阅读说明：本技术 一种利用温度响应型封固剂修复套损方法 (Method for repairing casing damage by using temperature response type sealing agent ) 是由 陈祥 赵立强 刘平礼 杜娟 王承杰 安琪 刘金明 王强 虞梦遥 郑雄 于 2021-01-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用温度响应型封固剂修复穿孔套管的方法,其步骤包括：S1、循环洗井,取油管；S2、下桥塞,坐封,泵送堵球；S3、计算井筒温度场,选择温度响应型封固剂,要求井筒内最大温度T-(1max)小于温度响应型封固剂相变最低温度T-(2min)；S4、计算温度响应型封固剂用量Q-2；S5、向井筒内注入温度响应型封固剂,要求穿孔位置处压力P-2小于地层破裂压力P-F；S6、压胶塞,注顶替液,顶替液量为Q-3；S7、计算温度响应型封固剂相变所需时间t-(wa)；S8、等待t-(wa)时间后,下钻,钻除井筒中预留的封固剂和桥塞。作业全过程注入的均是液体,易注入,不受井型限制,施工难度小,方法简单明确,普遍适用性强。(The invention discloses a method for repairing a perforated casing by using a temperature response type sealing agent, which comprises the following steps: s1, circularly washing the well, and taking an oil pipe; s2, lower bridge plug, setting, and pumping blocking balls; s3, calculating a temperature field of the shaft, selecting a temperature response type sealing agent, and requiring the maximum temperature T in the shaft 1max Less than the lowest phase transition temperature T of the temperature response type sealant 2min (ii) a S4, calculating the using amount Q of the temperature response type sealing agent 2 (ii) a S5, injecting a temperature response type sealing agent into the shaft, and requiring the pressure P at the position of the perforation 2 Less than formation fracture pressure P F (ii) a S6, pressing a rubber plug, and injecting a displacement liquid, wherein the displacement liquid is Q 3 (ii) a S7, calculating the time t required by the phase change of the temperature response type sealing agent wa (ii) a S8, waiting for t wa After a certain time, the well is drilled down and the sealing agent and the bridge plug reserved in the well bore are removed. The liquid is injected in the whole operation process, the injection is easy, the limitation of a well type is avoided, the construction difficulty is small, the method is simple and clear, and the general applicability is strong.)

一种利用温度响应型封固剂修复套损方法

技术领域

本发明涉及油田采油技术领域，特别适用于在油气田开发过程中，因穿孔致套损而产生的套损修复作业。

背景技术

在油气田开采过程中，由于各种原因造成套管穿孔(例如，点蚀穿孔、电化学腐蚀穿孔、刮碰等)，油气从管内顺着穿孔位置流入地层，若遇断层则有可能直接窜出地面，造成严重安全事故，例如渤海湾漏油事故，则是油气顺着断层直接窜入大海导致。因此，套管穿孔问题一直困扰着油气田生产，严重者直接导致油气井停产报废。

针对油气井套损问题，修复方法主要有机械整形封固和化学封固剂封堵两种。关于机械整形封固的文献报道主要有：专利CN201210329397.X公开的水平井套管错断拨正管柱和修复管柱及其修复工艺、专利CN201310014576.9公开的一种模拟地层围压下变形套管修复过程的测试方法无权、专利CN201110321772.1公开的套管错断水平井拨正修复方法及其专用一体化工具、专利CN20151029377 7.6公开的煤层气井套管修复方法、专利CN201611160385.3公开的一种套损井自膨胀橡胶补贴装置及其补贴方法、专利CN202010630435.X公开的一种套管修复剂施工工具及施工方法。机械整形封固方法存在套管内径不同、橡胶密封耐温有限、耐高温橡胶价格昂贵、易脱落、施工难度大等问题。专利CN201810084978.9公开的一种套管修复装置的使用方法、专利CN202010085268.5公开的一种石油管具修复方法，主要原理是利用铝热反应融化封堵再凝固，操作难度大。专利CN201110314478.8公开的用于油水井套管修复的化学复合树脂封固剂、专利CN201710893066.1公开的变密度管外封窜堵漏剂及其制备方法、专利CN20181042549 2.7公开的一种套管修复加固剂的制备方法及施工方法、专利CN202010500662.0公开的一种对金属有高粘附性的套管修复材料及其制备方法，提供了化学封堵套管修复材料，即，温度响应型封固剂。专利CN201810425492.7公开的一种套管修复加固剂的制备方法及施工方法还提及了施工方法，但施工方法中提及使用可捞桥塞，其回收难度极大，此外，等待固化时间不明确。专利CN202010630435.X公开的一种套管修复剂施工工具及施工方法也提及了施工方法，但施工方法需配合其公开的施工工具，普遍适用性较低。针对上述问题，本发明提出一种利用温度响应型封固剂修复套损方法。

发明内容

本发明的目的是针对上述固化时间不明确、适用范围有限、施工难度大的问题，提供一种利用温度响应型封固剂修复套损方法。

本发明提供的一种利用温度响应型封固剂修复穿孔套管的方法，其步骤如下：

步骤S1：循环洗井，取油管。通过循环洗井，极大地降低井筒温度；取出油管，留下光套管，为后续作业准备。

步骤S2：下桥塞，坐封，泵送堵球。使用电缆、连续油管或常规油管将可钻桥塞或自溶桥塞下至套管穿孔位置下方，距穿孔位置5～10m；将桥塞坐封，然后泵送堵球封堵桥塞。

步骤S3：计算井筒温度场，选择温度响应型封固剂，要求井筒内最大温度T_1max小于温度响应型封固剂相变最低温度T_2min。井筒内温度具体计算如下：

q_f1——流体1的注入排量，m³/s；ρ_f1——流体1的密度，kg/m³；C_f1——流体1的比热容，J/(kg·℃)；T₁——井筒内流体温度，℃；z——穿孔处井深，m；α₁——流体1与套管壁对流换热系数，W/(m²·℃)；r₁——套管内半径，m；T_casing——套管壁温度，℃；u_f1——管道横截断面平均流速，m/s；f_f1——管内沿程摩阻系数；t——时间，s。

步骤S4：计算温度响应型封固剂用量Q₂，具体计算如下：

L₁——封堵长度，m；L₂——滤失宽度，m；L₃——滤失高度，m；φ——地层孔隙度，％；H₁——管内预留流体高度，m。

步骤S5：向井筒内注入温度响应型封固剂，要求穿孔位置处压力P₂小于地层破裂压力P_F，具体计算如下：

q_f2——流体2的注入排量，m³/s；ρ_f2——流体2的密度，kg/m³；P_inj——注入压力，Pa；g——重力加速度，m²/s；n——穿孔数量，无量纲；d——穿孔特征直径，m；C——穿孔处流量系数，无量纲；u_f2——流体2的流速，m/s；μ₂——流体2的黏度，Pa·s；δ——流体2的降阻率，无因次。

步骤S6：压胶塞，注顶替液，顶替液量为Q₃，具体计算如下：

Q_3-1——地面管线体积，m³。

步骤S7：计算温度响应型封固剂相变所需时间t_wa，具体计算如下：

λ₁——导热系数，W/(m·℃)；C_f2——流体2的比热容，J/(kg·℃)；r₂——套管外半径，m。

步骤S8：等待t_wa时间后，下钻，钻除井筒中预留的封固剂和桥塞。

上述计算方法中，所有公式中涉及的相同符号，前后符号意义一致，标注一次后，全部通用。

本发明提出的一种利用温度响应型封固剂修复套损方法的流程如图1所示。

本发明的有益之处在于：(1)作业全过程注入的均是液体，易注入，不受井型限制；(2)方法简单明确，普遍适用性强；(3)可为利用温度响应型封固剂修复套损作业提供指导。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为一种利用温度响应型封固剂修复套损方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

以M油田的A井为例，因套管本身质量问题和后期碰撞，致使井深2695.8-2705.3m处某位置穿孔，出现漏失。

步骤S1：循环洗井一个井筒容积后，取油管。

步骤S2：使用连续油管将可钻桥塞下至井深2712.3m处，拔连续油管，桥塞坐封，泵送堵球封堵桥塞。

步骤S3：前期作业已注入80m³液体，平均排量0.017m³/s，流体密度1032kg/m³，流体比热容4198J/(kg·℃)，穿孔处井深2695.8-2705.3m，取2700.5m，对流换热系数4610W/(m²·℃)，套管内半径0.08m，套管壁原始温度为地层温度，地层温度梯度3.1℃/100m，计算得到井筒内最大温度T_1max为44.5℃。按照井筒内最大温度T_1max小于温度响应型封固剂相变最低温度T_2min的要求，选择CN201110314478.8专利所公布的温度响应型封固剂，其相变最低温度为70℃。

步骤S4：封堵长度5m，滤失宽度3m，滤失高度2m，地层孔隙度15％，管内预留流体高度100m，温度响应型封固剂用量Q₂为6.5m³。

步骤S5：地层破裂压力59.3MPa，注入压力24.5MPa，排量0.5m³/min，密度1083kg/m³，黏度32.5mPa·s，降阻率0.65，穿孔处流量系数0.56，穿孔数量为1，穿孔特征直径15.3m。

步骤S6：地面管线体积0.6m³，压胶塞，然后注入52.8m³顶替液。

步骤S7：导热系数36.7W/(m·℃)，比热容4032J/(kg·℃)，套管外半径0.089m，温度响应型封固剂相变所需时间为150min。

步骤S8：等待150min后，下钻，钻除井筒中预留的封固剂和桥塞，作业结束。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。