一种裂缝封堵固结剂、制备方法及裂缝封堵的方法与流程

[0001]
本发明涉及煤层气开发技术领域，特别涉及一种裂缝封堵固结剂、制备方法及裂缝封堵的方法。


背景技术：

[0002]
煤是由植物遗体经过复杂的生物、地球化学和物理化学作用转变而成的一种多孔介质，具有发达的割理-裂缝孔隙系统且煤层非均质性强。煤层气的产出是一个排水降压的过程，需要对煤层实施压裂作业，但在压裂中易出现压裂窜层的现象，造成裂缝延伸有限和储层改造不充分等问题。在生产过程中，这部分井因煤层改造有限，并且生产潜力较小，在生产一段时间后，产气量下降幅度大或者不再产气。
[0003]
为了提高煤层气井单井产量，需要采取煤层重复压裂改造工艺，但是重复压裂存在煤层漏失严重、压裂液与支撑剂沿原有裂缝推进等问题，而导致不能很好地达到煤层重新压裂的改造目的、低效井的治理效果不明显和无法达到低效井综合治理的要求。


技术实现要素：

[0004]
鉴于上述问题，本发明提出了一种裂缝封堵固结剂、制备方法及裂缝封堵的方法，以便解决或者部分解决上述问题。
[0005]
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0006]
本发明的一个方面，提供了一种裂缝封堵固结剂，按照质量百分比计，所述固结剂的原料组分包括：76～82％的油井水泥、8～12％的超细水泥、5～8％的微硅粉和4～8％的微米级堵漏剂。
[0007]
优选地，所述油井水泥为g级油井水泥。
[0008]
优选地，所述微硅粉为固井用微硅粉，粒径在0.45μm以内。
[0009]
优选地，所述微米级堵漏剂选用随钻堵漏剂。
[0010]
优选地，所述超细水泥的粒径范围在0.2～20μm。
[0011]
本发明另一个方面，公开一种裂缝封堵固结剂的制备方法，所述制备方法包括：
[0012]
按照质量百分比计，76～82％的油井水泥、8～12％的超细水泥、5～8％的微硅粉和4～8％的微米级堵漏剂混合，搅拌均匀，制成所述固结剂。
[0013]
优选地，所述油井水泥选用g级油井水泥。
[0014]
优选地，所述微硅粉选用固井用微硅粉，粒径在0.45μm以内；所述微米级堵漏剂选用随钻堵漏剂；所述超细水泥的粒径范围控制在0.2～20μm。
[0015]
本发明再一个方面，公开一种煤层气井裂缝封堵的方法，该方法包括：将上述所述的固结剂按照预设比例与水混合使用，混合所得浆液注入井筒用于封堵井筒裂缝，混合用水与所述固结剂混合质量比为0.4～0.5。
[0016]
优选地，该方法还包括：在将混合所得浆液注入井筒，并等候预定凝结时间至井筒达到预设压力后，重新压裂煤层气井形成新的裂缝。
[0017]
综上所述，本发明的有益效果是：
[0018]
本发明中的裂缝封堵固结剂与水混合后注入井筒内，能够在漏失性地层建立基本骨架，并且其中的固相颗粒可以在骨架上填充，形成堵塞隔墙，从而阻止浆液的漏失，迅速形成结实的堵塞，提高易漏失地层的承压能力，满足低压易漏失煤层的封堵要求。本发明中的裂缝封堵固结剂具有生产成本低和裂缝封堵效果好的优点。
具体实施方式
[0019]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]
实施例1
[0021]
本发明一个实施例中提供了一种裂缝封堵固结剂，按照质量百分比计，该固结剂的原料组分包括：76～82％的油井水泥、8～12％的超细水泥、5～8％的微硅粉和4～8％的微米级堵漏剂。本发明中的固结剂与水混合，配制出封堵浆，然后注入需封堵井段，封堵浆可由较大裂缝挤入微细裂缝，进行胶结固化，形成高强度封堵带。
[0022]
裂缝封堵固结剂的组成原料中，油井水泥的主要作用是对裂缝周围的岩层胶结封固。超细水泥是高性能超微粒水泥基灌浆材料，它具有与有机化学灌浆液相似的良好渗透性和可灌性、更高的强度和耐久性和环保性。且超细水泥比有机化学灌浆液价格便宜，灌浆后不会老化，经济性高。微硅粉能够填充水泥颗粒间的孔隙，同时与水化产物生成凝胶体，与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体。本实施例中在水泥中掺入适量的微硅灰，可以显著提高水泥的抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。微米级堵漏剂的粒径为微米级，可实现对微裂缝的封堵。
[0023]
综上，本实施例中的裂缝封堵固结剂与水混合制备成封堵浆后，注入井筒内，能够在漏失性地层建立基本骨架，使固结剂中的油井水泥和超细水泥固相颗粒填充在已形成的网络骨架上，进一步形成封堵隔墙，从而阻止封堵浆的漏失，迅速形成结实的堵塞，提高易漏失地层的承压能力，满足低压易漏失煤层的封堵要求。另外，本实施例中的裂缝封堵固结剂使用于封堵煤层中的裂缝后，在对煤层进行再压裂时，可使煤层形成新的裂缝，进而实现再压裂的目的。
[0024]
优选地，油井水泥为g级油井水泥。g级油井水泥分为中抗硫(msr)和高抗硫(hsr)两种类型，适用于从地面到3500米及更深井的油、气固井工程，具有良好的化学、物理性能。g级油井水泥能和各种类型的外加剂混合使用，在固井的温度和压力条件下，所配成的水泥浆在注井过程中，有良好的可泵性，较快实现凝结，并短期内达到相当的强度，硬化的水泥石具有良好的稳定性和抗渗性，对地层水中的侵蚀性介质有足够的耐蚀性。
[0025]
优选地，微硅粉为固井用微硅粉，粒径在0.45μm以内。本实施例中，固井用微硅粉可以提高水泥石强度和水泥浆的防渗透性，具有保水、防止离析、降低泵送阻力的作用。并且可以显著延长气井或油井的使用寿命，特别是在氯盐污染侵蚀、硫酸盐侵蚀、高湿度等恶劣环境下。
[0026]
优选地，微米级堵漏剂选用随钻堵漏剂。随钻堵漏剂能有效封堵不同性质的漏失
地层，快速有效的封堵裂缝。
[0027]
优选地，超细水泥的粒径范围在0.2～20μm，该粒径下的超细水泥可流入微缝中实现封堵。
[0028]
实施例2
[0029]
本发明一个实施例中公开一种裂缝封堵固结剂的制备方法，制备方法包括：
[0030]
按照质量百分比计，76～82％的油井水泥、8～12％的超细水泥、5～8％的微硅粉和4～8％的微米级堵漏剂混合，搅拌均匀，制成固结剂。其中，可以将原料按照比例放入搅拌机或搅拌车中进行搅拌。
[0031]
优选地，油井水泥选用g级油井水泥。
[0032]
优选地，微硅粉选用固井用微硅粉，粒径在0.45μm以内；微米级堵漏剂选用随钻堵漏剂；超细水泥的粒径范围控制在0.2～20μm。
[0033]
在一个实施例中，将76％的油井水泥、12％的超细水泥、8％的微硅粉、4％的微米级堵漏剂混合搅拌均匀，制备成固结剂。
[0034]
在一个实施例中，将79％的油井水泥、9％的超细水泥、7％的微硅粉、5％的微米级堵漏剂混合搅拌均匀，制备成固结剂。
[0035]
在一个实施例中，将82％的油井水泥、8％的超细水泥、5％的微硅粉、8％的微米级堵漏剂混合搅拌均匀，制备成固结剂。
[0036]
实施例3
[0037]
本发明一个实施例中公开一种煤层气井裂缝封堵的方法，该方法包括：将上述固结剂按照预设比例与水混合使用，混合所得浆液注入井筒用于封堵井筒裂缝，混合用水与固结剂混合质量比为0.4～0.5。固结剂与水进行混合的方式可以为多种，比如可以在车间里进行混合，得到封堵浆，然后通过施工车辆拉倒施工井口，进行浆液注入。为提高裂缝封堵现场施工的成功率，封堵浆在施工现场也可以使用固井泵车边配制边注入的方式，进行连续挤注，进而减少封堵浆配制后到挤入煤层的时间，提高煤层挤入封堵浆的体积和固结后质量，提高对裂缝封堵的成功率。
[0038]
在一个实施例中，将79％的级油井水泥、9％的超细水泥、7％的微硅粉、5％的微米级堵漏剂搅拌混合均匀，制备成固结剂，然后利用固井泵车配制封堵浆，配浆时的水灰比(水的质量/固结剂的质量)0.48，通过泵入的方式将封堵浆注入待封堵井段，共用封堵浆7.7m
3
，封堵浆平均密度为1.88g/cm
3
。注入浆液完成后，候凝72h，然后钻通井筒。测试压为10mpa，稳压30min后，压力下降为0，则满足后续施工要求。
[0039]
优选地，该方法还包括：在将混合所得浆液注入井筒，并等候预定凝结时间至井筒达到预设压力后，重新压裂煤层气井形成新的裂缝。
[0040]
煤层气井裂缝封堵的方法具体包括以下步骤：
[0041]
步骤1，井筒准备阶段，起出原井管柱，清洁井筒，保证井筒的畅通。
[0042]
步骤2，试挤水，根据煤层的吸水量，确定封堵浆的用量。
[0043]
步骤3，通过挤灰管，向井筒内依次注入封堵前置液、封堵浆和顶替液，带压候凝预设时间，封堵煤层中的裂缝。
[0044]
步骤4，在对裂缝进行封堵后，利用已封堵煤层或新选煤层射孔段，沿最大主应力方向对煤层进行射孔。
[0045]
步骤5，对封堵后的煤层进行再压裂，使煤层形成新的裂缝网络。
[0046]
综上，本实施例中的煤层气井裂缝封堵的方法在煤层重复压裂时，可形成新的裂缝网络，有效防止煤层漏失以及压裂液与支撑剂沿原有裂缝推进情形的发生，提高了压裂施工的效率和增大了煤层改造的体积，该方法具有施工周期短、成本低和效率高的优点。
[0047]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

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