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CN110903812A - 一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法 - Google Patents

一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法 Download PDF

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CN110903812A
CN110903812A CN201911226361.7A CN201911226361A CN110903812A CN 110903812 A CN110903812 A CN 110903812A CN 201911226361 A CN201911226361 A CN 201911226361A CN 110903812 A CN110903812 A CN 110903812A
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oil
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low
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rock debris
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操亮
周翰
操盛章
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SICHUAN SOUTHWEST PETROLEUM ENGINEERING Co Ltd
Original Assignee
SICHUAN SOUTHWEST PETROLEUM ENGINEERING Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明公开了一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，解决了现有技术中稳定性不好，易沉降，容易堵塞回注通道、易引起储存空间壁失稳甚至垮塌的问题。本发明的不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，将含油岩屑研磨成粒径≤300μm的细小粉末后，与配浆水、悬浮剂、降滤失剂、防塌抑制剂混合均匀，制成回注浆。本发明设计科学，操作简单，回注浆稳定性好，不易沉降，不会堵塞回注通道。回注浆在回注施工过程中会形成薄而韧的泥饼，使原先不平整的回注通道壁附上一层薄膜，有利于减小回注浆流动阻力，减小回注施工压力。

Description

一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法
技术领域
本发明属于石油钻井废弃物处理领域，针对常规水基钻井液钻井产生的一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法。
背景技术
目前常规不含油或低含油岩屑处置技术通常采用固化、干化、物理分离，上述各方法均存在一定的局限性。而利用枯竭井作为含油岩屑的储存空间，通过对含油岩屑进行集中转运储存、研磨粉碎，再与水或污水调制成回注浆后，经回注泵注入井下储存，能够有效地解决不含油或低含油岩屑处置问题。
现有技术中，将岩屑调制成回注浆注入井下时，存在稳定性不好，易沉降，容易堵塞回注通道的问题，同时，由于回注浆是水分散体系，抑制性和降滤失性能如果不好，则易在回注通道壁形成较厚泥饼，从而使回注通道变窄甚至堵塞，大大地限制了该方法的应用；另外，由于回注浆体回注进入地层储存空间后，长期浸泡从而易引起储存空间壁失稳甚至垮塌，造成回注井寿命大幅降低。因此，提供一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，使回注浆具有适当的粘度、静切力及良好的流变性能、防渗透性能以满足回注施工要求；稳定性好，不易沉降，良好的防渗透性能，不堵塞回注通道，进入储层空间后能够保持储层空间壁稳定成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，解决现有技术中回注浆稳定性不好，易沉降，防渗透性能差，容易堵塞回注通道、易引起储存空间壁失稳甚至垮塌的问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明所述的一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，将含油岩屑研磨成粒径≤300μm的细小粉末后，与配浆水、悬浮剂、降滤失剂、防塌抑制剂混合均匀，制成回注浆。
通过本发明方法处理后的回注浆，具有良好的悬浮稳定性、抗盐污染性、抗温性、防渗透性能，能够满足回注施工要求；同时本发明的回注浆抗泥页岩水化分散能力好，有利于井壁稳定。
本发明中研磨成粒径≤300μm的细小粉末，避免堵塞回注通道的同时，也有利于回注浆的稳定。
作为本发明的实施例，所述回注浆中，各组分与配浆水的质量体积比为：悬浮剂1％～3％，降滤失剂0.5％～3％，防塌抑制剂0.5％～3％，不含油或低含油岩屑10％～30％；所述体积为mL时，质量为g。
具体地，所述配浆水选自自来水、江河湖泊水、气田水中的任意一种或几种。
本发明中，使用气田水作为配浆水可以有效解决油田废水(液)的重复利用及无害化处置问题。
所述悬浮剂选自黄原胶、瓜尔胶、高粘羧甲基纤维素中的任意一种或几种。
本发明在回注浆中加入悬浮剂，能使回注浆具有适当的粘度，且能提高回注浆的稳定性。
所述降滤失剂选自低粘羧甲基纤维素CMC-LVT、羧甲基淀粉、聚阴离子纤维素PAC中的任意一种或几种。
由于回注浆是水分散体系，如果不控制滤失，则回注过程中易在回注通道壁形成较厚泥饼，从而使通道变窄甚至堵塞通道。本发明中通过加入降滤失剂，能够有效控制滤失，在回注通道壁会形成薄而韧的泥饼，使原先不平整的回注通道壁附上一层薄膜，有利于减小回注浆流动阻力，减小回注施工压力。
所述防塌抑制剂选自聚合醇PEG、白沥青中的任意一种或几种。
本发明在回注浆中加入防塌抑制剂，能使回注浆在回注过程中始终保持回注通道壁稳定、不垮塌；回注浆在进入地层储存空间后，经长时间浸泡亦不会造成储存空间壁失稳甚至垮塌，保证回注通道及储存空间的长期有效性，保证回注生产的持续性。
将含油岩屑研磨成粒径为150～180μm的细小粉末。
作为本发明的实施例，所述回注浆的具体配制方法为：先向配浆容器中加入配浆水，然后依次按比例加入悬浮剂、不含油或低含油岩屑、降滤失剂、防塌抑制剂，充分搅拌。
具体地，搅拌时间为2～4h。
优选地，采用本发明预处理方法制成的回注浆的各项性能指标为：
剪切速率为170s-1时，所述回注浆的表观粘度为70～160mPa.s；剪切速率为1022s-1，所述回注浆的表观粘度为30～55mPa.s。
优选地，所述回注浆的漏斗粘度为64～146s/946ml；
或/和API滤失量≤10ml；
优选地，所述回注浆的悬浮稳定性为：120℃温度下静置24h沉降密度差≤0.05g/cm3；120℃温度下静置48h沉降密度差≤0.08g/cm3。
本发明中所述的低含油岩屑其含油量小于5wt％。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明设计科学，操作简单，回注浆稳定性好，不易沉降，不会堵塞回注通道。
采用本发明方法与处理后的回注浆抗泥页岩水化分散能力好，能够保证回注通道及地层储存空间壁的稳定，保持回注的持续有效性。
采用本发明方法预处理后的回注浆具有适当的粘度、静切力及良好的流变性能、防渗透性能。
采用本发明方法预处理后的回注浆在回注施工过程中会形成薄而韧的泥饼，使原先不平整的回注通道壁附上一层薄膜，有利于减小回注浆流动阻力，减小回注施工压力。
本发明通过将含油岩屑研磨成粒径≤300μm的细小粉末，使其在回注过程中不会因粒径尺寸过大而堵塞通道；同时较小的粒径也有利于形成稳定的回注浆。
本发明中，回注浆性能稳定，可抗15％Na+盐水污染，抗温达120℃；且回注浆具有较强的悬浮稳定性，能够在长时间静止的情况下保持岩屑颗粒(粉末)不沉降，避免因岩屑沉降使通道变窄甚至堵塞通道。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
1、本发明的技术指标：
回注浆性能指标要求：
表观粘度：剪切速率为170s-1时，表观粘度为70～160mPa.s，剪切速率为1022s-1，表观粘度为30～55mPa.s；
钻屑粒径：≤300μm
漏斗粘度：64～146s/946ml
悬浮稳定性：120℃温度下静置24h沉降密度差≤0.05g/cm3；120℃温度下静置48h沉降密度差≤0.08g/cm3
API滤失量：≤10ml
2、本发明的技术指标和实施例数据的实验方法：
1)表观粘度：剪切速率为170s-1时，表观粘度为70～160mPa.s，剪切速率为1022s-1，表观粘度为30～55mPa.s
实验方法：参照GB/T 16783.1-2006标准。
2)钻屑粒径：150～180μm
实验方法：使用50目的标准筛进行分筛，要求全部通过。
3)密度：1.10～1.25g/cm3
实验方法：参照GB/T 16783.1-2006标准。
4)漏斗粘度：68～135s/946ml
实验方法：参照GB/T 16783.1-2006标准。
5)悬浮稳定性：120℃温度下静置24h沉降密度差为0.03～0.05g/cm3；120℃温度下静置48h沉降密度差为0.04～0.08g/cm3。
实验方法：将配制好的回注浆液放置于120℃恒温内静置24h或48h，分别吸取2/5处及4/5处浆液，测试液体密度(实验方法参照GB/T 16783.1-2006标准)并分别记作ρ上、ρ下，沉降密度差＝ρ下-ρ上。
6)API滤失量：4～8ml
实验方法：参照GB/T 16783.1-2006标准。
实施例1
本实施例公开了本发明的不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，具体为：
将含油岩屑研磨成150～180μm细小粉末，然后按照下述相对于配浆水体积的质量体积比配制回注浆：
1.黄原胶1％；
2.低粘羧甲基纤维素0.5％；
3.不含油或低含油岩屑10％；
4.聚合醇PEG 1％；
本实施例中，配浆水体积为mL时，黄原胶、低粘羧甲基纤维素、不含油或低含油岩屑、聚合醇PEG的质量为g。
回注浆的具体配制方法为：先向配浆容器中加入配浆水，然后依次按比例加入黄原胶、不含油或低含油岩屑，最后加入低粘羧甲基纤维素、聚合醇PEG，充分搅拌1h。
本实施例所得回注浆的性能指标为：
表观粘度：剪切速率为170s-1时，表观粘度为80mPa.s，剪切速率为1022s-1，表观粘度为35mPa.s；
钻屑粒径：150～180μm；
漏斗粘度：71s；
悬浮稳定性：120℃温度下静置24h沉降密度差0.04g/cm3；120℃温度下静置48h沉降密度差0.07g/cm3；
API滤失量：7.8ml。
实施例2
本实施例公开了本发明的不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，具体为：
将含油岩屑研磨成150～180μm细小粉末，然后按照下述相对于配浆水体积的质量体积比配制回注浆：
1.黄原胶1％；
2.低粘羧甲基纤维素3％；
3.不含油或低含油岩屑10％；
4.聚合醇PEG 1％
本实施例中，配浆水体积为mL时，黄原胶、低粘羧甲基纤维素、不含油或低含油岩屑、聚合醇PEG的质量为g。
回注浆的具体配制方法为：先向配浆容器中加入配浆水，然后依次按比例加入黄原胶、不含油或低含油岩屑，最后加入低粘羧甲基纤维素、聚合醇PEG，充分搅拌1h。
本实施例所得回注浆的性能指标为：
表观粘度：剪切速率为170s-1时，表观粘度为80mPa.s，剪切速率为1022s-1，表观粘度为35mPa.s；
钻屑粒径：150～180μm；
漏斗粘度：71s；
悬浮稳定性：120℃温度下静置24h沉降密度差0.04g/cm3；120℃温度下静置48h沉降密度差0.07g/cm3；
API滤失量：4.4ml。
实施例3
本实施例公开了本发明的不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，具体为：
将含油岩屑研磨成150～180μm细小粉末，然后按照下述相对于配浆水体积的质量体积比配制回注浆：
1.高粘羧甲基纤维素1％；
2.低粘羧甲基纤维素0.5％；
3.不含油或低含油岩屑10％；
4.白沥青1％；
本实施例中，配浆水体积为mL时，高粘羧甲基纤维素、低粘羧甲基纤维素、不含油或低含油岩屑、白沥青的质量为g。
回注浆的具体配制方法为：先向配浆容器中加入配浆水，然后依次按比例加入高粘羧甲基纤维素、不含油或低含油岩屑，最后加入低粘羧甲基纤维素、白沥青，充分搅拌1h。
本实施例所得回注浆的性能指标为：
表观粘度：剪切速率为170s-1时，表观粘度为88mPa.s，剪切速率为1022s-1，表观粘度为36mPa.s；
钻屑粒径：150～180μm；
漏斗粘度：72s；
悬浮稳定性：120℃温度下静置24h沉降密度差0.04g/cm3；120℃温度下静置48h沉降密度差0.06g/cm3；
API滤失量：5.8ml。
实施例4
本实施例公开了本发明的不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，具体为：
将含油岩屑研磨成150～180μm细小粉末，然后按照下述相对于配浆水体积的质量体积比配制回注浆：
1.高粘羧甲基纤维素1％；
2.低粘羧甲基纤维素0.5％；
3.不含油或低含油岩屑30％；
4.白沥青2％；
本实施例中，配浆水体积为mL时，高粘羧甲基纤维素、低粘羧甲基纤维素、不含油或低含油岩屑、白沥青的质量为g。
回注浆的具体配制方法为：先向配浆容器中加入配浆水，然后依次按比例加入高粘羧甲基纤维素、不含油或低含油岩屑，最后加入低粘羧甲基纤维素、白沥青，充分搅拌1h。
本实施例所得回注浆的性能指标为：
表观粘度：剪切速率为170s-1时，表观粘度为90mPa.s，剪切速率为1022s-1，表观粘度为38mPa.s；
钻屑粒径：150～180μm；
漏斗粘度：82s；
悬浮稳定性：120℃温度下静置24h沉降密度差0.05g/cm3；120℃温度下静置48h沉降密度差0.08g/cm3；
API滤失量：5.4ml。
实施例5
本实施例公开了本发明的不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，具体为：
将含油岩屑研磨成150～180μm细小粉末，然后按照下述相对于配浆水体积的质量体积比配制回注浆：
1.高粘羧甲基纤维素3％；
2.低粘羧甲基纤维素0.5％；
3.不含油或低含油岩屑30％；
4.白沥青3％；
本实施例中，配浆水体积为mL时，高粘羧甲基纤维素、低粘羧甲基纤维素、不含油或低含油岩屑、白沥青的质量为g。
回注浆的具体配制方法为：先向配浆容器中加入配浆水，然后依次按比例加入高粘羧甲基纤维素、不含油或低含油岩屑，最后加入低粘羧甲基纤维素、白沥青，充分搅拌2h。
本实施例所得回注浆的性能指标为：
表观粘度：剪切速率为170s-1时，表观粘度为102mPa.s，剪切速率为1022s-1，表观粘度为46mPa.s；
钻屑粒径：150～180μm；
漏斗粘度：121s；
悬浮稳定性：120℃温度下静置24h沉降密度差0.04g/cm3；120℃温度下静置48h沉降密度差0.03g/cm3；
API滤失量：4.2ml。
实施例6
本实施例公开了本发明的不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，具体为：
将含油岩屑研磨成150～180μm细小粉末，然后按照下述相对于配浆水体积的质量体积比配制回注浆：
1.高粘羧甲基纤维素3％；
2.羧甲基淀粉3％；
3.不含油或低含油岩屑30％；
4.白沥青3％；
本实施例中，配浆水体积为mL时，高粘羧甲基纤维素、羧甲基淀粉、不含油或低含油岩屑、白沥青的质量为g。
回注浆的具体配制方法为：先向配浆容器中加入配浆水，然后依次按比例加入高粘羧甲基纤维素、不含油或低含油岩屑，最后加入羧甲基淀粉、白沥青，充分搅拌2h。
本实施例所得回注浆的性能指标为：
表观粘度：剪切速率为170s-1时，表观粘度为100mPa.s，剪切速率为1022s-1，表观粘度为44mPa.s；
钻屑粒径：150～180μm；
漏斗粘度：118s；
悬浮稳定性：120℃温度下静置24h沉降密度差0.03g/cm3；120℃温度下静置48h沉降密度差0.05g/cm3；
API滤失量：4.0ml。
实施例7
本实施例公开了本发明的不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，具体为：
将含油岩屑研磨成150～180μm细小粉末，然后按照下述相对于配浆水体积的质量体积比配制回注浆：
1.高粘羧甲基纤维素3％；
2.聚阴离子纤维素3％；
3.不含油或低含油岩屑30％；
4.白沥青3％；
本实施例中，配浆水体积为mL时，高粘羧甲基纤维素、聚阴离子纤维、不含油或低含油岩屑、白沥青的质量为g。
回注浆的具体配制方法为：先向配浆容器中加入配浆水，然后依次按比例加入高粘羧甲基纤维素、不含油或低含油岩屑，最后加入聚阴离子纤维、白沥青，充分搅拌2h。
本实施例所得回注浆的性能指标为：
表观粘度：剪切速率为170s-1时，表观粘度为102mPa.s，剪切速率为1022s-1，表观粘度为46mPa.s；
钻屑粒径：150～180μm；
漏斗粘度：116s；
悬浮稳定性：120℃温度下静置24h沉降密度差0.03g/cm3；120℃温度下静置48h沉降密度差0.04g/cm3；
API滤失量：4.6ml。
对比例1
本对比例与实施例4相比，减少了悬浮剂的用量，其余条件均相同；具体为：
将含油岩屑研磨成150～180μm细小粉末，然后按照下述相对于配浆水体积的质量体积比配制回注浆：
1.高粘羧甲基纤维素0.5％；
2.低粘羧甲基纤维素0.5％；
3.不含油或低含油岩屑30％；
4.白沥青2％；
本实施例中，配浆水体积为mL时，高粘羧甲基纤维素、低粘羧甲基纤维素、不含油或低含油岩屑、白沥青的质量为g。
回注浆的具体配制方法为：先向配浆容器中加入配浆水，然后依次按比例加入高粘羧甲基纤维素、不含油或低含油岩屑，最后加入低粘羧甲基纤维素、白沥青，充分搅拌1h。
本实施例所得回注浆的性能指标为：
表观粘度：剪切速率为170s-1时，表观粘度为89mPa.s，剪切速率为1022s-1，表观粘度为36mPa.s；
钻屑粒径：150～180μm；
漏斗粘度：81s；
悬浮稳定性：120℃温度下静置24h沉降密度差0.06g/cm3；120℃温度下静置48h沉降密度差0.11g/cm3；
API滤失量：6.6ml。
实验结果表明：悬浮剂加量不足时，回注浆稳定性差、悬浮能力差。
对比例2
本对比例与实施例4相比，不使用防塌抑制剂，其余条件均相同；具体为：
将含油岩屑研磨成150～180μm细小粉末，然后按照下述相对于配浆水体积的质量体积比配制回注浆：
1.高粘羧甲基纤维素0.5％；
2.低粘羧甲基纤维素0.5％；
3.不含油或低含油岩屑30％；
4.白沥青0％；
本实施例中，配浆水体积mL时，高粘羧甲基纤维素、低粘羧甲基纤维素、不含油或低含油岩屑的质量为g。
回注浆的具体配制方法为：先向配浆容器中加入配浆水，然后依次按比例加入高粘羧甲基纤维素、不含油或低含油岩屑，最后加入低粘羧甲基纤维素，充分搅拌1h。
本实施例所得回注浆的性能指标为：
表观粘度：剪切速率为170s-1时，表观粘度为88mPa.s,剪切速率为1022s-1，表观粘度为35mPa.s；
钻屑粒径：150～180μm；
漏斗粘度：83s；
悬浮稳定性：120℃温度下静置24h沉降密度差0.05g/cm3；120℃温度下静置48h沉降密度差0.07g/cm3；
API滤失量：6.6ml。
对回注浆抑制性能作如下评价：
分别取实施例4回注浆与对比例2回注浆液作为测试液进行页岩滚动分散实验来评价抑制性能。
实验参照标准：SY/T 5613-2000中“泥页岩分散实验”的实验方法。
实施例4回注浆滚动回收率：40.2％；
对比例2回注浆滚动回收率：6.4％。
实验表明：不加入防塌抑制剂，回注浆抗泥页岩水化分散能力差，不利于井壁稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，其特征在于，将所述不含油或低含油岩屑研磨成粒径≤300μm的细小粉末后，与配浆水、悬浮剂、降滤失剂、防塌抑制剂混合均匀，制成回注浆。
2.根据权利要求1所述的一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，其特征在于，所述回注浆中，各组分与配浆水的质量体积比为：悬浮剂1％～3％，降滤失剂0.5％～3％，防塌抑制剂0.5％～3％，不含油或低含油岩屑10％～30％；所述体积为mL时，质量为g。
3.根据权利要求1或2所述的一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，其特征在于，所述配浆水选自自来水、江河湖泊水、气田水中的任意一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，其特征在于，所述悬浮剂选自黄原胶、瓜尔胶、高粘羧甲基纤维素中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1或2所述的一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，其特征在于，所述降滤失剂选自低粘羧甲基纤维素CMC-LVT、羧甲基淀粉、聚阴离子纤维素PAC中的任意一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，其特征在于，所述防塌抑制剂选自聚合醇PEG、白沥青中的任意一种或几种。
7.根据权利要求1或2所述的一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，其特征在于，将所述不含油或低含油岩屑研磨成粒径为150～180μm的细小粉末。
8.根据权利要求1或2所述的一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，其特征在于，所述回注浆的具体配制方法为：先向配浆容器中加入配浆水，然后依次按比例加入悬浮剂、不含油或低含油岩屑、降滤失剂、防塌抑制剂，充分搅拌。
9.根据权利要求6所述的一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，其特征在于，剪切速率为170s-1时，所述回注浆的表观粘度为70～160mPa.s；剪切速率为1022s-1，所述回注浆的表观粘度为30～55mPa.s。
10.根据权利要求6所述的一种不含油或低含油岩屑利用枯竭井回注前预处理方法，其特征在于，所述回注浆的漏斗粘度为64～146s/946ml；或/和API滤失量≤10ml；或/和所述回注浆的悬浮稳定性为：120℃温度下静置24h沉降密度差≤0.05g/cm3；120℃温度下静置48h沉降密度差≤0.08g/cm3。
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