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CN110218554A - 一种油气井压差激活封窜剂 - Google Patents

一种油气井压差激活封窜剂 Download PDF

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CN110218554A
CN110218554A CN201910540157.6A CN201910540157A CN110218554A CN 110218554 A CN110218554 A CN 110218554A CN 201910540157 A CN201910540157 A CN 201910540157A CN 110218554 A CN110218554 A CN 110218554A
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CN
China
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parts
pressure difference
oil
gas well
agent
Prior art date
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Pending
Application number
CN201910540157.6A
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English (en)
Inventor
罗伟
马毅超
蒲草
王玲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanchong Vocational and Technical College
Original Assignee
Nanchong Vocational and Technical College
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • C09K8/426Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells for plugging
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Sealing Material Composition (AREA)

Abstract

本发明公开了一种油气井压差激活封窜剂,包括以下重量份的组分:包括以下重量份的组分:聚合物胶乳100份、激活剂2.5份、终止剂6份、稳定剂1份、预聚体10份、单体3份、交联剂7.5份、蒸馏水20份。本发明具有压差激活能力,并且形成的封堵层样品在120℃老化72h后颜色略变深,但仍具有良好弹性,而在130℃老化较短时间后弹性变差。

Description

一种油气井压差激活封窜剂
技术领域
本发明属于石油天然气勘探开发技术领域,涉及一种油气井压差激活封窜 剂。
背景技术
随着石油天然气勘探开发工作不断深入,大量油气井在开发过程中相继出 现环空压力异常现象日益严重。目前,国内外油田常用的高强度化学封窜剂是 油井水泥或超细水泥,其普遍用于油田堵水、封窜、堵漏等方面,现场应用表 明,油井水泥或超细水泥强度虽高,但固化后体积却会收缩,并且会产生微裂 缝,胶结强度差,封堵率低,因此油井水泥和超细水泥封窜成功率较低,难以 解决油、水井管外窜槽的问题.针对常规堵漏剂无法达到油气井封窜堵漏目的, 本发明设计一种差激活封窜剂。
发明内容
本发明主要是克服现有技术中的不足之处,提出一种油气井压差激活封窜 剂。
本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是:一种油气井压差激活封窜 剂,包括以下重量份的组分:聚合物胶乳100份、激活剂2.5份、终止剂6份、 稳定剂1份、预聚体10份、单体3份、交联剂7.5份、蒸馏水20份。
进一步的技术方案是,所述聚合物胶乳为聚合物丁晴胶乳。
进一步的技术方案是,所述聚合物丁晴胶乳包括以下重量份的组分:丁二 烯69份、丙烯腈31份、乳化剂2.66份、相对分子质量调节剂0.38份、活化剂 0.033份、引发剂0.0135份、除氧剂0.02份、软水220份。
进一步的技术方案是,所述乳化剂为甲醛次硫酸氢钠,所述相对分子质量 调节剂为叔十二碳硫醇,所述活化剂为乙二胺四乙酸-铁钠盐,所述引发剂为过 氧化氢二异丙苯。
进一步的技术方案是,所述激活剂为电解质。
进一步的技术方案是,所述终止剂为双链季铵盐表面活性剂。
本发明的有益效果:本发明具有压差激活能力,并且形成的封堵层样品在 120℃老化72h后颜色略变深,但仍具有良好弹性,而在130℃老化较短时间后 弹性变差。
附图说明
图1为实施例一初步形成的压差激活封窜剂。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做更进一步的说明。
实施例一
本发明的一种油气井压差激活封窜剂,包括以下重量份的组分:聚合物丁 晴胶乳100份、激活剂2.5份、终止剂6份、稳定剂1份、预聚体10份、单体 3份、交联剂7.5份、蒸馏水20份。
所述聚合物丁晴胶乳包括以下重量份的组分:丁二烯69份、丙烯腈31份、 乳化剂2.66份、相对分子质量调节剂0.38份、活化剂0.033份、引发剂0.0135 份、除氧剂0.02份、软水220份。
上述配方根据以下步骤进行制备:
(1)在搅拌条件下将100份聚合物丁晴胶乳加入蒸馏水中,搅拌速度控制 在1200转/分钟,在控制速度下缓慢加入2.5份激活剂溶液,完毕后反应5h;
(2)加入6份终止剂搅拌5min;
(3)加入3份单体与10份预聚体,搅拌均匀;
(4)加入7.5份交联剂于70℃搅拌60min;
(5)再加入1份稳定剂,搅拌均匀,即形成压差激活封窜剂。
对实施例一配制好的压差激活封窜剂的性能进行评价
一、损坏丝扣封堵性
将配好的封窜剂储备在中间容器中,该中间容器与损坏螺纹丝扣之间存在 一个阀门,系统采用氮气气瓶供压。加压后,观察液体通过损坏丝扣情况。
为显示堵漏效果,将未经任何处理的聚合物H胶乳与压差激活封窜剂封堵 损坏丝扣效果进行了对比。实验过程,在高压作用下,全部聚合物H胶乳经损 坏丝扣处迅速喷射而出,未能有效封堵损坏丝口。而压差激活封窜剂经损坏丝 扣处时,开始流出一定体积液体,在压差作用下,流量越来越小,逐渐减小为 滴状,最后变为微渗漏,至到最后完全堵死。结束实验拆卸装置后,显示封窜 剂在丝扣处形成了弹性高强凝胶,而在管道内封窜剂仍为流动性良好的液体。
整个实验结果表明,封窜剂具有明显的压差激活性能,能够在漏点处高剪 切作用下,粒子之间迅速发生反应,具有形成高强度凝胶而封堵漏点的特点。 在损坏丝口形成封堵层后,采用高压稳压泵进行承压实验,结果表明封堵层承 压30.90MPa 5小时后仍不泄漏。
二、封窜剂的压差激活性
在最佳条件下制备密封剂,将200目的筛网加到布氏漏斗中模拟渗漏情况, 用真空泵形成布氏漏斗里外压差作用,封窜剂密封前后的状态见图1。由图可知, 封窜剂在密封前为流动的液体,密封后形成紧贴筛网的具有弹性的固体密封剂, 说明该压差激活封窜剂可以在有压差的情况下聚集形成密封层,有效密封漏点。 真空泵可以稳定在0.1MPa的最大负压下,说明在该压力下已密封筛网。
三、狭缝封堵性
调节可视化压差堵漏实验仪缝宽,将封窜剂在不同压力下以不同剪切速率 通过狭缝,观察狭缝处的封堵情况。实验结果如表1所示。
表1封窜剂在不同缝宽处的封堵实验结果
四、体系耐温性
实验采用高温老化罐开展了封窜剂产品耐温性测试,试验结果如表2所示。
表2封窜剂产品耐温性测试结果
老化温度/℃ 老化时间/h 现象
30 24 液体稳定
60 24 液体稳定
80 24 液体稳定
90 24 液体稳定
100 24 出现少量反应,流动性较好
110 24 发生反应,出现大颗粒,具有流动性
120 2 发生反应,失稳凝固
130 1 生反应,失稳凝固
从结果可以看出,当温度在90℃以下时,产品不会发生失稳凝固反应;当 温度处于90~110℃,产品出现反应,但仍具有较好流动性;当温度超过110℃ 时,体系胶粒间发生反应,短时间内生反应,失稳凝固成固体,失去流动性。
五、封堵层耐温性
形成的堵漏层耐热老化性能也决定封窜时效,耐温性好的材料能够保持窜 点的长期密封性。实验中对形成的封堵层取样进行了热老化测试。试验表明, 样品在120℃老化72h后颜色略变深,但仍具有良好弹性。而在130℃老化较短 时间后样品颜色焦黄,仅保持较小弹性。
压差激活封窜剂产品性能评价结果表明,封窜剂具有压差激活能力。高压 堵漏试验结果表明,在损坏Φ6丝扣及0.5mm以下狭缝漏点能够形成封窜层,该 封堵层能够承受30MPa压差。当温度在90℃以下时,产品不会发生失稳凝固反 应;当温度处于90~110℃,产品出现反应,但仍具有较好流动性;当温度超过 110℃时,体系胶粒间发生反应,短时间内生反应,失稳凝固成固体,失去流动 性。形成的封堵层样品在120℃老化72h后颜色略变深,但仍具有良好弹性,而 在130℃老化较短时间后弹性变差。
以上所述,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已通过上述实 施例揭示,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变动或修饰为等 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。

Claims (6)

1.一种油气井压差激活封窜剂,其特征在于,包括以下重量份的组分:包括以下重量份的组分:聚合物胶乳100份、激活剂2.5份、终止剂6份、稳定剂1份、预聚体10份、单体3份、交联剂7.5份、蒸馏水20份。
2.根据权利要求1所述的一种油气井压差激活封窜剂,其特征在于,所述聚合物胶乳为聚合物丁晴胶乳。
3.根据权利要求2所述的一种油气井压差激活封窜剂,其特征在于,所述聚合物丁晴胶乳包括以下重量份的组分:丁二烯69份、丙烯腈31份、乳化剂2.66份、相对分子质量调节剂0.38份、活化剂0.033份、引发剂0.0135份、除氧剂0.02份、软水220份。
4.根据权利要求3所述的一种油气井压差激活封窜剂,其特征在于,所述乳化剂为甲醛次硫酸氢钠,所述相对分子质量调节剂为叔十二碳硫醇,所述活化剂为乙二胺四乙酸-铁钠盐,所述引发剂为过氧化氢二异丙苯。
5.根据权利要求1所述的一种油气井压差激活封窜剂,其特征在于,所述激活剂为电解质。
6.根据权利要求1所述的一种油气井压差激活封窜剂,其特征在于,所述终止剂为双链季铵盐表面活性剂。
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