复杂地质条件下弹性孔网材料堵漏性能研究

探究不同类型、不同泡孔规格弹性孔网材料在复杂地质条件下对裂缝的堵漏性能。选择阻燃型弹性孔网和过滤型弹性孔网,并对其泡孔规格分别设置为10目、8目、6目和8目、6目、4目,将其作为实验样本,对六个样本进行压缩回弹性能和抗拉强度测试。在相同泡孔规格下,阻燃型弹性孔网材料的堵漏性能优于过滤型弹性孔网。同为阻燃型弹性孔网材料,泡孔数目越多堵漏性能越好。可以选择10目或8目阻燃型弹性孔网,对复杂地质条件下的裂缝进行堵漏。

高温延迟交联聚合物堵漏剂的制备与性能

针对目前凝胶堵漏材料注入性差、高温成胶时间短等问题,以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为单体,偶氮二异丁脒盐酸盐为引发剂,聚乙烯亚胺和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,以自由基聚合与聚合物交联相结合的方法,研发了一种具有成胶强度高、高温成胶时间可控等优点的高温延迟交联聚合物堵漏剂PM-1,并通过正交实验和单因素实验得到了PM-1的最优制备条件,评价了PM-1的注入性、成胶性和堵漏性,并分析了PM-1的高温延迟交联机理。结果表明,堵漏剂PM-1的最佳制备条件为:单体质量分数为10%(AM、AMPS物质的量比为4∶1),聚乙烯亚胺加量为0.4%,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺加量为0.2%,偶氮二异丁脒盐酸盐加量为0.1%,自制聚合物BRZ加量为1.2%;该堵漏剂具有良好的注入性能;堵漏剂在130℃下老化96 h后仍可封堵粒度1.7~4 mm的砂层,与惰性材料所形成的复合凝胶对5 mm的裂缝漏层承压能力达6 MPa;添加0.4%聚乙烯亚胺能够使堵漏剂的交联时间延长3~5 h,可保证地下交联凝胶堵漏施工的顺利进行。

杂化交联复合凝胶堵漏剂的制备及其性能评价

针对常规化学凝胶堵漏剂抗高温和力学性能差的问题,以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)为硅源,以锂皂石(Laponite)为增韧剂和无机交联剂,以自制反应性微凝胶BWL为有机交联剂,与丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸(MAA)等聚合,合成一种杂化交联复合凝胶材料,据此制备凝胶颗粒堵漏剂,考察其凝胶黏弹性能、SiO 2强化凝胶抗温能力、Laponite强化凝胶力学性能等。结果表明:与常规凝胶相比,杂化交联复合凝胶具备三重交联网络结构,在140℃条件下老化后仍可保持较高的储能模量和损耗模量、良好的抗拉伸和抗压缩能力;当使用质量分数均为2%、粒径分别为0.25~0.38 mm、0.38~0.83 mm和0.83~1.70 mm的杂化交联复合凝胶堵漏剂组合时,可以满足高渗透性和裂缝性漏失地层的承压堵漏需求。

钻井用耐剪切堵漏剂DLJ-5的性能

针对裂缝性地层钻井过程中,常规的桥塞堵漏材料堵漏效果不佳或者堵漏后发生重复性漏失的难题,通过引入锂皂石,研制出了一种耐剪切的钻井液堵漏剂DLJ-5,借助激光粒度分析仪和衍射仪研究了其微观形貌,并对其吸水膨胀性能、耐剪切性能以及与钻井液的配伍性进行了评价,最后研究了DLJ-5的堵漏性能。结果表明,研制出的堵漏剂DLJ-5的平均初始粒径为204.5μm,内部的有机和无机双网络结构提高了堵漏剂的强度。堵漏剂DLJ-5在50℃模拟地层水条件下的膨胀倍数为35.52,具有很好的耐剪切性能,与长庆油田钻井液的配伍性好,在高矿化度地层具有一定的堵漏承压性能。该耐剪切堵漏剂在裂缝性地层的钻井过程中具有广泛的应用前景。

预交联凝胶微球堵漏剂的性能评价

为解决裂缝性地层的漏失问题,以丙烯酰胺为单体、过硫酸钾为引发剂、JL-2为化学交联剂、锂皂石为物理交联剂、SP-80为分散剂、航空煤油为油相,采用反相悬浮法制备了一种耐剪切的预交联凝胶微球堵漏剂WQ-5,利用激光粒度分析仪评价WQ-5吸水前后的粒径分布,并研究了堵漏剂WQ-5的吸水膨胀性能的影响因素和耐剪切性能,采用高温高压失水仪砂床实验评价了WQ-5的堵漏承压性能。结果表明:制备出的预交联凝胶微球堵漏剂WQ-5为球形颗粒,初始平均粒径为184.5μm,在20℃、1%NaCl水溶液中膨胀24 h后的粒径为450.5μm;WQ-5的膨胀倍数与温度、矿化度和pH值有关,温度越高、矿化度越小、p H值越大,预交联凝胶微球的膨胀倍数越高;该堵漏剂具有良好的堵漏承压性能。

pH响应型复合堵漏剂的制备及其微裂纹堵漏研究

渗漏封堵材料在石油和天然气的开采、长距离输运、储存都有重要应用。智能型封堵材料可通过微米尺度狭缝处产生的环境变化,实现对狭缝位点的识别、聚集,并通过自身的堆积和交联实现对渗漏点的有效封堵。以密度适宜的CaCO3做内核,外层包覆功能化的有机材料制备了pH响应型复合堵漏剂,并对其封堵性能进行了测试。结果表明:粒径不同的复合堵漏剂在裂纹渗漏位点堆积,在pH升高的情况下,微粒之间交联形成具有一定机械强度的封堵材料,可承受20MPa以上的压强差。

抗高温纤维强化凝胶颗粒堵漏剂

井漏是钻井过程中常见的复杂难题,针对常用聚合物凝胶堵漏剂抗温性能差、承压封堵能力弱的问题,通过分子结构设计,以丙烯酰胺、甲基丙烯酸丁酯和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸为单体,柔性纤维为强化材料,过硫酸铵为引发剂,通过与自制大分子交联剂BWL聚合反应,制备了一种新型抗高温纤维强化凝胶堵漏剂。研究了柔性纤维对凝胶堵漏剂流变性能的影响,通过扫描电镜、热重、承压堵漏实验等对凝胶堵漏剂的微观结构、热稳定性、吸水膨胀性和承压堵漏性能进行了研究。结果表明:柔性纤维增强了凝胶堵漏剂的空间网架结构,使其韧性更强;凝胶堵漏剂颗粒具有良好的热稳定性和吸水膨胀性,通过“吸水膨胀、挤压充填”的堵漏原理对漏失通道进行封堵,在140℃下对高渗透性漏失层的封堵承压高于7 MPa,对宽裂缝漏失通道封堵后承压高于5 MPa,可满足高温高压漏失地层中堵漏目的。