本發(fā)明涉及油氣井封堵和油氣開采，特別涉及一種適用于井筒完整性套管水泥環(huán)縫隙的修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

1、在油田開發(fā)過(guò)程中，套管和水泥環(huán)損傷是一個(gè)常見的問(wèn)題，通常是由地層水腐蝕、套管磨損、斷裂、螺紋失效、套管缺陷和套管設(shè)備失效引起的。套管和水泥環(huán)的損傷導(dǎo)致環(huán)空帶壓的問(wèn)題日益突出，目前工程上對(duì)環(huán)空帶壓井的處理大多采取規(guī)律性的檢測(cè)、對(duì)氣源和泄漏進(jìn)行診斷和判別、周期性釋放壓力、修井和擠水泥等方法治理。

2、油氣井長(zhǎng)期檢測(cè)放壓，安全隱患巨大，同時(shí)使用擠水泥方法存在一定不足，常規(guī)水泥的粒徑通常在10μm以上，無(wú)法進(jìn)入微裂縫孔隙，且水泥固化后收縮，穩(wěn)定性差，無(wú)法保證長(zhǎng)時(shí)間的作用效果。然而樹脂體系如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂等，由于完全不含固相的特點(diǎn)，能夠深入微裂縫形成范圍更廣的膠結(jié)，同時(shí)樹脂材料也表現(xiàn)出高耐鹽、耐酸和耐油，且抗壓能力強(qiáng)，有效周期長(zhǎng)的特性。

3、發(fā)明專利cn116102845a提供了一種基于石墨烯改性的酚醛樹脂基套管修復(fù)材料及其制備方法，該修復(fù)材料由酚醛樹脂、稀釋劑、石墨烯和交聯(lián)引發(fā)劑組成，通過(guò)在交聯(lián)引發(fā)劑的作用下，石墨烯對(duì)酚醛樹脂進(jìn)行交聯(lián)，交聯(lián)固化后的酚醛樹脂材料形成迷宮效應(yīng)，具有高強(qiáng)度、高模量、耐水解、防腐、長(zhǎng)期穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但該修復(fù)材料黏度高，且含有固相顆粒，無(wú)法進(jìn)入套管微裂縫孔隙，不適用于≤5mm裂縫修復(fù)，同時(shí)該修復(fù)材料只適用于套管修復(fù)，存在應(yīng)用局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決現(xiàn)有修復(fù)技術(shù)對(duì)于套管/水泥環(huán)縫隙封堵效果不佳的問(wèn)題，提供一種適用于井筒完整性套管水泥環(huán)縫隙的修復(fù)方法，可應(yīng)用于套管/水泥環(huán)縫隙尺寸≤5mm的修復(fù)。

2、本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的。

3、一種適用于井筒完整性套管水泥環(huán)縫隙的修復(fù)方法，包括以下步驟：

4、s1.前處理套管或水泥環(huán)縫隙段，充分暴露漏點(diǎn)；

5、s2.通過(guò)連續(xù)油管將表面處理液泵送至漏點(diǎn)處，循環(huán)清洗縫隙，改變套管/水泥環(huán)縫隙表面的潤(rùn)濕性，現(xiàn)場(chǎng)配制修復(fù)封堵漿，泵注所有封堵漿，充分覆蓋漏點(diǎn)，待連續(xù)油管內(nèi)外液面齊平，起連續(xù)油管至修復(fù)封堵漿理論液面上方30-50m處，持續(xù)用表面處理液推擠修復(fù)封堵漿深入漏點(diǎn)，觀察擠注壓力變化情況，記錄擠注量，若擠注壓力達(dá)到設(shè)定壓力(該壓力根據(jù)每口井具體情況而定)，停止擠注，取出全部連續(xù)油管；

6、s3.關(guān)井憋壓侯凝。

7、通過(guò)采用上述技術(shù)方案，通過(guò)表面處理液改變套管/水泥環(huán)縫隙表面的潤(rùn)濕性，提升修復(fù)封堵漿與套管/水泥環(huán)縫隙間接觸能力，保證修復(fù)封堵漿與套管/水泥環(huán)的粘結(jié)效果，同時(shí)修復(fù)封堵漿固化后表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能，確保了修復(fù)效果。

8、進(jìn)一步的，步驟s1中，對(duì)于套管縫隙，采用常規(guī)修井液清洗套管內(nèi)表面，用鉆銑技術(shù)去除套管內(nèi)表面的覆蓋物，充分暴露套管縫隙；對(duì)于水泥環(huán)縫隙，通過(guò)射孔方法在套管表面開孔，開孔位置在水泥環(huán)縫隙位置上部及下部，充分暴露水泥環(huán)縫隙；如套管水泥環(huán)縫隙不在井底，則下放封隔器至漏點(diǎn)下方10-30m，重復(fù)上述套管縫隙/水泥環(huán)縫隙處理方法。

9、更進(jìn)一步的，常規(guī)修井液為水+0.3％羧甲基纖維鈉。

10、進(jìn)一步的，所述表面處理液是由環(huán)氧樹脂、三聚氰胺、油酸、氫氧化鉀、環(huán)氧丙烷和醋酸按照一定比例通過(guò)乳化作用而成。

11、更進(jìn)一步的，所述表面處理液的制備方法如下：將環(huán)氧樹脂、三聚氰胺攪拌混合均勻，升溫至140-160℃，然后加入油酸進(jìn)行反應(yīng)，待體系的環(huán)氧值不再變化，加入氫氧化鉀，真空；升溫至170-190℃，持續(xù)加入環(huán)氧丙烷，繼續(xù)反應(yīng)至反應(yīng)體系內(nèi)壓強(qiáng)為負(fù)壓且壓力不再變化；關(guān)閉加溫，循環(huán)冷卻至體系溫度降低至50-70℃，加入醋酸調(diào)節(jié)體系ph至6-7，得到表面處理液；其中，環(huán)氧樹脂、三聚氰胺、油酸、氫氧化鉀、環(huán)氧丙烷的質(zhì)量比為1:0.0005～0.01:1～3:0.0001～0.01:0.5～1.5。

12、進(jìn)一步的，所述修復(fù)封堵漿是由修復(fù)主劑、固化劑和緩凝劑組成，按照重量計(jì)，各組份用量為：100份修復(fù)主劑、0.5-1.5份固化劑和0-3份緩凝劑。

13、更進(jìn)一步的，所述修復(fù)主劑選用改性雙酚a型環(huán)氧樹脂、石墨烯改性酚醛樹脂、聚氨酯改性環(huán)氧樹脂中的一種或多種。

14、本申請(qǐng)改性雙酚a型環(huán)氧樹脂是按照文獻(xiàn)“低粘度有機(jī)硅改性雙酚a型環(huán)氧樹脂研究”所述方法進(jìn)行改性(孫尚艷；張喜玉；魏瑋；劉曉亞；李小杰.低粘度有機(jī)硅改性雙酚a型環(huán)氧樹脂研究.熱固性樹脂.2022年第5期7-13)；

15、本申請(qǐng)石墨烯改性酚醛樹脂是按照文獻(xiàn)“石墨烯/sio2雜化納米粒子改性酚醛樹脂及其性能”所述方法進(jìn)行改性(李輝.石墨烯/sio2雜化納米粒子改性酚醛樹脂及其性能.現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用.2023年06期)；

16、本申請(qǐng)聚氨酯改性環(huán)氧樹脂是按照文獻(xiàn)“聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的研究”所述方法進(jìn)行改性(胡家朋；熊聯(lián)明；沈震；周韋.聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的研究.南昌航空大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版.2005年第4期20-26)。

17、更進(jìn)一步的，所述固化劑選用二氨基二苯甲烷、二氨基二苯醚、二乙基甲苯二胺、鄰甲苯二胺中的一種或多種。

18、更進(jìn)一步的，所述緩凝劑選用酒石酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙二醇雙縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、有機(jī)磷酸鹽中的一種或多種。

19、更進(jìn)一步的，所述修復(fù)封堵漿常溫黏度為100-200cp，密度為1.0-1.10g/cm3，固化時(shí)間為3-24h，固化后抗壓強(qiáng)度≥70mpa，抗拉強(qiáng)度≥25mpa。

20、進(jìn)一步的，步驟s3中，關(guān)井憋壓侯凝時(shí)間為12-48h，憋壓壓力為0.5-5.0mpa。

21、需要說(shuō)明的是，本申請(qǐng)上述“套管縫隙/水泥環(huán)縫隙”或“套管/水泥環(huán)”等詞語(yǔ)中的“/”代表“或”的意思。

22、本申請(qǐng)具有以下有益效果。

23、(1)本發(fā)明表面處理液黏度低，便于泵送，同時(shí)其可改變套管/水泥環(huán)縫隙表面的潤(rùn)濕性，能間接提升修復(fù)封堵漿的修復(fù)效果；

24、(2)本發(fā)明修復(fù)封堵漿無(wú)固相，黏度低，可深入套管/水泥環(huán)縫隙(縫隙尺寸≤5mm)，其固化時(shí)間可控3-24h，固化后力學(xué)性能優(yōu)異且能在各種環(huán)境中(地層水、高礦化度、強(qiáng)酸、修井液等)保持長(zhǎng)時(shí)間的力學(xué)性能穩(wěn)定，修復(fù)效果明顯；

25、(3)本發(fā)明表面處理液和修復(fù)封堵漿無(wú)腐蝕性，不會(huì)影響未破損套管/水泥環(huán)的特性，且表面處理液和修復(fù)封堵漿間相容性好，相互間不會(huì)影響性能；

26、(4)本發(fā)明修復(fù)方法應(yīng)用溫度范圍廣，可應(yīng)用于25-150℃溫度條件下的修復(fù)作業(yè)。

技術(shù)特征：

1.一種適用于井筒完整性套管水泥環(huán)縫隙的修復(fù)方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于井筒完整性套管水泥環(huán)縫隙的修復(fù)方法，其特征在于：步驟s1中，對(duì)于套管縫隙，采用常規(guī)修井液清洗套管內(nèi)表面，用鉆銑技術(shù)去除套管內(nèi)表面的覆蓋物，充分暴露套管縫隙；對(duì)于水泥環(huán)縫隙，通過(guò)射孔方法在套管表面開孔，開孔位置在水泥環(huán)縫隙位置上部及下部，充分暴露水泥環(huán)縫隙；如套管水泥環(huán)縫隙不在井底，則下放封隔器至漏點(diǎn)下方10-30m，重復(fù)上述套管縫隙/水泥環(huán)縫隙處理方法。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于井筒完整性套管水泥環(huán)縫隙的修復(fù)方法，其特征在于：所述表面處理液是由環(huán)氧樹脂、三聚氰胺、油酸、氫氧化鉀、環(huán)氧丙烷和醋酸按照一定比例通過(guò)乳化作用而成。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于井筒完整性套管水泥環(huán)縫隙的修復(fù)方法，其特征在于：所述表面處理液的制備方法如下：將環(huán)氧樹脂、三聚氰胺攪拌混合均勻，升溫至140-160℃，然后加入油酸進(jìn)行反應(yīng)，待體系的環(huán)氧值不再變化，加入氫氧化鉀，真空；升溫至170-190℃，持續(xù)加入環(huán)氧丙烷，繼續(xù)反應(yīng)至反應(yīng)體系內(nèi)壓強(qiáng)為負(fù)壓且壓力不再變化；關(guān)閉加溫，循環(huán)冷卻至體系溫度降低至50-70℃，加入醋酸調(diào)節(jié)體系ph至6-7，得到表面處理液；其中，環(huán)氧樹脂、三聚氰胺、油酸、氫氧化鉀、環(huán)氧丙烷的質(zhì)量比為1:0.0005～0.01:1～3:0.0001～0.01:0.5～1.5。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于井筒完整性套管水泥環(huán)縫隙的修復(fù)方法，其特征在于：所述修復(fù)封堵漿是由修復(fù)主劑、固化劑和緩凝劑組成，按照重量計(jì)，各組份用量為：100份修復(fù)主劑、0.5-1.5份固化劑和0-3份緩凝劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于井筒完整性套管水泥環(huán)縫隙的修復(fù)方法，其特征在于：所述修復(fù)主劑選用改性雙酚a型環(huán)氧樹脂、石墨烯改性酚醛樹脂、聚氨酯改性環(huán)氧樹脂中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于井筒完整性套管水泥環(huán)縫隙的修復(fù)方法，其特征在于：所述固化劑選用二氨基二苯甲烷、二氨基二苯醚、二乙基甲苯二胺、鄰甲苯二胺中的一種或多種。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適用于井筒完整性套管水泥環(huán)縫隙的修復(fù)方法，其特征在于：所述緩凝劑選用酒石酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙二醇雙縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、有機(jī)磷酸鹽中的一種或多種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種適用于井筒完整性套管水泥環(huán)縫隙的修復(fù)方法，其特征在于：所述修復(fù)封堵漿常溫黏度為100-200cp，密度為1.0-1.10g/cm3，固化時(shí)間為3-24h，固化后抗壓強(qiáng)度≥70mpa，抗拉強(qiáng)度≥25mpa。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于井筒完整性套管水泥環(huán)縫隙的修復(fù)方法，其特征在于：步驟s3中，關(guān)井憋壓侯凝時(shí)間為12-48h，憋壓壓力為0.5-5.0mpa。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種適用于井筒完整性套管水泥環(huán)縫隙的修復(fù)方法，首先前處理套管水泥環(huán)縫隙段充分暴露漏點(diǎn)，然后將表面處理液泵送至漏點(diǎn)處，循環(huán)清洗縫隙，改變套管/水泥環(huán)縫隙表面的潤(rùn)濕性，現(xiàn)場(chǎng)配制修復(fù)封堵漿，泵注全部漿體，充分覆蓋漏點(diǎn)，待連續(xù)油管內(nèi)外液面齊平，起連續(xù)油管至指定位置，持續(xù)用表面處理液推擠修復(fù)封堵漿深入漏點(diǎn)，觀察擠注壓力變化情況，記錄擠注量，若擠注壓力達(dá)到設(shè)定壓力，停止擠注，取出全部連續(xù)油管，關(guān)井憋壓侯凝。本發(fā)明在表面處理液和修復(fù)封堵漿共同作用下，確保修復(fù)效果，其中表面處理液通過(guò)處理縫隙表面，提升了修復(fù)封堵漿與其表面的接觸能力，避免修復(fù)封堵漿固化后與套管/水泥環(huán)接觸面產(chǎn)生縫隙。

技術(shù)研發(fā)人員：肖軍詩(shī),楊勇,吳奇兵,張欣,李東杰,喬貴民,申得濟(jì),孟祥雨,武丹峰,石帥,朱少鵬,尹飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中海油安全技術(shù)服務(wù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2