一種用于封隔油氣的高溫流體段塞膠液及其應用
【技術領域】
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[0001]本發(fā)明涉及油氣田鉆井及井下作業(yè)領域，特別適用于高溫、高汽油比、涌漏同存的復雜油井，可替代井下套管閥。
【背景技術】
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[0002]南堡潛山裂縫性發(fā)育、氣油比高，常規(guī)鉆井技術條件下漏噴同存，復雜事故多，地質(zhì)目的難以實現(xiàn)，井控風險嚴峻，鉆井成本較高。實施欠平衡鉆井技術后，有效降低了潛山鉆井液漏失，減少了儲層污染，降低了復雜事故率，顯示了無可比擬的優(yōu)勢，為確保從打開油層至完井結束整個過程井下都處于欠平衡狀態(tài)，進一步降低井漏，實現(xiàn)全過程儲層保護，通常在起下鉆、完井作業(yè)時采用安裝不壓井裝置、套管閥等方式，但二者均存在不同程度的缺點:不壓井起下鉆裝置需要大量時間安裝設備，使用過程中也需要大量時間實現(xiàn)起鉆和下鉆作業(yè)。井下套管閥主要靠進口，成本較高，鉆井過程也會因為井斜等原因，鉆具對其損害致使控制系統(tǒng)失靈。目前國內(nèi)已有多家油田采用流體段塞技術阻隔地層油氣上竄，該技術可確保段塞上部安全作業(yè)，同時在段塞下部形成較穩(wěn)定的壓力系統(tǒng)，減少或避免井漏、溢流復雜發(fā)生，在降低作業(yè)風險，提高儲層保護效果發(fā)面，取得了較好的效果，但該流體段塞應用溫度大多在90°C左右，無法滿足冀東南堡潛山150°C高溫油藏之需要。
[0003]本發(fā)明針對潛山井裂縫發(fā)育，氣油比高，安全密度窗口窄和溫度高等特點，研制了抗150°C以上高溫流體段塞，并研究了其應用工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明的目的是提供一種可抗150°C的高溫流體段塞膠液，隔離段塞上部鉆井液或壓井液，避免其與儲層接觸造成液相、固相污染，同時阻隔下部儲層油氣上竄，為段塞上部井段起下鉆、完井施工提供安全的井筒環(huán)境，降低作業(yè)井控風險。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供所述高溫流體段塞膠液配制工藝
[0006]本發(fā)明的再一目的在于提供所述高溫流體段塞膠液應用工藝
[0007]一、本發(fā)明采用的技術方案是:
[0008]高溫流體段塞膠液由主劑、雙級交聯(lián)劑、除氧劑、酸堿調(diào)節(jié)劑、水組成，各組分包括:
[0009]1、主劑:改性甲基磺酸鹽；
[0010]2、雙級交聯(lián)劑:有機硼類，三烯丙基異氰尿酸酯，二丙烯酸鋅等成分復配；
[0011]3、酸堿調(diào)節(jié)劑:二硝基苯甲酸；
[0012]4、除氧劑:亞硫酸鈉；
[0013]5、水。
[0014]高溫流體段塞膠液，各組分質(zhì)量百分比為:
[0015]1、主劑:改性甲基磺酸鹽，質(zhì)量百分比0.1%-0.3% ；
[0016]2、雙級交聯(lián)劑:有機硼類，三烯丙基異氰尿酸酯，二丙烯酸鋅等成分復配，質(zhì)量百分比 0.05%-0.3% ；
[0017]3、酸堿調(diào)節(jié)劑:二硝基苯甲酸，質(zhì)量百分比0.10%-0.40% ；
[0018]4、除氧劑:亞硫酸鈉，質(zhì)量百分比為0.01%-0.2%。
[0019]其余為水
[0020]另外，清洗劑為前置液，在注入高溫流體段塞膠液前，注入清洗液清洗套管內(nèi)壁泥漿污染，為高溫流體段塞提供良好的井筒環(huán)境。
[0021]高效快速破膠劑主要成分為過硫酸胺類，當需要破膠時，注入該藥品后可快速使高溫流體段塞破膠成為較稀的液體。也可采用鉆頭切削破膠，將高溫流體段塞破膠成小塊膠體，隨鉆井液排出井筒。
[0022]二、高溫流體段塞制備工藝:
[0023]1、制備設備:帶有攪拌器的配液罐、與水源、井筒連接的地面管線。
[0024]2、制備方法:根據(jù)實施位置井筒尺寸，以注入長度范圍為200-300m計算高溫流體段塞井內(nèi)所需量，并加上罐內(nèi)殘留量?，F(xiàn)場連接配液罐與水源間管線，泵入井場水。打開攪拌器，采用人工加藥方式按設計配方依次加入主劑、雙級交聯(lián)劑、除氧劑、酸堿調(diào)節(jié)劑，攪拌30-60分鐘，至膠液均勻即可。
[0025]三、高溫流體段塞現(xiàn)場施工工藝:
[0026]1、起鉆具至高溫流體段塞預計實施井段底部，同時完成高溫流體段塞膠液的配制。
[0027]2、在水泥車、鉆具之間連接管線，建立清洗劑流動通道，并進行試壓。試壓合格后，在水泥車罐中配置清洗液，其中清洗劑體積百分比為6%-10%，其余為水,待清洗劑與水混配均勻，即可通過管線注入井筒內(nèi)，清洗套管內(nèi)壁泥漿污染。
[0028]3、連接高溫流體段塞膠液配液罐、水泥車間管線，建立高溫流體段塞膠液流動通道，并進行試壓。試壓合格后，將配液罐中的膠液抽至水泥車，進而泵至井筒內(nèi)，根據(jù)地層壓力情況選擇合適密度的鉆井液或壓井液頂替膠液，鉆井液或壓井液的泵入量須精確計算，確保膠液頂替至設計位置，且鉆具內(nèi)需留有約300米的膠液，以防止鉆井液或壓井液混入膠液中。
[0029]4、起鉆至段塞頂部，小排量循環(huán)清洗鉆具，后靜止等待，高溫下膠液間各藥品相互作用，約150-300分鐘成膠，且溫度越高，成膠越快，膠體強度越大，形成的高溫流體段塞粘度較高，套管粘附作用較強，防氣竄能力較強，從而在上部鉆井液或壓井液與下部儲層間形成良好屏障，達到保護儲層，同時降低作業(yè)井控風險的目的。
[0030]5、起下鉆或完井作業(yè)完成后，即可分段注入高效快速破膠劑進行破膠。破膠劑與高溫流體段塞體積百分比為1:50，與水的體積比為1:50，約2h破膠成粘度較低的液體。[0031 ] 高溫流體段塞成膠過程及性能如下:
[0032]1、地面攪拌30分鐘，膠液即進行第一次成膠，粘度約2000mpa.S。此時的膠液可起到稠漿掃塞的作用，進一步清除井壁泥漿污染。
[0033]2、泵入井筒過程中，受溫度影響，膠液粘度瞬時降低，約100mpa.s,降低了泵注壓力高困難。
[0034]3、注入井內(nèi)后，在高溫下靜止約180分鐘后，膠液迅速進行二次成膠，粘度迅速上升到1000mpa.S，隨著時間的增長粘度不斷增加，膠體牢固地附著在套管內(nèi)壁。
[0035]4、高溫流體段塞能夠在150°C井溫下90h保持穩(wěn)定的性能，在此期間，膠體粘度不斷上升，90h后膠體逐漸自然降解。
[0036]具體實施實例:
[0037]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0038]實施例1 2012年8月，高溫流體段塞在冀東油田南堡XX井應用。
[0039]南堡XX井四開實施欠平衡鉆井工藝，欠平衡鉆井施工過程中井涌、漏失較為嚴重，起下鉆作業(yè)面臨嚴峻的井控風險。高溫流體段塞實施井段最高井溫為151.4°C，井斜為41.6° -55.6°，應用高溫流體段塞技術后，井漏、井涌問題得到了有效控制，較好地保證了該井起下鉆施工的順利實施。
[0040]配制過程:
[0041]準備帶有攪拌器的配液罐，各組分質(zhì)量百分比為:
[0042]主劑，用量0.3%，雙級交聯(lián)劑，用量0.25%，酸堿調(diào)節(jié)劑，用量0.35%，除氧劑，用量0.15%，其余為現(xiàn)場水。
[0043]現(xiàn)場施工過程:連接地面管線，并試壓合格。
[0044]1、起鉆至7in懸掛尾管鞋以上150m，在水泥車罐中配置清洗液，清洗劑的體積