(fù)雜地層的儲量約占總儲量的50%，但是因為地層裂縫、孔洞發(fā)育，漏失問題很難解決， 造成的損失及其嚴(yán)重。因此，裂縫性復(fù)雜地層的惡性漏失問題已經(jīng)成為鉆井界關(guān)注的重點。關(guān)于超強吸水樹脂的研究，國外起步較早，其中成效最大的是美國和日本，其次是德國和法國。而國內(nèi)相對的研究要晚幾十年，但是在近些年來，相關(guān)的技術(shù)層出不窮，各方都在全心致力于研究。1961年，美國農(nóng)業(yè)部北方研究所從淀粉接枝丙烯腈開始，對超強吸水樹脂進(jìn)行研究，隨后此類研究越來越深入，60年代末至70年代，成功地開發(fā)了超強吸水樹脂。此后，德國、法國等世界各國對超強吸水性樹脂的品種、制造方法、性能和應(yīng)用領(lǐng)域等方面進(jìn)行了大量的研究工作，取得了成果。80年代開始出現(xiàn)用其他天然化合物衍生物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)制取吸水性物質(zhì)。隨著高吸水性樹脂合成和應(yīng)用研究的展開，其成型加工技術(shù)也相應(yīng)發(fā)展。吸水性復(fù)合材料在20世紀(jì)80年代產(chǎn)生，由于它能改善超強吸水性樹脂的耐鹽性、吸水速度、吸水后水凝膠的強度等許多性能，所以發(fā)展迅速。到90年代初，更是突飛猛進(jìn)。近年已開始研究吸水性樹脂的共混。這些為發(fā)展高吸水性樹脂提供了更加廣闊的前景。
1985年世界生產(chǎn)高吸水性樹脂的主要公司只有13家，至1995年國外研究和生產(chǎn)的公司竟達(dá)近50家。日本是世界上最大的超強吸水樹脂生產(chǎn)和研究國。隨后又與美國、德國等其他國家合作，超強吸水樹脂技術(shù)不斷迅猛增長。對于超強吸水樹脂理論的研究，20世紀(jì)50年代Flory的吸水理論為吸水性高分子的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。自60年代超強吸水性樹脂開始投產(chǎn)之后，隨著它的快速發(fā)展，人們越來越感到需要進(jìn)一步深入研究超強吸水性樹脂的指導(dǎo)性理論。70年代末各國相繼開始重視其研究。特別是日、美等國，在吸水理論、吸水結(jié)構(gòu)和形態(tài)以及高分子水凝膠等方面進(jìn)行了較有成效的理論研究，有了新的發(fā)展。超強吸水樹脂吸水性強，可吸收自身體積幾十至幾千倍的水，能生物降解，應(yīng)用廣泛，從全球的環(huán)境因素考慮也是一個好的選擇。攜帶液抑制吸水聚合物膨脹，將混合液泵如漏層后注水，使其膨脹，從而封堵漏失層，特別是針對嚴(yán)重的裂縫性漏失情況，此技術(shù)已在井上成功應(yīng)用。國外在超強吸水樹脂堵漏技術(shù)上起步早，成果多，相關(guān)技術(shù)實例也很多。超強吸水樹脂在石油工業(yè)領(lǐng)域逐漸普及，有關(guān)油田化學(xué)應(yīng)用高分子吸水樹脂的研究也已經(jīng)引起油田工作者的重視。特別是在油氣田鉆探中用作化學(xué)堵漏材料，化學(xué)堵漏在油氣田鉆探過程中是一種重要的技術(shù)措施。從80年代以來的發(fā)展來看，已經(jīng)取得了不錯的成績。目前，現(xiàn)場已開發(fā)應(yīng)用的高分子吸水樹脂類的堵漏劑有SYZ，PAT和TP-9010型品牌， JPD吸水膨脹聚合物，WS-I型凝膠堵漏劑，WEA-I延遲膨脹顆粒堵漏劑。此外，超強吸水樹脂在油氣田地面管輸建設(shè)中可作密封材料；在鉆探中作鉆井液處理劑，可作為鉆頭的潤滑劑和鉆井液的凝膠劑；在油田化學(xué)其他專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，因其性能顯著，如三次采油，油氣田廢水處理水基壓裂液、酸化壓裂液中作凝膠劑，壓井液的固化劑等?？傊?，超強吸水樹脂的發(fā)展還只是在近幾十年。無論從產(chǎn)品的種類及數(shù)量，或者從加工和應(yīng)用以及理論研究的情況來看，都獲得了巨大的發(fā)展。因為高分子吸水樹脂奇特的性能和可觀的應(yīng)用前景，30年來發(fā)展極其迅速，由一般的應(yīng)用性能、功能，向智能化多功能材料高層次開發(fā)發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)。特別是在油田化學(xué)中是一個新的應(yīng)用研究方向，具有良好的應(yīng)用前景。超強吸水樹脂為不同粒度級配的固體顆粒，能在吸水后形成具有一定粘彈性和強度的凝膠，此凝膠具有可變形性，不受漏失通道形狀和尺寸的影響，在一定的擠壓下產(chǎn)生變形進(jìn)入漏失通道并與之匹配。聚合物溶液在孔隙的喉道處的卡阻和在裂縫介質(zhì)表面的吸附，使超強吸水樹脂分子在孔道中形成滯留，并且利用顆粒就位后的膨脹特性，可以在近井壁附近形成一個很好的屏蔽帶，從而達(dá)到封堵漏層的目的。而滯留在孔隙介質(zhì)中的聚合物分子只有在一定的壓力梯度下才能移動，具有很好的承壓能力。因此，可以封堵較大的裂縫，尤其對復(fù)雜漏失通道有很好的封堵作用。超強吸水樹脂用于堵漏的優(yōu)點如下(1)超強吸水樹脂吸水后形成粘彈性體，在一定的壓力下可發(fā)生變形，對大縫、大孔作用效果比較好，而且不受孔隙和裂縫形狀的限制。封堵時間短，漏失量少，只要選擇了合適粒徑的吸水樹脂、加量及注入壓力，一般均能在很短的時間內(nèi)見到效果。(2)承壓效果好，至少承受4MPa以上的壓力。C3)在封堵漏層時，可以根據(jù)需要來選擇吸水樹脂顆粒的粒徑。應(yīng)盡量選擇細(xì)粒徑的超強吸水樹脂，因為細(xì)顆粒容易侵入漏失通道深層，形成的封堵屏蔽帶比較長，因此封堵效果和承壓能力會比較好。在實際操作時，我們可以先注入細(xì)粒徑的超強吸水樹脂進(jìn)行初步封堵，再注入合適粒徑的吸水樹脂再次封堵裂隙，這樣會更好的完善封堵效果。(4)當(dāng)超強吸水樹脂吸水膨脹后需要進(jìn)行反向處理時，只需將鹽水泵到井內(nèi)，鹽水與膨脹聚合物接觸就會使聚合物破碎而釋放出已吸收的大部分水，這樣就能將已膨脹的聚合物清洗出地層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種超強吸水樹脂的堵漏工藝，該超強吸水樹脂的堵漏工藝能完成對深處漏層的堵漏，且堵漏效果好，堵漏時間長，操作過程簡單，降低了堵漏成本。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種超強吸水樹脂的堵漏工藝，包括以下步驟(a)通過鉆具鉆至漏層處；(b)將土漿與超強吸水樹脂加水進(jìn)行混合制得堵漏漿；(c)將堵漏漿注入漏層；(d)接著打入泥漿頂空，提升光鉆桿至一定位置，靜止候凝；(e)注入水泥漿，憋壓候凝一段時間，從而完成堵漏過程。所述步驟(a)中，鉆具為光鉆桿。所述步驟(b)中，土漿質(zhì)量占堵漏漿總質(zhì)量的10%。所述步驟(b)中，超強吸水樹脂質(zhì)量占堵漏漿總質(zhì)量的2%。
所述步驟(b)中，通過泵將堵漏漿注入漏層。所述步驟(d)中，靜止候凝時間為5小時。所述步驟(e)中，憋壓候凝時間為16小時。綜上所述，本發(fā)明的有益效果是能完成對深處漏層的堵漏，且堵漏效果好，堵漏時間長，操作過程簡單，降低了堵漏成本。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實施方式不僅限于此。實施例本發(fā)明涉及的一種超強吸水樹脂的堵漏工藝，其具體步驟如下(a)通過鉆具鉆至漏層處；(b)將土漿與超強吸水樹脂加水進(jìn)行混合制得堵漏漿；(c)將堵漏漿注入漏層；(d)接著打入泥漿頂空，提升光鉆桿至一定位置，靜止候凝；(e)注入水泥漿，憋壓候凝一段時間，從而完成堵漏過程。所述步驟(a)中，鉆具為光鉆桿。所述步驟(b)中，土漿質(zhì)量占堵漏漿總質(zhì)量的10%。
所述步驟(b)中，超強吸水樹脂質(zhì)量占堵漏漿總質(zhì)量的2%。所述步驟(b)中，通過泵將堵漏漿注入漏層。所述步驟(d)中，靜止候凝時間為5小時。所述步驟(e)中，憋壓候凝時間為16小時。上述方法能完成對深處漏層的堵漏，且堵漏效果好，堵漏時間長，操作過程簡單， 降低了堵漏成本。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)，對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種超強吸水樹脂的堵漏工藝，其特征在于，包括以下步驟(a)通過鉆具鉆至漏層處；(b)將土漿與超強吸水樹脂加水進(jìn)行混合制得堵漏漿；(c)將堵漏漿注入漏層；(d)接著打入泥漿頂空，提升光鉆桿至一定位置，靜止候凝；(e)注入水泥漿，憋壓候凝一段時間，從而完成堵漏過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超強吸水樹脂的堵漏工藝，其特征在于，所述步驟(a) 中，鉆具為光鉆桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超強吸水樹脂的堵漏工藝，其特征在于，所述步驟(b) 中，土漿質(zhì)量占堵漏漿總質(zhì)量的10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超強吸水樹脂的堵漏工藝，其特征在于，所述步驟(b) 中，超強吸水樹脂質(zhì)量占堵漏漿總質(zhì)量的2%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超強吸水樹脂的堵漏工藝，其特征在于，所述步驟(b) 中，通過泵將堵漏漿注入漏層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超強吸水樹脂的堵漏工藝，其特征在于，所述步驟(d) 中，靜止候凝時間為5小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超強吸水樹脂的堵漏工藝，其特征在于，所述步驟(e) 中，憋壓候凝時間為16小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超強吸水樹脂的堵漏工藝。該一種超強吸水樹脂的堵漏工藝包括通過鉆具鉆至漏層處；將土漿與超強吸水樹脂加水進(jìn)行混合制得堵漏漿；將堵漏漿注入漏層；接著打入泥漿頂空，提升光鉆桿至一定位置，靜止候凝；注入水泥漿，憋壓候凝一段時間，從而完成堵漏過程等步驟。本發(fā)明能完成對深處漏層的堵漏，且堵漏效果好，堵漏時間長，操作過程簡單，降低了堵漏成本。
文檔編號E21B33/138GK102465681SQ201010558698
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者常萍 申請人:常萍