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        暫堵型聚合物凝膠修井液的研究與應(yīng)用

        2014-06-11 08:32:46黃曉輝新疆克拉瑪依市三達有限責任公司新疆834000
        化工管理 2014年21期
        關(guān)鍵詞:篩網(wǎng)修井吸水率

        黃曉輝(新疆克拉瑪依市三達有限責任公司 新疆 834000)

        一、研究的目的及意義

        井漏是鉆井過程中普遍存在而又十分嚴重的問題,它不僅大大影響了鉆井速度,而且也造成了巨大的直接經(jīng)濟損失。近年來,從國內(nèi)外堵漏材料的研究應(yīng)用狀況看,化學(xué)堵漏劑發(fā)展較快,而且井漏和堵漏理論的發(fā)展對堵漏材料的發(fā)展起到推動作用,兼有堵漏和防水功能的兩用堵漏劑得到廣泛的研究應(yīng)用?;瘜W(xué)堵漏劑重視各種水溶性樹脂、高分子聚合物、膠乳等固化后具有粘彈性的基礎(chǔ)物質(zhì)開發(fā)以及纖維材料表面的化學(xué)改性和彼此間的配合使用。

        由于上述原因,使用這類堵漏材料在處理井漏時,極易造成堵漏效果的不佳或者堵漏后很容易發(fā)生重復(fù)性漏失。因此研究和開發(fā)出一種具有一定的可變形性,且能抗高溫、抗鹽的新型吸水膨脹性顆粒堵漏劑及其相關(guān)工藝技術(shù)來提高治理井漏的效果具有十分重要的現(xiàn)實意義。

        但隨著天然氣的持續(xù)采出,各氣田平均地層壓力不斷下降,地層壓力系數(shù)進一步降低,研制出與儲層配伍性好、堵漏性能穩(wěn)定的防止細小裂紋漏失的修井液,修井后,對原生產(chǎn)井的產(chǎn)量影響小,產(chǎn)能都能夠恢復(fù)到原產(chǎn)量的90%以上。

        二、堵漏劑合成

        針對常用防漏失材料在低壓力系數(shù)氣井中,封堵強度及厚度達不到要求,封堵效果不佳的難題,利用丙烯酸衍生物、丙烯酰胺衍生物、丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸鈉等為原料用過硫酸銨和亞硫酸鈉為引發(fā)劑在一定條件下生產(chǎn)出吸水樹脂,通過改進配方,調(diào)節(jié)交聯(lián)劑N-亞甲基雙丙烯酰胺的用量,成功生產(chǎn)了具有良好吸水性的聚合物,再把聚合物加工成適當粒徑的產(chǎn)品。

        圖1 高吸水樹脂樣品的分子結(jié)構(gòu)Fig.1 (Super absorbent polymer molecular structure of samples)

        合成的高吸水樹脂樣品,以K Br片制樣,用PE公司生產(chǎn)的Paragon 100型IR光譜儀作紅外光譜譜圖見圖示,通過光譜分析可以得出:產(chǎn)品分子鏈上帶有初始的分子設(shè)計基團,驗證了設(shè)計合成的分子結(jié)構(gòu)。

        圖2 吸水樹脂的紅外光譜圖Fig.2 (IR spectra of the water-absorbent resin)

        三、堵漏材料的吸水率測定

        評價方法如下:精確稱取研碎的100目篩網(wǎng)和200目篩網(wǎng)之間的干樹脂50 mg,放入250 ml燒杯中,在室溫下加入去離子水浸泡0.5h,用100目篩網(wǎng)濾去多余的水,稱量吸水后樹脂重量:

        吸自來水、鹽水率、泥漿濾液測定方法同上,只是把去離子水換成自來0.9%的Na C l水溶液和泥漿做失水后的濾液,其結(jié)果如下表。

        表3 堵漏材料的吸水率Table.3 (The plugging materials of water absorption)

        從吸水率看,改進生產(chǎn)后堵漏材料的吸水性能良好,從而可有效降低修井過程中修井液對地層造成的水鎖傷害。

        結(jié)論與認識

        1.室內(nèi)性能評價試驗說明:研究的暫堵型聚合物凝膠修井液防膨、固化水防液鎖、穩(wěn)定性、抗高溫、抗壓等各項性能優(yōu)良,對地層漏失通道狀態(tài)具有良好的適應(yīng)性,凝膠顆粒的堵塞與骨架制支撐作用,提高了原修井液的防漏及暫堵性能;

        2.利用堵漏劑的吸水自適應(yīng)性,可以較好地適應(yīng)氣田持續(xù)開發(fā)過程中地層條件的復(fù)雜變化,其良好的吸水性防止了水敏性地層的粘土膨脹傷害,聚合物凝膠修井液的適應(yīng)范圍將更加廣泛,火山巖氣藏屬于裂縫-孔隙雙重介質(zhì)儲層,微裂縫較為發(fā)育,修井過程中防漏失性是修井液要考慮的重要性能,暫堵型聚合物凝膠修井液的研究與成功應(yīng)用,為提高火山巖氣藏及低滲透氣藏氣井修井后復(fù)產(chǎn)效果,提供新的技術(shù)支撐。

        3.聚合物修井液中凝膠具有較強的抗稀釋、抗腐蝕性能和流動增阻建墻性能,暫堵性及再堵性強,吸水自適應(yīng)性能強、適用范圍廣,易降解返排,實現(xiàn)了對儲層的低濾失和低傷害,提高了儲層保護效果,HU 2003井和HU 2005兩口井施工后產(chǎn)量分別恢復(fù)至施工前的95%和88.9%,有效解決了壓力系數(shù)低于0.5、易漏失地層氣井修井后復(fù)產(chǎn)困難的問題;

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