水乳环氧树脂对水硬性凝胶工作液性能的影响

水硬性凝胶形成的固化隔段强度低、胶结差、孔缝裂隙多,在精细控压钻井起下钻过程中难以有效封隔油气层并防止流体上窜。为了解决这一难题,室内采用一种水乳环氧树脂CQ-WERE和配套固化剂CU-900作为性能改善剂,研究其对水硬性凝胶工作液流变性能和固化隔段力学性能的影响,并分析了其改善凝胶隔段力学性能的机理。结果表明:水乳环氧树脂与水硬性凝胶工作液相容性好,对凝胶工作液的流动度和流变参数影响小,水硬性凝胶工作液的稠化时间随着水乳环氧树脂加量的增加而缩短;水乳环氧树脂可以明显提高水硬性凝胶隔段的抗压强度及其与管壁面的胶结强度,当水乳环氧树脂质量分数为3%时,120℃养护5 h后,水硬性凝胶隔段抗压强度及与管壁面胶结强度分别达到4. 61 MPa、1. 31 MPa/m;同时固化隔段自身胶结好,在承压封气装置中突破压力不小于1. 25 MPa/m隔段;形成的固化隔段可钻性级值为2级,采用钻头即可快速钻除。由于水乳环氧树脂与水硬性凝胶工作液结合后的减水作用、固化交联作用形成特殊的键桥,能减少微观缺陷、增强致密性、阻止裂缝扩展,起到改善凝胶隔段的力学特性。

控压钻井用凝胶隔段工作液性能评价及机理分析

精细控压钻井技术在四川磨溪高石梯和下川东等地区应用,解决了因窄安全密度窗口引起的严重井漏、喷漏同存、难以钻进的工程难题,但在起下钻及完井过程中缺乏有效且安全的过程控制工艺,导致钻井液漏失严重,且井控风险极高。为此,笔者基于无机水硬性胶凝理论、密实充填理论、固化增强理论,提出了一种脆性可钻凝胶隔段封隔技术,并通过处理剂优选、配方优化形成凝胶隔段工作液。性能评价结果表明:该凝胶工作液初始流动性能和稳定性好、40 Bc稠化时间0.5～4 h可控,满足温度80～150℃要求、抗钻井液污染能力强;固化后段塞抗压强度高,达到8.02 MPa,与套管壁面胶结强度高,达到1.45 MPa/m^2;同时固化段塞自身胶结性能好,承压封气能力不小于2.69 MPa/m;固化后段塞可钻性级值为1级,采用钻头钻除即可快速恢复钻进。