專(zhuān)利名稱(chēng)：油井炮眼樹(shù)脂小球封堵劑及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鉆井組合物鄰域，特別涉及油井炮眼樹(shù)脂小球封堵劑及其制法。
我國(guó)的石油開(kāi)采，有80%的原油是靠往油藏中注水而采出的。一個(gè)油藏往往由許多油層組成，由于各油層間滲透性的差異，注入水將沿高滲透層突進(jìn)，造成油井過(guò)早地水淹。為了使?jié)B透率較低的油層的原油開(kāi)采出來(lái)，人們采用化學(xué)藥劑將高滲透水淹層進(jìn)行封堵，使油井恢復(fù)正常生產(chǎn)。
到目前為止，人們提出的封堵水淹層的化學(xué)藥劑有兩種類(lèi)型[1]高分子材料(如聚丙烯酰胺及其衍生物)和交聯(lián)劑，在油層內(nèi)形成凝膠;[2]用兩種化學(xué)藥物在油層內(nèi)形成固體沉淀(如水玻璃加氯化鈣)。其特點(diǎn)是用凝膠或固體沉淀將油層內(nèi)的孔道堵死。上述兩種類(lèi)型的方法，在一定條件下可以達(dá)到堵水的目的，但化學(xué)藥劑的用量都在1噸以上。而且第[1]類(lèi)型，凝膠強(qiáng)度有限，當(dāng)油井的生產(chǎn)壓差超過(guò)4MPa時(shí)，凝膠會(huì)從油層中吐出而使堵水失效;第[2]種類(lèi)型必須兩種藥物分開(kāi)注入，中間注入柴油作隔離液。在注入過(guò)程中，隨注入半徑的擴(kuò)大，隔離液變薄，第二種藥劑穿過(guò)隔離液與第一種藥劑相遇然后才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成固體沉淀。油層孔隙的復(fù)雜性，使兩種藥劑不能充分接觸，只有部分接觸起堵塞作用。上述兩種方法在技術(shù)上雖然可行，但藥物費(fèi)均很大(超過(guò)萬(wàn)元)。第[1]種不能滿(mǎn)足油井大壓差生產(chǎn)的要求;第[2]種不僅存在藥物的浪費(fèi)，而且施工工藝復(fù)雜，因而使其廣泛應(yīng)用受到了限制。
美國(guó)專(zhuān)利US3842905是油井注水泥用的塞子，它為油井注水泥提供了一種專(zhuān)用工具。該專(zhuān)利主要介紹帶泄壓孔塞子的結(jié)構(gòu)及其制法。塞子外殼是鉛制的，內(nèi)填料是環(huán)氧樹(shù)脂和鉛粉，環(huán)氧樹(shù)脂僅作為鉛粉的粘結(jié)劑，不是堵塞劑。
本發(fā)明的目的在于提供一種油井炮眼樹(shù)脂小球封堵劑及其制法，該封堵劑用量少、堵塞強(qiáng)度高、封堵工藝簡(jiǎn)單易于施工。
本發(fā)明目的是這樣達(dá)到的將配入軟化劑和固化劑的環(huán)氧樹(shù)脂加入分散介質(zhì)中制成樹(shù)脂小球，在該樹(shù)脂小球成膠后和固化前注入炮眼內(nèi)，所說(shuō)的樹(shù)脂小球封堵劑的組分及含量比例如下環(huán)氧樹(shù)脂100克，鄰苯二甲酸二丁脂15～25毫升，乙二胺20～35毫升，0.8～1.2(重量)%聚丙烯酰胺的水溶液0.8～1.5公斤，用此樹(shù)脂小球封堵劑堵塞油井炮眼，就可達(dá)到本發(fā)明的目的了。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
附

圖1是油井炮眼示意圖，附圖2是堵炮眼模擬試驗(yàn)圖，附圖3是油井結(jié)構(gòu)及堵炮眼施工示意圖。
油井炮眼是用高能射孔彈金屬套管和固定套管的水泥射穿形成的孔眼，它是疏體由油層流向油井的喉道。在附圖1中，1代表套管，2為水泥，3是油層，4是炮眼，5是井筒。樹(shù)脂小球封堵劑著眼點(diǎn)在于封堵油井的炮眼，只要把炮眼牢牢堵死，水就不會(huì)進(jìn)入油井。為滿(mǎn)足油井在6～7Mpa壓差下生產(chǎn)的需要，炮眼封堵后所能承受的壓差應(yīng)大于8Mpa，因此，油井炮眼封堵劑選用高強(qiáng)度環(huán)氧樹(shù)脂作為主要原料。
環(huán)氧樹(shù)脂是一種粘稠的物質(zhì)，當(dāng)加入適量的軟化劑(液態(tài)二丁脂)和固化劑(液態(tài)乙二胺)之后，可形成流動(dòng)性較好的液體。利用環(huán)氧樹(shù)脂不與水混溶的特性，將它以攪拌的方式分散到聚丙烯酰胺水溶液中，被分散的環(huán)氧樹(shù)脂形成液珠。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，在固化劑的作用下，樹(shù)脂分子間逐步交聯(lián)，液珠狀的樹(shù)脂變?yōu)檎硰椥孕∏?。聚丙烯酰胺水溶液既是環(huán)氧樹(shù)脂造球的分散介質(zhì)，又是將樹(shù)脂小球送進(jìn)炮眼的攜帶液。在注入過(guò)程中，攜帶液進(jìn)入油層，而樹(shù)脂小球被過(guò)濾而堆積在炮眼中，在壓力作用下，粘彈性小球被壓實(shí)，隨時(shí)間的延長(zhǎng)而進(jìn)一步固化，在炮眼中形成堅(jiān)硬的栓塞而將炮眼堵死，從而達(dá)到堵水的目的。
為了使環(huán)氧樹(shù)脂在造球過(guò)程中不發(fā)生聚併和下沉，所用的水是增粘水，即在水中溶有0.8～1.2(重量)%的聚丙烯酰胺，使其溶液粘度達(dá)到(4～5)×103毫帕·秒，這種聚丙烯酰胺水溶液在制造小球時(shí)稱(chēng)為分散介質(zhì)。
關(guān)于樹(shù)脂小球的組成與含量比例如下環(huán)氧樹(shù)脂100克，鄰苯二甲酸二丁脂15～25毫升，乙二胺20～35毫升，0.8～1.2(重量)%的聚丙烯酰胺水溶液0.8～1.5公斤。
以上環(huán)氧樹(shù)脂是主料;鄰苯二甲酸二丁脂是軟化劑，可增加樹(shù)脂小球的韌性和粘結(jié)能力;乙二胺是固化劑。
樹(shù)脂小球的形成需要一定的溫度，低于20℃時(shí)，成球時(shí)間太長(zhǎng)(大于24小時(shí))，高于45℃時(shí)，又不利于操作，并且分散介質(zhì)粘度下降，影響小球的形成，造球溫度控制在30～45℃為宜。
影響小球粒徑大小的主要因素是樹(shù)脂與分散介質(zhì)的配比，試驗(yàn)結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)，樹(shù)脂與分散介質(zhì)的配比越大，則小球粒徑也越大。在35℃，分散介質(zhì)粘度為4×103毫帕·秒的條件下，不同配比所形成的小球粒徑如下分散介質(zhì)(公斤)環(huán)氧樹(shù)脂(公斤)小球粒徑(毫米)100.8<1101.01～2101.22～4101.54～6在以上配比，即分散介質(zhì)為10公斤時(shí)，環(huán)氧樹(shù)脂為0.8～1，5公斤，小球粒徑為＜1毫米到4～6毫米，皆適于作封堵炮眼用。
關(guān)于成膠與固化時(shí)間的控制。影響成膠與固化時(shí)間的因素主要是環(huán)境溫度和固化劑用量。當(dāng)環(huán)境溫度一定時(shí)，固化劑的用量可控制成膠和固化時(shí)間。下面給出35℃時(shí)，不同的固化劑用量下的成膠與固化時(shí)間環(huán)氧樹(shù)脂g二丁脂ml乙二胺ml成膠時(shí)間h固化時(shí)間h1002020104810020258321002030714100203569注1.成膠時(shí)間-自固化劑加入至樹(shù)脂由液珠開(kāi)始形成粘彈膠粒的時(shí)間;2.固化時(shí)間-自固化劑加入至樹(shù)脂呈固體顆粒的時(shí)間。
樹(shù)脂小球要在成膠后和固化前的這段時(shí)間內(nèi)注入炮眼。注入太早，樹(shù)脂有流動(dòng)性會(huì)擠入油層，不能在炮眼處形成栓塞;注入太晚，樹(shù)脂成固體顆粒，失去粘結(jié)能力，也不能在炮眼內(nèi)形成栓塞。
關(guān)于本發(fā)明樹(shù)脂小球的制法如下1)按用量配制聚丙烯酰胺水溶液，其濃度為0.8～1.2(重量)%，粘度為(4～5)×103毫帕·秒;
2)根據(jù)施工的時(shí)間要求選擇環(huán)氧樹(shù)脂、鄰苯二甲酸二丁脂和乙二胺的配比，每100克環(huán)氧樹(shù)脂配入鄰苯二甲酸二丁脂15～25毫升，乙二胺20～35毫升，作成環(huán)氧樹(shù)脂組合物;
3)將配好的環(huán)氧樹(shù)脂組合物緩緩加入攪拌著的配好的聚丙烯酰胺水溶液中，使其分散均勻;
4)將配好的組合物溶液放入恒溫箱內(nèi)(35～45℃)，定期觀(guān)察小球的情況，當(dāng)形成粘彈性小球時(shí)，即可由聚丙烯酰胺水溶液攜帶向油井注入。
為了證實(shí)本發(fā)明的實(shí)用性，作了堵炮眼模擬試驗(yàn)。油井炮眼是用高能射孔彈將金屬套管和固定套管的水泥射穿形成的孔眼，是流體由油層流向油井的喉道。附圖1是油井炮眼示意圖，其中，1是套管，2是水泥，3是油層，4是炮眼，5是油井。依照上述油井的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了堵炮眼模擬試驗(yàn)裝置，如附圖2。其中，11是模擬套管兼做貯罐，12是水泥，13是膠結(jié)石英砂，作為模擬油層，14是炮眼，Φ10×100毫米，15是攜帶液加上樹(shù)脂小球，16是經(jīng)油層過(guò)濾的攜帶液。圖中模擬炮眼14是用一個(gè)內(nèi)徑為32毫米，長(zhǎng)為200毫米的金屬管，內(nèi)裝膠結(jié)石英砂代替油層，一端填有水泥，鉆一個(gè)Φ10×100mm孔代替炮眼。模擬炮眼14與模擬套管11用絲扣連接，當(dāng)向貯有樹(shù)脂小球的模擬套管11內(nèi)加壓時(shí)，樹(shù)脂小球被液體帶入炮眼，攜帶液通過(guò)模擬油層流出，流入容器內(nèi)。
關(guān)于油井炮眼封堵施工程序。圖3給出了油井結(jié)構(gòu)及堵炮眼施工示意圖。其中，31是油管，32是封隔器，33是配產(chǎn)器，34是單流閥，35是套管，36是炮眼，37是套管閘門(mén)，38是油管閘門(mén)，39是管線(xiàn)，40是泵車(chē)，41是推帶液罐車(chē)，42是水罐車(chē)，43是樹(shù)脂小球貯存管，44是加料器，45是封堵層，46是出油層(保護(hù)層)。
封堵炮眼的施工程序是1)油井內(nèi)下入封堵炮眼的管柱，該管柱由油管31、封隔器32、配產(chǎn)器33、和單向閥34組成;
2)油管31內(nèi)加壓，使封隔器32脹開(kāi)，將油套管環(huán)形空間封死;
3)打撈配產(chǎn)器33中的芯子，即可使配產(chǎn)器與待封堵層連通;
4)將樹(shù)脂小球裝入貯存管43中;
5)用泵車(chē)40向油井內(nèi)注入一定量的0.8～1.2(重量)%聚丙烯酰胺水溶液將樹(shù)脂小球攜入管線(xiàn)，再用該溶液將樹(shù)脂小球送至封堵層位。整個(gè)注入過(guò)程中，液體進(jìn)入地層，而小球?qū)⑴谘鄱滤?。保持壓?5Mpa，關(guān)井24小時(shí)，待小球壓實(shí)固化。
6)將施工管柱換為生產(chǎn)管柱，油井轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。
本發(fā)明封堵劑由于只將炮眼封堵所以能節(jié)約大量封堵藥劑，封堵后能滿(mǎn)足油井大壓差生產(chǎn)的要求，施工工藝簡(jiǎn)單，使于推廣。
權(quán)利要求
1.一種油井炮眼樹(shù)脂小球封堵劑，其特征在于所說(shuō)的封堵劑的組成與含量比例如下環(huán)氧樹(shù)脂100克，鄰苯二甲酸二丁酯15～25毫升，乙二胺20～35毫升，0.8～1.2(重量)%聚丙烯酰胺水溶液0.8～1.5公斤。
2.如權(quán)利要求1所說(shuō)的油井炮眼樹(shù)脂小球封堵劑的制造方法，其特征在于a)按用量配制聚丙烯酰胺水溶液，其濃度為0.8～1.2(重量)%，粘度為(4～5)×103毫帕·秒;b)根據(jù)施工的時(shí)間要求選擇環(huán)氧樹(shù)脂、鄰苯二甲酸二丁脂和乙二胺的配比，每100克環(huán)氧樹(shù)脂配入鄰苯二甲酸二丁脂15～25毫升，乙二胺20～35毫升，作成環(huán)氧樹(shù)脂組合物;c)將配好的環(huán)氧樹(shù)脂組合物緩緩加入攪拌著的配好的聚丙烯酰胺水溶液中，使其分散均勻;d)將配好的組合物溶液放入恒溫箱內(nèi)(35～45℃)，定期觀(guān)察小球的情況，當(dāng)形成粘彈性小球時(shí)即可向油井注入。
全文摘要
本發(fā)明涉及油井炮眼樹(shù)脂小球封堵劑。將配入軟化劑和固化劑的環(huán)氧樹(shù)脂加入分散介質(zhì)中制成樹(shù)脂小球，在該樹(shù)脂小球成膠后和固化前注入炮眼內(nèi)，即可將高滲透水淹層封堵，使油井恢復(fù)正常生產(chǎn)。本發(fā)明封堵劑由于只將炮眼封堵，所以能節(jié)約大量封堵藥劑，封堵后能滿(mǎn)足油井大壓差生產(chǎn)的要求，施工工藝簡(jiǎn)單，便于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)E21B33/12GK1070937SQ9211269
公開(kāi)日1993年4月14日 申請(qǐng)日期1992年11月4日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月4日
發(fā)明者高振環(huán), 陳靜惠, 王玉山, 孫玉珠 申請(qǐng)人:大慶石油學(xué)院