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一种新型外柔内刚型封堵剂的研制

刚性封堵剂强度大,难以有效适应地层孔隙的尺寸及形状;柔性封堵剂自适应能力强,但承压强度低,两者均都难以形成有效封堵。结合刚性封堵剂强度大和柔性封堵剂自适应能力强的优点,采用碳酸钙作为刚性内核,以酰胺和2-酰胺基-2-丙磺酸为主要聚合单体,以N,N-亚双酰胺为交联剂,以过硫酸铵-亚氧化还原体系为引发剂,采用溶液聚合法制备了一种外柔内刚型封堵剂。该封堵剂吸水膨胀倍数较小,抗压强度高,抗温性好,对钻井液流变性影响小,并具有较柔性封堵剂更好的降滤失和砂床封堵性能。

水平井堵水高强度缓沉封堵剂研究与性能评价

封堵剂体系固化后的红外光谱和扫描电镜实验结果可知,PS-1与水泥主剂反应形成的白色膜状物缔合结构附着在水化产物的表面或者填充在水化产物间隙,使得封堵剂体系在固化之后结构更加紧密,封堵剂体系强度得到增强。封堵剂体系的缓沉分散机理表明:加入JSJ的封堵剂体系的Zeta电位显示为负电且值大于空白试样,表明封堵剂体系中电性被改变,颗粒产生了相斥的静电作用,使得水泥颗粒分散开来;DSC、XRD、红外光谱实验可知,封堵剂体系前期水化产物的生成被阻碍,但是随着水化龄期的增加,水化产物的生成不再受影响。结合油田现场工艺应用条件,通过室内实验对封堵剂体系的综合性能与工艺适应性进行研究,结果表明:封堵剂体系缓沉时间达到6h以上,固化抗压强度可以达到32.2MPa;由填砂管物模实验结果可知,封堵剂体系1PV注入量下,在90℃下养护7d,突破压力可以达到0.9MPa·cm~(-1),封堵率可以达到99.2%。综上所述,研究所获得的封堵剂体系与目前应用的水平井封堵剂体系相比,具有缓沉时间较长,固化强度较高,可以作为一种新型水平井化学封堵剂体系进行现场应用。

水基钻井液用耐高温纳米聚合物封堵剂的研制

深井超深井钻井过程中,纳米聚合物封堵剂对解决微孔隙、微裂缝发育地层的井壁失稳问题至关重要,然而高分子聚合物类封堵剂高温易降解失效。优选N,N-二酰胺(DMAM)、2-酰胺-2-丙磺酸(AMPS)、(ST)和二二化铵(DMDAAC)为反应单体,过硫酸铵为引发剂,N,N-亚双酰胺(MBA)为交联剂,采用乳液聚合法合成了一种纳米聚合物封堵剂。红外光谱显示合成材料为目标产物,粒度分析表明中值粒径为129 nm。通过砂盘封堵实验以及高温老化前后的API、高温高压滤失量对其高温封堵性能进行评价,180℃高温老化后,加入1%纳米聚合物封堵剂的钻井液API滤失量为24.4 mL,高温高压滤失量为92 mL,高温高压砂盘滤失量为66 mL。实验结果表明,通过优化分子结构解决了纳米聚合物封堵剂高温易降解的问题,合成的纳米聚合物封堵剂具有优异的抗温和封堵性能。

高强度油井封堵剂室内研究

针对层内封堵调整、层间封堵高含水层特点,开展了高强度油井封堵剂室内研究工作。通过室内实验筛选确定了单体冻胶、阴离子聚合物和有机铬交联剂混合体作为封堵剂,聚合物、交联剂使用浓度为4000mg/L和8000mg/L;其混合堵水剂溶液的初始粘度达到400mPa·s以上;在油层温度下产生交联,形成一种聚合物互穿网络结构的凝胶体,此凝胶体终止粘度达到100000mPa·s以上,并且强度大、粘附性好,将塞住和封堵孔隙、裂缝,达到单层堵水的目的。