CN107739598B - 一种永久性环氧树脂固井剂 - Google Patents

一种永久性环氧树脂固井剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种永久性环氧树脂固井剂，由A组份、B组份和C组份组成：A组份为液态环氧树脂，所述的B组份为甘油醚类活性稀释剂，C组份为咪唑类固化剂；按质量比为计，A组份∶B组份∶C组份=100∶28~32∶32~39.6。与现有技术比较，本发明所提供的永久性环氧树脂固井剂的制备工艺简单，可操作性强，其粘度低于600 mPa·s，固化产物室温下的抗压强度超过100 MPa且在80℃、浓度为25%的氢氧化钠溶液中30天后的抗压强度能保持率大于90%，是一种非常适宜作为石油开采固井剂的产品。

Description

一种永久性环氧树脂固井剂
技术领域
本发明涉及石油开采领域，特别是涉及一种永久性环氧树脂固井剂。
背景技术
油页岩原位开采和原油开采一样，除了需要阻水外，还需要固井和高温开采。这就对阻水和固井材料的性能提出更高的要求，即需要室温或较低温度固化，且具有良好的耐热性。目前国内石油行业固井使用的是油井水泥，但是传统的油井水泥易遭受污染，不能满足能在高温、高压、碱性环境下使用的要求。
环氧树脂是一种热固性树脂，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、电器绝缘性以及收缩率低、易加工成型等优点，由它复配的环氧树脂胶粘剂具有良好粘接性能和较高的粘结强度，广泛地应用于化工、水利、交通、机械、电子、汽车、航空航天等领域，是应用最广泛的胶黏剂之一。然而，环氧树脂存在固化温度高、变形性和耐热性差等缺点，因此在一些需要室温固化且在高温环境中使用的场所，其使用受到了很大限制。
发明内容
为克服现有的技术缺陷，本发明提供了一种针对固井工艺在苛刻环境下的应用、耐高温、耐碱性环境且耐高压的环氧树脂固井剂。
为实现本发明的目的，采用以下技术方案予以实现：
一种永久性环氧树脂固井剂，由A组份、B组份和C组份组成：A组份为液态环氧树脂，所述的B组份为甘油醚类活性稀释剂，C组份为咪唑类固化剂；按质量比为计，A组份∶B组份∶C组份＝100∶28～32∶32～39.6。
本发明以液体环氧树脂为主要成分，选用低粘度的反应性活性稀释剂，既降低了环氧树脂粘度便于注入油井，同时参与固化反应，保证了固化物的力学性能、耐热性能和耐碱性介质性能。另外，选用咪唑类固化剂，一方面保证了长久的适用期，同时在另一方面降低了固化温度。
进一步地，所述液态环氧树脂为双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂中的一种或多种；所述甘油醚类活性稀释剂为正丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、2-乙基-己基缩水甘油醚、甲苯基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚和1,2-环己二醇二缩水甘油醚中的一种或多种；所述咪唑类固化剂为2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或多种。
进一步地，所述液态环氧树脂为双酚A型环氧树脂；所述甘油醚类活性稀释剂为1,2-环己二醇二缩水甘油醚；所述咪唑类固化剂为1-苄基-2-甲基咪唑。
进一步地，上述永久性环氧树脂固井剂的配制方法，具体步骤如下：
S1：将A组份搅拌均匀，除去固体物；向A组份中加入B组份，混合均匀，成为甲部分；C组份为乙部分；
S2：将甲组份和乙组份分别包装，制成永久性环氧树脂固井剂。
上述永久性环氧树脂固井剂的使用方法为：取出按照质量比为100∶28～32的A组份和B组份所配制出的甲部分，再按照质量比为100∶25～30的甲部分和乙部分，在地面的常温条件下于容器内混合并搅拌均匀，在9小时内注入油气井中。在注入油井的过程中，随着温度升高，固井剂逐步开始固化，在75～85℃下就会完全固化。
与现有技术比较，本发明的有益效果如下：
1.本发明所提供的永久性环氧树脂固井剂的制备工艺简单，可操作性强；
2.本发明所提供的固井剂粘度低，适合直接注入油井中，并能在油井的温度下快速固化；
3.本发明的固化产物初始分解温度高于300℃、最大分解速度温度高于400℃，固化产物室温下的抗压强度超过100MPa且在80℃、浓度为25％的氢氧化钠溶液中30天后的抗压强度保持率大于90％。也就是说，本发明具有优秀的耐高温性能、耐碱性能以及高温碱性环境下的抗压性能，是一款非常适合作为石油开采固井剂的产品。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步详细地说明。
实施例1
一种永久性环氧树脂固井剂，由A组份、B组份和C组份组成：A组份为环氧树脂E-51；B组份为1,2-环己二醇二缩水甘油醚；C组份为1-苄基-2-甲基咪唑。
上述环氧树脂固井剂的配置以及使用方法如下：取按照质量比为100∶30的A组份和B组份混合均匀后包装得到甲部分，C组份包装得到乙部分；再取按照质量比为100∶27甲部分和乙部分，在地面的常温条件下于容器内混合并搅拌均匀，在9小时内注入油气井中，施工完毕。
实施例2
一种永久性环氧树脂固井剂，由A组份、B组份和C组份组成：A组份为环氧树脂828；B组份为1,2-环己二醇二缩水甘油醚；C组份为1-苄基-2-甲基咪唑。
上述环氧树脂固井剂的配置以及使用方法如下：取按照质量比为100∶28的A组份和B组份混合均匀后包装得到甲部分，C组份包装得到乙部分；再取按照质量比为100∶25甲部分和乙部分，在地面的常温条件下于容器内混合并搅拌均匀，在9小时内注入油气井中，施工完毕。
实施例3
一种永久性环氧树脂固井剂，由A组份、B组份和C组份组成：A组份为环氧树脂6010；B组份为1,2-环己二醇二缩水甘油醚；C组份为1-苄基-2-甲基咪唑。
上述环氧树脂固井剂的配置以及使用方法如下：取按照质量比为100∶32的A组份和B组份混合均匀后包装得到甲部分，C组份包装得到乙部分；再取按照质量比为100∶30甲部分和乙部分，在地面的常温条件下于容器内混合并搅拌均匀，在9小时内注入油气井中，施工完毕。
实施例4
一种永久性环氧树脂固井剂，由A组份、B组份和C组份组成：A组份为双酚F型环氧树脂；B组份为正丁基缩水甘油醚；C组份为2-乙基-4-甲基咪唑。
上述环氧树脂固井剂的配置以及使用方法如下：取按照质量比为100∶31的A组份和B组份混合均匀后包装得到甲部分，C组份包装得到乙部分；再取按照质量比为100∶26甲部分和乙部分，在地面的常温条件下于容器内混合并搅拌均匀，在9小时内注入油气井中，施工完毕。
实施例5
一种永久性环氧树脂固井剂，由A组份、B组份和C组份组成：A组份为双酚F型环氧树脂和环氧树脂828以质量比10∶90混合；B组份为烯丙基缩水甘油醚；C组份为1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑。
上述环氧树脂固井剂的配置以及使用方法如下：取按照质量比为100∶29的A组份和B组份混合均匀后包装得到甲部分，C组份包装得到乙部分；再取按照质量比为100∶28甲部分和乙部分，在地面的常温条件下于容器内混合并搅拌均匀，在9小时内注入油气井中，施工完毕。
实施例6
一种永久性环氧树脂固井剂，由A组份、B组份和C组份组成：A组份为双酚F型环氧树脂和环氧树脂E-51以质量比20∶80混合而成；B组份为2-乙基-己基缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚和1,2-环己二醇二缩水甘油醚按质量比1∶3∶6混合而成；C组份为2-乙基-4-甲基咪唑和1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑按质量比1∶1混合而成。
上述环氧树脂固井剂的配置以及使用方法如下：取按照质量比为100∶30的A组份和B组份混合均匀后包装得到甲部分，C组份包装得到乙部分；再取按照质量比为100∶30甲部分和乙部分，在地面的常温条件下于容器内混合并搅拌均匀，在9小时内注入油气井中，施工完毕。
实施例7
一种永久性环氧树脂固井剂，由A组份、B组份和C组份组成：A组份为双酚F型环氧树脂和环氧树脂6010以质量比30∶70混合而成；B组份为2-乙基-己基缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚和1,2-环己二醇二缩水甘油醚按质量比1∶3∶6混合而成；C组份为2-乙基-4-甲基咪唑和1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑按质量比1∶1混合而成。
上述环氧树脂固井剂的配置以及使用方法如下：取按照质量比为100∶28的A组份和B组份混合均匀后包装得到甲部分，C组份包装得到乙部分；再取按照质量比为100∶28甲部分和乙部分，在地面的常温条件下于容器内混合并搅拌均匀，在9小时内注入油气井中，施工完毕。
实施例8
一种永久性环氧树脂固井剂，由A组份、B组份和C组份组成：A组份为双酚F型环氧树脂和环氧树脂6010以质量比35∶65混合而成；B组份为甲苯基缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚和甲基丙烯酸缩水甘油醚按质量比4∶3∶3混合而成；C组份为2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑和1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑按质量比1∶6∶3混合而成。
上述环氧树脂固井剂的配置以及使用方法如下：取按照质量比为100∶32的A组份和B组份混合均匀后包装得到甲部分，C组份包装得到乙部分；再取按照质量比为100∶25甲部分和乙部分，在地面的常温条件下于容器内混合并搅拌均匀，在9小时内注入油气井中，施工完毕。
实施例9
一种永久性环氧树脂固井剂，由A组份、B组份和C组份组成：A组份为双酚F型环氧树脂和环氧树脂E-51以质量比40∶60混合而成；B组份为正丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、2-乙基-己基缩水甘油醚、甲苯基缩水甘油醚按质量比1∶2∶3∶4混合而成；C组份为2-乙基-4-甲基咪唑和1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑按质量比1∶1混合而成。
上述环氧树脂固井剂的配置以及使用方法如下：取按照质量比为100∶31的A组份和B组份混合均匀后包装得到甲部分，C组份包装得到乙部分；再取按照质量比为100∶29甲部分和乙部分，在地面的常温条件下于容器内混合并搅拌均匀，在9小时内注入油气井中，施工完毕。
实施例10
一种永久性环氧树脂固井剂，由A组份、B组份和C组份组成：A组份为双酚F型环氧树脂和环氧树脂828以质量比50∶50混合而成；B组份为2-乙基-己基缩水甘油醚、甲苯基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油醚、1,2-环己二醇二缩水甘油醚按质量比3∶1∶1∶5混合而成；C组份为1-苄基-2-甲基咪唑和1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑按质量比1∶4混合而成。
上述环氧树脂固井剂的配置以及使用方法如下：取按照质量比为100∶30的A组份和B组份混合均匀后包装得到甲部分，C组份包装得到乙部分；再取按照质量比为100∶28甲部分和乙部分，在地面的常温条件下于容器内混合并搅拌均匀，在9小时内注入油气井中，施工完毕。
对实施例1～10所提供的环氧树脂固井剂以及固化后的产物进行测试，测试结果如表1所示。
表1测试结果
Figure BDA0001452967990000061
由表1的测试数据可知，实施例1～10的所提供的固井剂的粘度低于600mPa·s，固化产物室温下抗压强度超过100MPa，且在80℃、浓度为25％的氢氧化钠溶液中30天后的抗压强度保持率大于90％。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种永久性环氧树脂固井剂，其特征在于，由A组份、B组份和C组份组成：A组份为液态环氧树脂，所述的B组份为甘油醚类活性稀释剂，C组份为咪唑类固化剂；按质量比为计，A组份：B组份：C组份＝100：28～32：32～39.6，所述咪唑类固化剂为2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的永久性环氧树脂固井剂，其特征在于，所述液态环氧树脂为双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的永久性环氧树脂固井剂，其特征在于，所述液态环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的永久性环氧树脂固井剂，其特征在于，所述甘油醚类活性稀释剂为正丁基缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、2-乙基-己基缩水甘油醚、甲苯基缩水甘油醚、甲基丙烯酸缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚和1，2-环己二醇二缩水甘油醚中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的永久性环氧树脂固井剂，其特征在于，所述甘油醚类活性稀释剂为1，2-环己二醇二缩水甘油醚。
6.根据权利要求1所述的永久性环氧树脂固井剂，其特征在于，所述咪唑类固化剂为1-苄基-2-甲基咪唑。
7.根据权利要求1～6任一项所述的永久性环氧树脂固井剂，其特征在于，其配制方法具体步骤如下：
S1：将A组份搅拌均匀，除去固体物；向A组份中按比例加入B组份，混合均匀，成为甲部分；C组份为乙部分；
S2：将甲组份和乙组份分别包装，制成永久性环氧树脂固井剂。
8.根据权利要求7所述的永久性环氧树脂固井剂，其特征在于，其使用方法为：取按照质量比为100：25～30的甲部分和乙部分，在地面的常温条件下于容器内混合并搅拌均匀，在9小时内注入油气井中。
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