相关申请的交叉引用本申请要求2017年10月10日提交的美国临时申请第62/570,383号的优先权，所述临时申请以全文引用的方式并入。本公开的实施例总体上涉及自然资源钻井，并且更具体地，涉及用于隔离井筒的井漏区的组合物和方法。
背景技术：
：采集地下燃料源可需要从地面钻探一个孔到容纳燃料的地下地质地层。利用专用钻探技术和材料以形成钻孔并且采集燃料。钻探操作中利用的专用材料包括用于密封井筒的套管-套管环空的材料，这些材料可根据特定的井下条件进行配制。井筒为从地面延伸到地面以下位置，以准许进入含烃地下地层的通路的孔。井筒含有将井筒的内部连接到地面的流体导管的至少一部分。将井筒的内部连接到地面的流体导管可准许在地面上的设备与井筒的内部之间的通路。流体导管可由插入到井筒中并且固定在井筒中的一根或多根管状柱(例如，套管或管道)限定。在钻井、固井或两者期间，可能遇到井漏区，并且可能导致钻探流体或固井组合物的漏失。在井漏区，钻探流体或水泥组合物从井筒流出并且流入周围的地下地层。井漏区可通过增加替换漏失流体的材料成本和修复井漏区的停工时间而导致增加井的成本。井漏区可通过将井漏材料引入井漏区中以密封井漏区来防止另外的流体漏失来修复。在井施工操作期间，用于隔离井漏区的常规水泥组合物和常规填筑方法通常导致向地层中的高流体漏失。技术实现要素：因此，需要有效的水泥浆料和填筑方法以形成水泥塞子来修复或隔离在井施工期间的井漏。这种需要通过将本发明的触变水泥浆料和本发明的触变水泥浆料的填筑方法(以下也称为“泵送和拉动填筑方法”)的组合来满足，其中触变水泥浆料包含至少一种水泥、至少一种增粘剂、混合水以及一种或多于一种强度促进添加剂。根据一个实施例，提供减少井筒中的井漏的方法。方法包含将包含第一和第二端部以及外径和内径的导管插入井筒中，和通过导管将触变水泥浆料泵送到井筒中。如本文所用，“触变的”意指触变水泥浆料将在没有剪切的情况下粘度增加并且在剪切的情况下粘度降低，并且当触变水泥浆料具有大于12.69磅/加仑的密度时，所述触变水泥浆料具有小于或等于0.3的幂律指数值。触变水泥浆料包含至少一种水泥、至少一种增粘剂、混合水以及一种或多于一种强度促进添加剂。方法另外包含允许触变水泥浆料在井筒中硬化以形成塞子，从井筒中移除导管，和经由井筒中的塞子减少井漏。在不受理论限制的情况下，这些方法通过减少隔离大多数井中的漏失所需的堵塞尝试次数来减少水泥浆料成本，在与传统的堵塞尝试相比时，又允许通过降低钻机非生产时间来实现价值。此方法论在陆上和海上环境中均起作用。泵送和拉动使得能够在没有常规方法所经历的过大静水压力和过平衡的情况下填筑塞子。所描述的实施例的附加特征和优点将在以下的详细描述中阐述，并且部分地对于本领域技术人员来说将从所述描述中变得显而易见，或者通过实践所描述的实施例(包括以下的详细描述以及权利要求)而获知。附图说明在附图中阐述的实施例本质上为说明性和示例性的，并且不旨在限制由权利要求书限定的主题。当结合以下附图阅读时可以理解说明性实施例的以下详细描述，附图中的相同结构以相同附图标号指示，并且在附图中：图1a-1d为描绘根据本公开的一个或多个实施例的泵送和拉动方法的示意说明；和图2为根据本公开中描述的一个或多个实施例通过绘制温度、压力、稠度和电动机速度对时间的曲线图的触变水泥浆料的性能的图解说明。具体实施方式如贯穿本公开所使用，术语“环空”是指在两个同心或偏心物体之间(如在井筒与套管之间或在套管与管道之间)流体可在其中流动的空间。如贯穿本公开所使用，术语“防喷器”或bop是指在井顶部处的大阀，如果钻探对员失去对地层流体的控制，那么所述大阀可关闭。通过关闭此阀(通常经由液压致动器进行远程操作)，钻探对员通常重新获得对储层的控制，并且然后可启动程序以增加泥浆密度，直到可以打开bop并且保持对地层的压力控制。bop有多种样式、大小和压力等级。一些可有效地封闭开放井筒，一些被设计成在井中的管状部件(钻杆、套管或管道)周围密封，而另一些装配有实际上可切穿钻杆的硬化钢剪切表面。由于bop对队员、钻机和井筒本身的安全至关重要，因此bop以由风险评估、当地实践、井类型和法律要求的组合确定的规则间隔进行检查、测试和翻新。bop测试在从对关键井的日常功能测试到对被认为井控问题概率低的井的每月或不太频繁的测试之间变化。如贯穿本公开所使用，术语“钻孔”是指井筒本身，包括裸眼或井的未装套管的部分。钻孔可以指井筒壁，即限制钻探的孔的岩石面的内径。如贯穿本公开所使用，术语“固井头”是指装配至套管柱的顶部接头的允许连接来自非钻机设备的流体循环管线的装置。如贯穿本公开所使用，术语“节流阀”是指结合用于控制流体流速或下游系统压力的孔口的装置。节流阀在用于固定和可调操作模式两者的几种配置中可用。可调节流阀使得能够改变流体流量和压力参数，以适应工艺或生产要求。固定式节流阀不提供这种灵活性，尽管它们在长期操作或生产研磨流体时更耐腐蚀。如贯穿本公开所使用，术语“节流管线”是指从bop组上的出口通向背压节流阀和相关联的歧管的高压管。在井控操作期间，井筒中处于压力下的流体通过节流管线流出井，流入节流阀，从而将流体压力降低至大气压。在浮动海上操作中，节流和压井管线离开海底bop组，并且然后沿钻探立管的外侧延伸到地面。必须考虑这些长节流和压井管线的体积和摩擦效应，以正确控制井。如贯穿本公开所使用，术语“分流器”是指安装在导体套管上的导管，以在钻探期间地层流体意外涌入的情况下从环空中释放流体并且从钻机人员和设备中分流。如贯穿本公开所使用，术语“钻柱”是指钻杆、井底组件和用于将水泥填筑在井筒中的任何其它工具的组合。如贯穿本公开所使用，术语“流体”可包括液体、气体或两者。如贯穿本公开所使用，“隔离液”是指用于间隔开井产量中利用的任何两种其它材料的流体。如贯穿本公开所使用，术语“含烃地层”是指含有可从地下地质区域采集的烃(如原油、烃气体或两者)的地下地质区域。如贯穿本公开所使用，术语“压井管线”是指从bop组上的出口通向高压钻机泵的高压管。在正常井控操作期间，压井重流体通过钻柱泵送，并且环形流体通过节流管线从井中取出，进入节流阀，从而使流体压力降至大气压。如果钻杆不可接近，那么可有必要在井顶部泵送重的钻探流体，等待流体在重力作用下下落，并且然后将流体从环空中移除。在这类操作中，虽然一根高压管线将为足够的，但具有两根高压管线更方便。另外，这为操作提供冗余措施。在浮动海上操作中，节流和压井管线离开海底bop组，并且沿立管的外侧延伸到地面。必须考虑这些长节流和压井管线的体积和摩擦效应，以正确控制井。如贯穿本公开所使用，术语“压井重流体”是指其密度足够高以在井筒中的涌入点处产生静水压力并且切断流入井中的流体的泥浆。在需要时，必须快速得到压井重泥浆，以避免井失控或井喷。因此，其通常通过添加重晶石或赤铁矿来增重系统或储存装置中的一些泥浆来制备。除非事先稀释，否则泥浆可变得太稠，并且可能由于高固体载荷而无法泵送。增重中试测试可确定在向矿坑中的泥浆中添加增重材料之前是否需要稀释以及稀释的程度。如贯穿本公开所使用，术语“衬管”是指不延伸到井筒顶部而是被锚定或悬挂于先前的套管柱的底部内侧的套管柱。如贯穿本公开所使用，术语“泥浆重量”是指钻探流体的每单位体积的质量，并且与泥浆密度同义。泥浆重量控制井筒中的静水压力，并且防止不希望的物质流入井中。泥浆的重量还防止套管和裸眼塌陷。过大的泥浆重量可通过传播，并且然后填充岩石中的裂缝而造成井漏。如贯穿本公开所使用，术语“裸眼”是指井的未装套管的部分。如贯穿本公开所使用，术语“过平衡”是指其中裸眼或套管或衬套内侧的静水压力大于储层压力的井。如贯穿本公开所使用，术语“支架”是指在起下钻操作期间保持拧在一起的钻杆或钻铤的两个或三个单个接头。如贯穿本公开所使用，术语“顶部驱动器”是指使钻柱转向的装置。它由一个或多个电动机(电动或液压)组成，所述电动机使用适当的齿轮装置连接到称为套管轴的短管段，其又可拧入保护接头或钻柱本身。顶部驱动器悬挂于吊钩，因此旋转机构自由地在井架上上下行进。如贯穿本公开所使用，术语“起下钻”是指将钻柱从孔中拉出或替换孔中的钻柱的动作。起下管通常是因为钻头已经变钝或以其他方式停止有效钻探，并且必须替换。如贯穿本公开所使用，术语“工作管柱”是用于描述井中的油管柱或导管的通用术语。如先前所述，本公开的实施例涉及触变水泥浆料和通过利用触变水泥浆料减少井筒中的井漏的方法。方法包含将包含第一和第二端部以及外径和内径的导管插入井筒中，和通过导管将触变水泥浆料泵送到井筒中。触变水泥浆料包含至少一种水泥、至少一种增粘剂、混合水以及一种或多于一种强度促进添加剂。方法另外包含允许触变水泥浆料在井筒中硬化以形成塞子，从井筒中移除导管，和经由井筒中的塞子减少井漏。流体导管可由安装在井筒中的管状柱限定。井筒环空具有在管状柱的外表面与井筒壁之间限定的体积。随着井筒钻探的继续和井筒更深地延伸到地下地层中，一个或多个附加管状柱可安装在由初始管状柱限定的流体导管内。附加管状柱的外部横截面尺寸可小于其内设置有附加管状柱的管状柱的内部横截面尺寸。因此，附加管状柱当安装在井筒中时可形成在附加管状柱的外表面与围绕附加管状柱的管状柱的内表面之间限定的套管-套管环空。因此，在钻探完成并且井筒装配有用于生产的生产管道之后，井筒可包含形成井筒环空和多个套管-套管环空的多个横截面尺寸逐渐减小的管状柱。在不受理论限制的情况下，触变水泥浆料的主要用途为在井筒施工的钻探阶段期间缓解井漏。当在钻探期间循环流体的有效密度超过给定深度处的地层破裂压力时，井漏更为常见。触变浆料的密度选择是在用于井筒操作条件的逐个情况的基础上。其为井底压力、温度、泥浆重量和漏失率的函数。触变水泥浆料可用于密封环空或在井筒中的一系列不同井下条件下修复井筒。举例来说，在一些实施例中，可通过改性触变水泥浆料的密度、粘度、固化时间或其它特性来使触变水泥浆料适应于不同的井下条件。常规塞子水泥浆料不是触变的，并且因此对于密度大于12.69ppg的水泥，其流动行为指数为1>n>0.3。小于1的流动行为指数将流体分类为假塑性，并且所有水泥将均属于此类别。相比之下，对于密度大于12.69ppg的水泥，触变水泥浆料的流动行为指数为n≤0.3。触变水泥浆料当填筑到井筒中时显示出触变行为。触变行为为在动态条件(诱导力)期间的流动性和当静态(无外力)时快速胶凝强度发展的特征。增粘剂提供基质内间隙水的最小粘度、防止沉降的稳定性以及触变行为的主要组成。强度促进添加剂可充当辅助触变改性剂，以补充稳定性、改善过渡时间(从液态到胶凝状态的时间)并且控制水泥的稠化时间。考虑用于水泥、增粘剂和强度促进添加剂的各种组分。水泥可包括波特兰水泥、氧化铝水泥、高炉矿渣水泥和火山灰水泥中的一种或多种。在特定实施例中，水泥包含波特兰水泥。增粘剂可包括羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、瓜尔豆胶、羟丙基瓜尔胶、黄原胶、膨润土、锂蒙脱石和海泡石膨润土中的一种或多种。在特定实施例中，增粘剂包含膨润土。对于增粘剂考虑不同的量。举例来说，增粘剂可以水泥预水合物的1至5重量％(bwoc)的浓度范围添加到混合水中。强度促进添加剂可包含氯化钠、氯化钙、三乙醇胺、硅酸钠、偏硅酸钠和铝酸钠中的一种或多种。在特定实施例中，强度促进添加剂包含偏硅酸钠和硅酸钠。虽然不同的量被认为是合适的，但是强度促进添加剂可以预水合物的0.5至3％bwoc或2至15加仑/百袋水泥(gphs)的浓度范围添加到混合水中。触变水泥浆料还可包含选自淡水、低盐水或海水中的至少一种的混合水。由于混合水的质量，抗泡沫化学剂和分散剂可添加到触变水泥浆料中以实现浆料设计的性能特性。还可添加缓凝剂以调节稠化时间。在一些实施例中，触变水泥浆料可具有12.0-15.0ppg的密度。触变水泥浆料可具有足够的稠化时间，以允许触变水泥浆料在粘度的增加足以引起传递问题(如不能泵送触变水泥浆料)之前转移或以其他方式引入井筒、修复区或井筒的其它区。此外，触变水泥浆料可以能够承受宽范围的温度和压力。举例来说，触变水泥浆料可适用于4.4摄氏度(℃)至121℃的温度。硬化触变水泥塞子可以能够承受高达10,000磅的力/平方英寸(psi)(1psi等于6.895千帕(kpa))的压力。触变水泥浆料的流变性和密度可根据井的要求和井的井下条件在宽的值范围内调节。触变水泥浆料的最终密度可取决于被密封的区中的地下地层的地质情况。触变水泥浆料可具有足以使得触变水泥浆料能够在井筒壁或外部套管的内表面上施加静水压力以支撑井筒的密度。触变水泥浆料在井底循环温度(bhct)下具有足以维持触变水泥浆料的泵送能力以防止卡管问题的胶凝强度。胶凝强度是指在流体维持在静止状态期间的限定时间段之后在低剪切速率下测量的流体的剪切应力。在一些实施例中，浆料在10分钟时的胶凝强度可为浆料在10秒时的胶凝强度的两倍。可根据本公开中随后描述的测试方法来测量10秒胶凝强度和10分钟胶凝强度。触变水泥浆料可具有在井底循环温度下在3转/分钟下大于9厘泊的剪切应力。在另外的实施例中，在泵送和拉动方法中与触变水泥浆料组合使用的隔离液为未增重的流体，其被改性成获得井筒流体类型(水基、油基、合成基)与触变水泥浆料两者之间的相容性。组合物可为淡水、海水或具有表面活性剂包装以确保水润湿的基础油的主要组分。取决于漏失的严重程度、井筒流体密度、水泥密度和井底条件，隔离液的体积可在50至400桶(bbl)的范围内。泵送和拉动填筑方法为使硬化触变水泥浆料塞子固化井筒中漏失的成功得到优化的填筑技术。此方法将隔离液与触变水泥浆料组合利用。它可通过钻探井底组件或工作管柱来执行，并且结合顶部驱动器和分流器或防喷器的操纵。需要进行特定的计算，以确保使用泵送和拉动方法成功填筑塞子。此方法适用于所有井筒轨迹，包括竖直、偏斜和水平。常规填筑方法包括将导管填筑在井筒中的固定深度处，通过所述导管将隔离液和水泥泵送到环空中。这些流体由尾随的隔离液和驱替液驱替。导管在整个填筑过程中不移动，并且当导管内侧和外侧的液位处于平衡点时，完成填筑。在不限于实例的情况下，在示例性实施例中可如下执行泵送和拉动填筑方法：1.将工作管柱的端部定位在漏失区处或上方的指定深度处，如图1a中示意性地描绘。2.确保地面防喷器管线向上通过节流和/或压井管线或分流器回流，然后关闭环形闸板。3.以给定速率＝泵送给定体积的线性隔离液。4.以给定速率监护选定密度的触变水泥的pvac，如图1b中示意性地描绘。5.以给定速率泵送给定体积的线性隔离液。6.泵送计算体积的井筒流体以驱替，直到30％的pvac已经离开工作管柱。7.停止泵送。8.打开环形闸板。关闭分流器或节流和/或压井管线。9.同时断开固井支架，并且将顶部驱动器连接到工作管柱。10.在以15英尺/分钟拉动支架时，用钻机以qpnp恢复驱替，如图1c中示意性地描绘。11.拉动每个支架、断开连接、放回机架，然后将顶部驱动器重新连接在钻台上12.对于spnp-s支架重复上述步骤。13.从孔中拉出五个附加支架，并且等待水泥达到给定压缩强度，如图1d中示意性地描绘。泵送和拉动填筑方法的计算从选择与裸眼大小成比例的适当的工作管柱大小开始。裸眼大小可在6-5/8"至2-7/8"之间变化。在一个实施例中，工作管柱的选择集中于在水泥塞子上可能的裸眼大小(包括冲蚀)与工作管柱的2.25比率，其中工作管柱大小向上舍入到可用的最大工作管柱大小。其中：wsod＝工作管柱外径的大小，英寸(")oheq＝等效裸眼大小，(")然后，计算所选工作管柱内侧从地面到工作管柱用于填筑塞子的结束深度的塞子体积。其中：wsv＝工作管柱的体积，bblwsid＝工作管柱的内径，(")wstd＝工作管柱在总深度处的深度，英尺(ft)wsrkb＝工作管柱在地面处的深度，ft可将工作管柱体积除以因子0.7，以获得可能的水泥塞子的最大体积。其中：pvmax＝可执行的最大塞子体积，bbl根据此已知的最大体积，确定裸眼中计划的实际体积-通常为长度的函数。下一系列的计算为泵送速率。这些计算基于在水泥塞子上可能的裸眼大小(包括冲蚀)与工作管柱的环形容量(即14"oh相当于5.5"工作管柱)。其中：cann＝等效裸眼和工作管柱的环形容量，bbl/ft借助于环形容量，15英尺/分钟的最佳泵送和拉动速率帮助确定地面泵送速率。这是以桶/分钟为单位的15英尺/分钟和环形容量的商。其中：qpmp＝泵送和拉动驱替速率，桶/分钟计算的最后一部分为确定需要拉动多少个90英尺的支架或钻杆的三个连续接头来完成填筑，并且确保工作管柱已经清除钻孔中的水泥。在特定实施例中，总塞子体积的70％可为在开始泵送和拉动技术之前在工作管柱中剩余的体积。这确定水泥的体积以及在工作管柱内侧的所得长度。pvip＝rvac*0.70其中：pvac＝钻孔中计划长度所需的实际总塞子体积，bblpvip＝工作管柱内侧剩余的总塞子体积的体积，bbl然后，在泵送和拉动90英尺的支架期间泵送的体积通过将90ft乘以泵送速率除以拉动速率来确定。其中：pvpmp＝在拉动一个90英尺的支架期间驱替的水泥的体积，bbl此体积使用以下与pvip的关系来确定要拉动的支架数量。其中：spnp＝要拉动的最少的90英尺的支架，支架添加2个支架的安全系数，以得出拉动的90英尺支架的总数，以将塞子设置在适当位置。spmp-s＝spmp 2其中：spnp-s＝要拉动的最少的90英尺的支架加安全系数，支架在一些实施例中，方法可另外包括使浆料硬化例如至少3小时。在一些实施例中，隔离液和触变水泥浆料可通过钻柱引入井筒中。另外，在一些实施例中，方法可包括确定隔离液的体积和密度。方法可另外包括确定要泵送以隔离薄弱区的触变水泥浆料的密度、体积或两者。在一些实施例中，钻柱内径可在5.875"至2.441"的范围内。在一些实施例中，钻柱可具有沿管的长度改变的可变内径和外径。在一些实施例中，钻柱在经受较高的压力和温度时可弯曲或变形。在一些实施例中，裸眼的大小可在36"至5-7/8"的范围内。一旦触变水泥浆料固化成固体塞子，就可重新开始钻探井眼。在一些实施例中，钻柱和钻头可用于钻穿塞子的至少一部分以继续钻探井眼。测试方法胶凝强度是指在触变水泥浆料维持在静止状态期间的限定时间段之后在低剪切速率下测量的触变水泥浆料的剪切应力。触变水泥浆料在低剪切速率下的剪切应力可使用以低转子速度(通常为3rpm)操作的标准油田旋转粘度计，根据api油井水泥试验推荐作法(apirecommendedpracticeontestingwellcements)(rp10b-2)中所述的测试方法测量。实例以下实例说明本公开的一个或多个特征。应当理解，这些实例不旨在以任何方式限制本公开或所附权利要求书的范围。实例1：实例泵送和拉动方法过平衡井中的泵送和拉动方法的另一个实施例描述如下：1.打开节流和压井管线。·操纵防喷器(bop)，以将流体的井环形流动路径朝向具有较小流动横截面积的孔口分流。如果和在使用泵送和拉动方法填筑水泥期间重新获得循环时，这有助于通过施加背压来控制自由落体效果。2.关闭环形。·关闭常规井环形流动路径，所述路径被认为是开放的环空，而对流动没有限制。3.以4bpm向前泵送350bbl的钻探水。·这是计算的体积，以减少在水泥填筑期间和之后在漏失区上的静水压力。这是方法论中的重要一步。地层看到柱沿工作管柱向下充满水，并且认为静水压力正在降低至其平衡点。在这里，它的作用是使流动沿环空向上分流，而不是进入漏失区。这通常有助于重新获得足够的循环，从而使得水泥浆料能够填筑到井筒中而不是填筑到漏失区中。4.以4bpm泵送100bbl的112pcf水泥。·这是水泥塞子的作为等效裸眼大小的函数的计算体积。同样重要的是，此体积的30％将在开始泵送和拉动操作之前被泵送到工作管柱外侧。剩余的体积将以像堆叠煎饼一样的层形式填筑在此体积的顶部上。这就是泵送和拉动的工作方式。当水泥在不同层中堆叠以形成塞子时，它减少漏失区所经历的静水压力。常规地，你要连续将水泥塞子加压泵送至适当位置，将其进料到漏失区，并且基本上泵送至漏失区。泵送和拉动方法起作用起作用以防止这种情况。5.以4bpm向后泵送计算量的钻探水以平衡(约50bbl)。·这与前面的隔离液中使用的线性流体相同，但有足够的体积以平衡并且确保在作业结束时传输的静水压力处于或低于漏失区的静水压力。此体积根据实际的井操作和条件而改变。6.以4bpm泵送计算量的68pcf泥浆重量以完成驱替。·后面的泥浆体积为上文提到的平衡计算的一部分。这是在泵送和拉动操作开始之前最后泵送到井中的流体。体积也根据实际的井操作和条件而改变。7.当30bbl已离开工作管柱时，停机。8.打开环形，关闭节流和压井管线。·不建议在关闭环空时对导管进行拉动操作。这被称为“剥离”，并且仅建议用于井控泵送。下一步为打开环空并且关闭受限的流动路径。9.同时断开固井支架并且束捆顶部驱动器。·拆卸固井头和用于填筑水泥的连接件，并且将顶部驱动器装配到工作管柱，因为钻机将在将工作管柱从井筒中拉出时将泥浆泵送到工作管柱中。10.同时在以17英尺/分钟拉动支架时以2bpm恢复驱替。·此步骤为平衡计算的结果，以使泵送速率与拉动速率匹配。假定固定体积的水泥处于环空中。由此将层添加到现有的塞子中，将其堆叠在孔中更高的位置，另外隔离漏失区。11.继续进行直到清除水泥顶部的2个支架。·这是安全措施，以确保所有水泥都在工作管柱下方并且为干净的。12.拾取5个支架，然后逆流出1个环形体积(约700bbl)。·这是安全措施，以确保所有水泥都在工作管柱下方，并且在环空中没有发现任何东西。13.关闭背部并且监控压力。实例2：比较数据测试水泥浆料的稠化时间和流体漏失，以便评价水泥浆料的性能。水泥浆料包括波特兰水泥、2％bwoc的膨润土和1％bwoc的偏硅酸钠和0.38％bwoc的缓凝剂。水泥浆料的密度为13.5ppg并且浆料产率为1.71英尺3/袋。图2示出根据api修改的计划表测试的触变水泥在101磅/立方英尺(pcf)(13.5磅/加仑(ppg))下的稠化时间测试。表1中提供此稠化时间测试的结果。表1-触变水泥浆料的稠化时间：表2中比较常规水泥浆料和触变水泥浆料的组成。表2-水泥浆料组合物：常规水泥浆料触变水泥浆料密度(ppg)12.7-15.013.5水泥(％bwoc)100100膨润土(％bwoc)0-1.52偏硅酸钠(％bwoc)01硅酸钠(gphs)00缓凝剂(％bwoc)00.38流动行为指数，n0.3<n<1n≤0.3在同一口井上一起测试不同的浆料和不同的填筑方法。表3中示出此测试的结果。表3-在同一口井上的水泥塞子事件汇总：塞子编号浆料类型填筑方法结果1常规的常规的无区域隔离2常规的常规的无区域隔离3常规的泵送和拉动无区域隔离4触变的泵送和拉动区域隔离1和2号非触变塞子各自在不同的时间分别泵送到孔中并且使其硬化。当钻机将管下放到孔中以找到水泥塞子的顶部时，钻杆在适当的深度处没有遇到任何水泥，并且没有返回地面。因此，没有区域隔离。使用泵送和拉动方法代替常规填筑方法将3号非触变塞子填筑在孔中。然而，与塞子1和2一样，钻杆在适当的深度处没有遇到任何水泥，并且没有返回到地面，因此3号塞子也未能显示出区域隔离。使用泵送和拉动填筑方法将由触变水泥浆料构成的4号塞子泵送到孔中并且使其硬化。当钻机将管下放到孔中以找到水泥塞子的顶部时，钻杆在适当的深度处遇到4号塞子，并且没有动态流体漏失。然后，钻机在井下循环更多的钻探泥浆、对井进行流量检查，并且确定井为静止的。因此，使用泵送和拉动方法填筑的触变水泥浆料成功地形成区域隔离。应注意，以下权利要求中的一个或多个利用术语“其中(where)”或“其中(inwhich)”作为过渡短语。出于定义本发明技术的目的，应注意，此术语在权利要求书中作为用于引入结构的一系列特性的陈述的开放式过渡短语引入，并且应以与更常用的开放式前导术语“包含”相同的方式解释。出于定义本发明技术的目的，过渡短语“由……组成”可在权利要求书中作为将权利要求的范围限制为陈述的组分或步骤和任何天然存在的杂质的封闭式前导术语引入。出于定义本发明技术的目的，过渡短语“基本上由……组成”可在权利要求书中引入以将一个或多个权利要求项的范围限制为陈述的要素、组分、材料或方法步骤以及不实质上影响所要求保护的主题的新颖特征的任何非陈述的要素、组分、材料或方法步骤。过渡短语“由……组成”和“基本上由……组成”可被解释为开放式过渡短语(如“包含”和“包括”)的子集，使得任意使用开放式短语来引入一系列要素、组分、材料或步骤的陈述应被解释为使用封闭式术语“由……组成”和“基本上由……组成”还公开一系列要素、组分、材料或步骤的陈述。举例来说，“包含”组分a、b和c的组合物的陈述应被解释为还公开“由组分a、b和c组成”的组合物以及“基本上由组分a、b和c组成”的组合物。在本申请中表达的任何定量值可被认为包括与过渡短语“包含”或“包括”相一致的开放式实施例以及与过渡短语“由……组成”和“基本上由……组成”相一致的封闭式或部分封闭式实施例。如在说明书和所附权利要求书中所使用的，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一种(a)”、“一个(an)”和“所述”包括复数个参考。动词“包含”和其共轭形式应被解释为以非排他性方式引用要素、组分或步骤。所引用的要素、组分或步骤可与未明确引用的其它要素、组分或步骤一起存在、利用或组合。应当理解，分配给某特性的任何两个定量值可构成所述特性的范围，并且在本公开中考虑由给定特性的所有所述定量值形成的范围的所有组合。已详细地并且通过参考特定实施例描述本公开的主题。应当理解，实施例的组分或特征的任何详细描述不一定暗示组分或特征对于具体实施例或任何其它实施例为必要的。另外，对于本领域技术人员显而易见的是，可在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下对所描述的实施例进行各种修改和变化。当前所描述的主题可包括一个或多个方面，所述一个或多个方面不应被视为对本公开的教导的限制。第一方面可包括一种减少井筒中的井漏的方法，其包含：将包含第一和第二端部以及外径和内径的导管插入井筒中；通过导管将触变水泥浆料泵送到井筒中，其中触变水泥浆料将在没有剪切的情况下粘度增加并且在剪切的情况下粘度降低，并且当触变水泥浆料具有大于12.69磅/加仑的密度时，所述触变水泥浆料具有小于或等于0.3的幂律指数值，其中触变水泥浆料包含至少一种水泥、至少一种增粘剂、混合水以及一种或多于一种强度促进添加剂；允许触变水泥浆料在井筒中硬化以形成塞子；从井筒中移除导管；和经由井筒中的塞子减少井漏。另一方面包括前述方面中任一项，其中导管为管并且内径的范围为2.551"至5.875"。另一方面包括前述方面中任一项，其中水泥包含波特兰水泥。另一方面包括前述方面中任一项，其中增粘剂包含膨润土。另一方面包括前述方面中任一项，其中强度促进添加剂包含硅酸钠或偏硅酸钠中的至少一种。另一方面包括前述方面中任一项，其中触变水泥浆料另外包含至少一种分散剂、至少一种消泡剂或至少一种缓凝剂。另一方面包括前述方面中任一项，其中触变水泥浆料具有在井底循环温度下在3转/分钟下大于9厘泊的剪切应力。另一方面包括前述方面中任一项，其中触变水泥浆料在井底循环温度下10分钟时的胶凝强度为浆料在10秒时的胶凝强度的两倍。另一方面包括前述方面中任一项，其中触变水泥浆料混合水包含淡水、低盐水或海水中的至少一种。另一方面包括前述方面中任一项，其中触变水泥浆料包含在水泥预水合物的1重量百分比至5重量百分比范围内的膨润土。另一方面包括前述方面中任一项，其中触变水泥浆料包含在水泥预水合物的0.5重量百分比至3重量百分比范围内的偏硅酸钠。另一方面包括前述方面中任一项，其中塞子具有通过将导管的体积除以因子0.7而计算的最大体积。另一方面包括前述方面中任一项，其中导管的外径等于井筒的直径除以2.25。另一方面包括前述方面中任一项，其中导管的直径沿导管的长度变化。另一方面包括前述方面中任一项，其中导管可在高压和高温下弯曲。另一方面包括前述方面中任一项，其中将导管插入漏失区处或上方的指定深度。另一方面包括前述方面中任一项，其中在泵送触变水泥浆料之前通过导管泵送隔离液。另一方面包括前述方面中任一项，其中在触变水泥浆料之后将隔离液泵送到导管中。另一方面包括前述方面中任一项，其中通过导管泵送触变水泥浆料之后为通过导管泵送钻探泥浆。另一方面包括前述方面中任一项，其中移除导管，同时通过导管泵送触变水泥浆料、钻探泥浆或隔离液中的一种，直到导管的第二端部在塞子上方。另一方面包括前述方面中任一项，其中使钻探泥浆沿导管外侧的井筒向下泵送，并且然后沿导管向上流动。当前第1页1 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技术特征：1.一种减少井筒中的井漏的方法，其包含：
将包含第一和第二端部以及外径和内径的导管插入所述井筒中；
通过所述导管将触变水泥浆料泵送到所述井筒中，其中所述触变水泥浆料将在没有剪切的情况下粘度增加并且在剪切的情况下粘度降低，并且当所述触变水泥浆料具有大于12.69磅/加仑的密度时，所述触变水泥浆料具有小于或等于0.3的幂律指数值，其中所述触变水泥浆料包含至少一种水泥、至少一种增粘剂、混合水以及一种或多于一种强度促进添加剂；
允许所述触变水泥浆料在所述井筒中硬化以形成塞子；
从所述井筒中移除所述导管；和
经由所述井筒中的所述塞子减少井漏。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述导管为管并且所述内径的范围为2.551"至5.875"。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述水泥包含波特兰水泥并且所述增粘剂包含膨润土。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述强度促进添加剂包含硅酸钠或偏硅酸钠中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述触变水泥浆料另外包含至少一种分散剂、至少一种消泡剂或至少一种缓凝剂。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述触变水泥浆料具有以下中的至少一种：
在井底循环温度下在3转/分钟下大于9厘泊的剪切应力；或
在井底循环温度下10分钟时的胶凝强度为在井底循环温度下10秒时的所述胶凝强度的两倍。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述触变水泥浆料包含以下中的至少一种：
在水泥预水合物的1重量百分比至5重量百分比范围内的量的膨润土；或
在水泥预水合物的0.5重量百分比至3重量百分比范围内的量的偏硅酸钠。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述塞子具有通过将所述导管的体积除以因子0.7而计算的最大体积。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述导管的所述外径等于所述井筒的直径除以2.25。
10.根据权利要求1所述的方法，其另外包含将所述导管插入漏失区处或上方的指定深度。
11.根据权利要求1所述的方法，其另外包含在泵送所述触变水泥浆料之前通过所述导管泵送隔离液。
12.根据权利要求1所述的方法，其另外包含在泵送所述触变水泥浆料之后通过所述导管泵送隔离液。
13.根据权利要求1所述的方法，其另外包含通过所述导管泵送所述触变水泥浆料，并且通过所述导管泵送钻探泥浆。
14.根据权利要求1所述的方法，其另外包含移除所述导管，同时通过所述导管泵送所述触变水泥浆料、所述钻探泥浆或所述隔离液中的至少一种，直到所述导管的所述第二端部在所述塞子上方。
15.根据权利要求1所述的方法，其另外包含使所述钻探泥浆沿所述导管外侧的所述井筒向下泵送，使得所述钻探泥浆沿所述导管向上流动。
技术总结用于减少井筒中的井漏的方法的实施例包含将包含第一和第二端部以及外径和内径的导管插入所述井筒中，和通过所述导管将触变水泥浆料泵送到所述井筒中，其中所述触变水泥浆料将在没有剪切的情况下粘度增加并且在剪切的情况下粘度降低，并且当所述触变水泥浆料具有大于12.69磅/加仑的密度时，所述触变水泥浆料具有小于或等于0.3的幂律指数值，其中所述触变水泥浆料包含至少一种水泥、至少一种增粘剂、混合水以及一种或多于一种强度促进添加剂。所述方法另外包含允许所述触变水泥浆料在所述井筒中硬化以形成塞子，从所述井筒中移除所述导管，和经由所述井筒中的所述塞子减少井漏。
技术研发人员：约瑟夫·迈克尔·小肖恩
受保护的技术使用者：沙特阿拉伯石油公司
技术研发日：2018.10.08
技术公布日：2020.06.05
