压差激活合成树脂堵漏剂的研制及评价

本文提出了一种新型高温高压井筒封固方案,利用胶囊将固化剂包载隔离,以达到控制反应速度的目的。在封固剂到达目标井段后,仅在漏点压差作用下将纳米胶囊破坏,使树脂与固化剂开始反应,自适应封堵泄漏孔隙,从而降低了安全风险。使用过氧化苯甲酰、聚苯胺和十二烷基苯磺酸钠制备的微胶囊固化剂,其最佳乳化剂为微胶囊固化剂质量的0.7%。同时,研制了合成树脂堵漏材料,可在一定温度和压差下进行裂缝自适应堵漏修复。树脂固化体抗压强度为147MPa,耐受温度达280℃,具有广阔的应用前景。

压差激活密封剂的制备与性能研究

本文通过对胶乳浓度、电解质加量、制备温度、终止剂加量、停搅时间等多种因素的考察,确定胶乳浓度为20%、电解质加量为10mL、制备温度为70℃、终止剂加量为6mL、停搅时间为5min。通过微观分析发现,在此条件下制备的丁基胶乳在NaCl的作用下能够形成分散性良好、形貌规则、粒径均匀的微球状胶凝颗粒,粒径集中分布在100~300μm;通过模拟封堵实验发现,制备的密封剂可在12MPa下对缝隙、油管丝扣等不同微泄漏处激活封堵,说明该密封剂具有良好的封堵性能;通过对密封剂的封堵行为同时分析了其自适应修复机理。

压差激活密封剂的制备、密封性能及机理研究

压差激活密封剂是一种具有自适应密封、施工简单、费用低等特点的新型密封体系,对于油气井管柱完整性的快速修复具有重要意义。笔者以羧基丁腈胶乳(XNBRL)、MgCl2、OP-10、VIS-B为原料,设计四因素四水平正交实验,考察了胶乳浓度、激活剂浓度、剪切速率、停搅时间对压差激活剂固相颗粒生长及微结构的影响,评价了压差激活剂的动态密封性能,分析了压差激活密封机理。结果表明,压差激活密封剂固相颗粒形貌规则,具有层级体型结构,粒径小于400μm;粒径生长影响顺序为:停搅时间>胶乳浓度>激活剂浓度>剪切速率;制备密封剂可在50℃、7.5 MPa压差下对0.5 mm×0.8 mm×10 mm微缺陷成功实施封堵;根据微粒形貌、分子聚集态结构及其射流场剪切形变行为,提出了密封流体在微缺陷压差作用下的液固转化力学-化学耦合构效模型,初步揭示了压差激活密封剂的自适应修复机理。

压差激活密封剂

针对油气井的管件在生产过程中易出现损坏泄露,优选了胶乳、激活剂、终止剂、稳定剂,复配出一种模拟人体创伤流血自身修复的压差激活密封剂。该密封剂的主剂为丁腈胶乳,激活剂为CH3COONa、Mg SO4和Na Cl,终止剂为Gemini1231及Gemini1631,稳定剂为钠基膨润土。研究表明,该密封剂只在出现压差的泄漏点凝固,在其他情况下保持流动状态;使用温度为–20--120℃;密封剂粒度在0--1 000μm范围可控,甚至更大。采用φ139.7 mm油管对丝扣进行破坏模拟泄漏,结果显示,泄露速度为600 m L/min时,采用压差激活密封剂停留60 s成功修复,修复后体系在水压为40 MPa和氮气压力为35 MPa时的密封效果符合行业标准。

复合压差激活密封剂的设计及其封堵性能

压差激活密封剂是一种新型密封流体,可在漏点压差作用下对丝扣、管线等静密封的微缺陷损伤实施快速、自适应修复,但其密封性受漏点尺寸影响较大,因而在油气井生产及井筒完整性恢复中的应用受到了一定的限制。为了提高压差激活密封剂的适用性,基于密封流体在压差作用下的相态转变及密封行为特点,提出了固-液态密封材料协同增效强化大孔隙封堵的复合修复技术,通过两类固体密封材料("桥堵"刚性粒子与"拉筋"纤维)的联用,改变泄漏孔隙几何结构和流体迁移路径,促使压差激活密封剂形成有效固体屏障,充填大孔隙完成密封修复。室内实验结果表明:①制备的压差激活密封剂是一种多分散体系,其核心颗粒形状较规则,粒径集中分布于300~400 mm;②在评估压力范围内,海泡石纤维作为结构形成剂,提高了形成密封固体的完整性;③贻贝粉体作为孔隙结构修饰剂,改善了密封流体在泄漏受限空间的驻留能力,二者协同改善了形成固体屏障的结构,极大增强了复合压差激活密封剂的大孔隙封堵效果。结论认为,该研究成果可以为油气井新型多功能密封剂体系的开发与应用提供理论与技术支持。

压差激活密封剂的制备与应用

为满足油气井密封损伤快速、经济、安全修复的要求,以羧基丁腈胶乳、黄原胶、MgCl2和烷基酚聚氧乙烯醚为原料制备了一种新型压差激活密封剂,通过激光粒度分析仪和超景深三维显微系统分析了密封剂的微观形貌,通过自制的动态堵漏评价设备考察了密封剂的动态堵漏性能,分析了该密封流体的压差激活封堵机理,并在海上G2气田进行了现场应用。结果表明,制备的压差激活密封剂是一种多分散相体系,分散相为复合液滴,胶粒呈规则球状,平均粒径为261.5μm;在15 MPa内可对丝扣、裂缝等不同微泄漏形成良好封堵,封堵性随温度升高而增强。构建的力学-化学耦合新模型表明,复合液滴在漏点压差流场内去水化激活中心粒子,活性粒子聚结填充泄漏孔隙,实现自适应封堵。该压差激活密封剂在海上环空带压井进行了泄漏修复应用,效果良好。图10参28。

压差激活密封剂的微缺陷自适应修复行为及机理

压差激活密封剂是一种适用于油气井管柱微泄漏快速、安全修复的新技术,目前关于该体系的应用及理论研究报道较少。采用室内实验、结构表征、理论分析及数值模拟相结合的方法,开展了压差激活密封剂制备、微形貌检测、密封性能评价、压差激活机理分析、自适应密封动力学模拟等方面的应用基础研究。研究结果显示:制备的压差激活密封剂是一种多分散相体系,分散相为水化胶粒,具有微米级层状体型结构,是确保压差激活密封性能的关键组分;在5~15 MPa压差范围内,密封剂能够在150 s内穿透丝扣滑脱及漏缝孔隙形成韧性固体屏障,有效封堵不同类型微缺陷;基于水化胶粒的分子形态与稳定性间关系,提出了压差激活密封流体的液-固转化构效假设,建立了漏点压差的自适应密封力学-化学耦合模型;分析了复合液滴在环境液体压差下的受力状态,采用LES-VOF方法模拟了复合液滴在环境液体射流场的变形与破碎动力学行为,研究了水化胶粒的去水化动态演化过程,表层水化膜的射流变形显著大于胶核,可发生振荡破裂使胶核活化聚结,进而充填固化封堵微缺陷。模拟结果与理论分析基本一致,为进一步研究压差激活密封剂提供了理论支持。

压差封堵技术在JQH2井的应用

在油气生产中,油气井管柱或密封组件损坏,是导致油气生产产量低下的主因,特别是密封失效引发的环空带压问题,还造成了较高的井控风险,如果以传统方式进行封堵、修补,不只是会产生较高的成本,而且耗时长,会严重影响到生产的正常进行。压差激活密封剂是一种适用于油气井管柱微泄漏快速、安全修复的新技术,目前关于该体系的应用及理论研究报道较少。采用室内实验、理论分析等方法,开展了压差激活封堵剂制备、密封性能评价、压差激活机理分析、提出了压差激活封堵剂的力学—化学耦合模型。通过JQH2井的套管事故处理实例,旨在推广压差封堵技术,以期望对业内类似事故有借鉴和指导意义。

高含硫化氢气井井下漏点诊断方法与堵漏技术研究

泄漏效应引起持续环空压力以及H 2S侵入环空造成油层套管腐蚀严重威胁高含硫化氢气井的安全生产,因此保障井筒在全生命周期始终处于完整可靠服役状态显得尤为重要。为此,文章首先结合理论图版和高频超声波测漏技术建立了一套井下漏点综合诊断方法,以实现井下漏点位置的准确确定;然后通过自制的压差堵漏实验仪对自主研发的压差激活封窜剂进行了封堵性能评价,同时也对形成的高强度凝胶开展了承压性和热稳定性评价;最后结合现场实际情况,制定了井下堵漏实施前提条件并配套了相关堵漏工艺。现场应用效果表明,研制的压差激活封窜剂以及配套的堵漏工艺能实现井下漏点的成功封堵,可在类似高含硫化氢气田推广应用。

一种不动管柱的井下液控管线堵漏技术

在油田生产过程中，液压控制管线出现泄漏的情况时有发生，传统方法需要使用修井机进行动管柱作业，处理起来比较困难。近年来提出一种不动管柱的压差激活密封新技术，该技术无需起出井下泄漏管柱，便能够快速确定泄漏点深度及泄漏速率，并进行有效封堵，从而有效缩短恢复周期，降低作业成本。本文结合现场应用试验，对压差激活密封技术的基本原理、技术特点及工艺流程进行分析研究。