CN102466592A - 一种测试注入压力对超强吸水树脂堵漏效果影响的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测试注入压力对超强吸水树脂堵漏效果影响的方法。该测试注入压力对超强吸水树脂堵漏效果影响的方法包括：选取超强吸水树脂样品；以不同的注入压力分别将超强吸水树脂样品注入相同岩心砂粒直径的岩心；记录封堵时间和漏失量，然后测得承压能力；根据测得的封堵时间、漏失量和承压能力，分析出注入压力对超强吸水树脂堵漏效果的影响，进而确定出最佳的注入压力。本发明能快速测出不同注入压力对超强吸水树脂堵漏效果的影响，测试精度高，测试步骤简单，为超强吸水树脂应用于堵漏提供了理论基础。

Description

一种测试注入压力对超强吸水树脂堵漏效果影响的方法

技术领域

本发明涉及一种测试注入压力对超强吸水树脂堵漏效果影响的方法。

背景技术

钻井液漏失是钻井作业中一种常见的井下复杂情况。井漏可以发生在浅、中及深部地层，也可以在不同地质年代的地层中发生，而且各类岩性的地层中都可能出现。有的井漏只是泥浆池液面缓慢下降，而有的则有进无出，一旦发生漏失，不仅延误钻井作业时间，延长钻井周期，损失钻井液，损害油气层，干扰地质录井工作，而且还可能引起井塌、卡钻、井喷等一系列复杂情况与事故，甚至导致井眼报废，造成重大的经济损失。因此，在钻井作业中应尽量避免井漏的发生。

据统计，全世界井漏发生率约占总井数的百分之二十到百分之二十五，全球石油行业中每年因为井漏而耗费的资金高达数亿元。我国大多数油田都不同程度地存在井漏问题，最为突出的是川东和川南地区，每年堵漏耗时约占总钻井时间的5～8％。同时还要消耗大量的钻井液和堵漏材料，使钻井成本大幅度上升。如前些年川东地区年损失泥浆量为8000～13000m³，年发生井漏约200井次，损失时间14～35个钻机月，年直接耗损400～600万元。

井漏问题是钻井工作长期存在且未能很好解决的技术难题，堵漏技术是钻井工程界长期研究的重要课题。近年来堵漏技术有了较大的发展，国内外各油田均总结出了适合本地区特点的堵漏工艺技术，堵漏材料的品种不断增多，堵漏成功率也在不断提高。

尽管如此，由于各地区地层岩性变化，孔隙、裂缝、溶洞发育情况不同，井漏的原因复杂、漏失类型不同，制约因素较多，而且堵漏技术的针对性较强，至今很难用一个通用的模式来进行防漏和堵漏。特别是钻裂缝性地层井漏问题更为严重。据不完全统计，国内裂缝性复杂地层的储量约占总储量的50％，但是因为地层裂缝、孔洞发育，漏失问题很难解决，造成的损失及其严重。因此，裂缝性复杂地层的恶性漏失问题已经成为钻井界关注的重点。

关于超强吸水树脂的研究，国外起步较早，其中成效最大的是美国和日本，其次是德国和法国。而国内相对的研究要晚几十年，但是在近些年来，相关的技术层出不穷，各方都在全心致力于研究。

1961年，美国农业部北方研究所从淀粉接枝丙烯腈开始，对超强吸水树脂进行研究，随后此类研究越来越深入，60年代末至70年代，成功地开发了超强吸水树脂。此后，德国、法国等世界各国对超强吸水性树脂的品种、制造方法、性能和应用领域等方面进行了大量的研究工作，取得了成果。80年代开始出现用其他天然化合物衍生物经化学反应制取吸水性物质。

随着高吸水性树脂合成和应用研究的展开，其成型加工技术也相应发展。吸水性复合材料在20世纪80年代产生，由于它能改善超强吸水性树脂的耐盐性、吸水速度、吸水后水凝胶的强度等许多性能，所以发展迅速。到90年代初，更是突飞猛进。近年已开始研究吸水性树脂的共混。这些为发展高吸水性树脂提供了更加广阔的前景。

1985年世界生产高吸水性树脂的主要公司只有13家，至1995年国外研究和生产的公司竟达近50家。日本是世界上最大的超强吸水树脂生产和研究国。随后又与美国、德国等其他国家合作，超强吸水树脂技术不断迅猛增长。

对于超强吸水树脂理论的研究，20世纪50年代Flory的吸水理论为吸水性高分子的发展奠定了理论基础。自60年代超强吸水性树脂开始投产之后，随着它的快速发展，人们越来越感到需要进一步深入研究超强吸水性树脂的指导性理论。70年代末各国相继开始重视其研究。特别是日、美等国，在吸水理论、吸水结构以及高分子水凝胶等方面进行了较有成效的理论研究，有了新的发展。

超强吸水树脂吸水性强，可吸收自身体积几十至几千倍的水，能生物降解，应用广泛，从全球的环境因素考虑也是一个好的选择。携带液抑制吸水聚合物膨胀，将混合液泵如漏层后注水，使其膨胀，从而封堵漏失层，特别是针对严重的裂缝性漏失情况，此技术已在井上成功应用。国外在超强吸水树脂堵漏技术上起步早，成果多，相关技术实例也很多。

超强吸水树脂在石油工业领域逐渐普及，有关油田化学应用高分子吸水树脂的研究也已经引起油田工作者的重视。特别是在油气田钻探中用作化学堵漏材料，化学堵漏在油气田钻探过程中是一种重要的技术措施。从80年代以来的发展来看，已经取得了不错的成绩。目前，现场已开发应用的高分子吸水树脂类的堵漏剂有SYZ，PAT和TP-9010型品牌，JPD吸水膨胀聚合物，WS-1型凝胶堵漏剂，WEA-1延迟膨胀颗粒堵漏剂。

此外，超强吸水树脂在油气田地面管输建设中可作密封材料；在钻探中作钻井液处理剂，可作为钻头的润滑剂和钻井液的凝胶剂；在油田化学其他专业领域中的应用，因其性能显著，如三次采油，油气田废水处理水基压裂液、酸化压裂液中作凝胶剂，压井液的固化剂等。

总之，超强吸水树脂的发展还只是在近几十年。无论从产品的种类及数量，或者从加工和应用以及理论研究的情况来看，都获得了巨大的发展。因为高分子吸水树脂奇特的性能和可观的应用前景，30年来发展极其迅速，由一般的应用性能、功能，向智能化多功能材料高层次开发发展，其应用领域已经渗透到国民经济的各行各业。特别是在油田化学中是一个新的应用研究方向，具有良好的应用前景。

注入压力随着岩石孔隙的变小而增加，当砂粒直径较小时，需要很大的注入压力才能达到较好的封堵效果。也就是说，超强吸水树脂本身是一种粘弹性体，受压可以产生变形，同时与孔道匹配达到封堵作用。超强吸水树脂只有进入孔道才能达到封堵作用，所以，当超强吸水树脂颗粒相对孔道直径较大时，需要的外力要大，但并不是越大越好，就如本实验中，当注入压力2MPa时，封堵失败，也就是说过大的压力会将超强吸水树脂完全的挤出，则失去了封堵意义；反之，当砂粒直径较大时，则不需要很大的注入压力就能将超强吸水树脂压入孔道。但是注入压力还要结合具体的承压情况来选择。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种测试注入压力对超强吸水树脂堵漏效果影响的方法，该测试方法能快速测出不同注入压力对超强吸水树脂堵漏效果的影响，测试精度高，测试步骤简单，为超强吸水树脂应用于堵漏提供了理论基础。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种测试注入压力对超强吸水树脂堵漏效果影响的方法，包括以下步骤：

(a)制取超强吸水树脂样品备用；

(b)选取一定量的超强吸水树脂样品；

(c)以不同的注入压力，分别将超强吸水树脂样品与井浆混合堵漏剂注入相同岩心砂粒直径的岩心；

(d)记录封堵时间和漏失量，待其不漏后，静置一段时间，然后测得承压能力；

(e)根据测得的封堵时间、漏失量和承压能力，分析出注入压力对超强吸水树脂堵漏效果的影响，进而确定出最佳的注入压力。

所述步骤(b)中，选取的超强吸水树脂样品的粒径大于40目。

所述步骤(c)中，岩心砂粒的直径分别为10～6目。

所述步骤(d)中，静置时间为30分钟。

所述步骤(c)中，注入压力分别为0.7MPa、1.0MPa、1.5MPa或2.0MPa。

综上所述，本发明的有益效果是：能快速测出不同注入压力对超强吸水树脂堵漏效果的影响，测试精度高，测试步骤简单，为超强吸水树脂应用于堵漏提供了理论基础。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例：

本发明涉及的一种测试注入压力对超强吸水树脂堵漏效果影响的方法，其具体步骤如下：

(a)制取超强吸水树脂样品备用；

(b)选取一定量的超强吸水树脂样品；

(c)以不同的注入压力，分别将超强吸水树脂样品与井浆混合堵漏剂注入相同岩心砂粒直径的岩心；

(d)记录封堵时间和漏失量，待其不漏后，静置一段时间，然后测得承压能力；

(e)根据测得的封堵时间、漏失量和承压能力，分析出注入压力对超强吸水树脂堵漏效果的影响，进而确定出最佳的注入压力。

所述步骤(b)中，选取的超强吸水树脂样品的粒径大于40目。

所述步骤(c)中，岩心砂粒的直径分别为10～6目。

所述步骤(d)中，静置时间为30分钟。

所述步骤(c)中，注入压力分别为0.7MPa、1.0MPa、1.5MPa或2.0MPa。

通过上述方法测得的结果如表1所示：

表1不同注入压力下的超强吸水树脂的堵漏效果

从表1可以看出：从注入压力来看，对于相同的缝隙，超强吸水树脂粒径越大，越不易进入裂缝，因此需要的注入压力值越大；结合表1中的试验结果，对于相同粒径的超强吸水树脂，缝隙越小，越不易进入裂缝，注入压力值也越大。

从实验中可以观察到，靠近入口端的裂缝通道被膨胀的超强吸水树脂颗粒堵死，因为吸水树脂膨胀后为粘弹性凝胶，受压可变形，从而适应任何形状的孔隙和裂缝。测承压时，在不断加压过程中，吸水树脂不断的进入漏失通道，再未形成很好的匹配之前，会有一些间歇漏，当形成比较致密的封堵后，再升压就不易破堵，4MPa时，无漏失现象。超强吸水树脂应用于现场堵漏时，可以根据缝的大小来选择合适的注入压力。

上述测试方法能快速测出不同注入压力对超强吸水树脂堵漏效果的影响，测试精度高，测试步骤简单，为超强吸水树脂应用于堵漏提供了理论基础。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种测试注入压力对超强吸水树脂堵漏效果影响的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)制取超强吸水树脂样品备用；

(b)选取一定量的超强吸水树脂样品；

(c)以不同的注入压力，分别将超强吸水树脂样品与井浆混合堵漏剂注入相同岩心砂粒直径的岩心；

(d)记录封堵时间和漏失量，待其不漏后，静置一段时间，然后测得承压能力；

(e)根据测得的封堵时间、漏失量和承压能力，分析出注入压力对超强吸水树脂堵漏效果的影响，进而确定出最佳的注入压力。

2.根据权利要求1所述的一种测试注入压力对超强吸水树脂堵漏效果影响的方法，其特征在于，所述步骤(b)中，选取的超强吸水树脂样品的粒径大于40目。

3.根据权利要求1所述的一种测试注入压力对超强吸水树脂堵漏效果影响的方法，其特征在于，所述步骤(c)中，岩心砂粒的直径分别为10～6目。

4.根据权利要求1所述的一种测试注入压力对超强吸水树脂堵漏效果影响的方法，其特征在于，所述步骤(d)中，静置时间为30分钟。

5.根据权利要求1所述的一种测试注入压力对超强吸水树脂堵漏效果影响的方法，其特征在于，所述步骤(c)中，注入压力分别为0.7MPa、1.0MPa、1.5MPa或2.0MPa。