吸水膨胀类堵漏材料性能评价与研究.pdfVIP

乖 4划 钻 井 液 与 完 井 液 V_o1．29No．4 2012年 7月 DRILLING FLUID C0MPLET10N FLUID July 2012 【理论研究与应用技术】 吸水膨胀类堵漏材料性能评价与研究 贾佳 ， 郭建华 ， 赵雄虎 ， 朱翠英 (1．中国石油大学 (北京)石油工程学院，北京 ；2．中原石油勘探局钻井工程技术研究院，河南濮阳) 贾佳等 ．吸水嘭胀类堵漏材料性能评价与研究Ⅲ．钻井液与完井液，2012，29(4)：16．19，23． 摘要 吸水膨胀类堵漏材料是近年来逐渐发展起来的一种有效堵漏材料。室内实验分别考察 了温度，压力、 矿化度、pH值对室内合成的一种膨胀类堵漏材料性能的影响规律。结果表明 ：温度对堵漏材料膨胀性能影响较为 明显，随温度的增大，膨胀倍数随之增大；压力、pH值和溶液矿化度对其膨胀性能影响不明显。最后根据影响规律， 结合热力学知识、平衡理论、界面张力知识及其他相关理论对彬胀类堵漏材料的作用机理进行 了分析。 关键词 吸水膨胀材料 ；堵漏 ；交联聚合物 ；吸水机理 ；堵漏机理 中图分类号：TE282 文献标识码：A 文章编号：1001—5620(2012)04—0016—04 随着钻井迅速发展和钻探区块复杂性的增加， 1．2 吸水膨胀类堵漏材料的合成 井漏出现的频率越来越高，造成的影响也越来越恶 1)按 比例称取一定量的单体 1溶于烧杯中， 劣，不但造成了巨大的经济损失，还会严重损害产层， 并加人约 100mL蒸馏水 。 降低油层的开采率。因此越来越多的研究者开始寻 2)称取一定质量的膨润土，加入到混合溶液中， 找有效的堵漏方法，最常用的堵漏方法就是使用桥 边搅拌边加入适量NaOH溶液，调节pH值至指定 堵材料，这些材料取得了较好的应用效果，但存在 值，并加入N，N．亚甲基双丙烯酰胺 ，放在搅拌器 封堵强度低、施工复杂、解堵困难、成本较高等问 上搅拌，并加热到一定温度。 题 [1】。吸水膨胀类堵漏材料则很好地解决了这些问 3)依次加入适量的交联剂和引发剂，搅拌均匀， 题，取得了很好的应用效果。通过对吸水膨胀类堵 静置一段时间之后，得到块状弹性体，取出用剪刀 漏材料进行室内研究，总结出了影响其吸水性能的 剪成2cm左右的立方小块备用_2】。 因素，并分析了其堵漏作用机理。 4)按照上述步骤 1)、2)配制一定浓度的单体 2溶液，搅拌均匀，加入交联剂和引发剂，随后加 1 实验部分 入备用的块状弹性体，加热至一定温度，然后静置 1．1 实验仪器和药品 一 段时间，取出冷却，切割成大小适宜的小块 f3]， 并放人烘箱中，于高温下烘干，即得所需要的吸水 实验仪器 ：JB80A型高压计量泵，模拟堵 膨胀堵漏材料。 漏试验装置、不锈钢筛 网、远红外鼓风干燥箱、 XGRL一4型高温滚子加热炉、老化罐、电子天平等。 2 吸水膨胀堵漏材料的性能评价 实验药品：丙烯酸，丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、N， N．亚 甲基双丙烯酰胺、交联剂、引发剂、膨润土、 2．1 吸水膨胀性能 NaOH、HC1、NaC1、CaC1，等。 吸水膨胀性能一般用吸水膨胀倍数Q来量度， 基金项 目：国家重大专项项 目 “高含硫气藏安全钻井与完井技术”(2008ZX05017--002)和中石化中厚石油勘探局博士 后重点科技攻关项 目(2009319)的部分研究成果。 第一作者简介 ：贾