CN111257154B - 一种延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法 - Google Patents

一种延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111257154B
CN111257154B CN202010129448.9A CN202010129448A CN111257154B CN 111257154 B CN111257154 B CN 111257154B CN 202010129448 A CN202010129448 A CN 202010129448A CN 111257154 B CN111257154 B CN 111257154B
Authority
CN
China
Prior art keywords
performance
plugging
delayed expansion
gel
gel particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010129448.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111257154A (zh
Inventor
韩金良
孙金声
杨干
吕开河
苗强
白英睿
陈刚
辛江
袁洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Engineering Technology Research Institute Of Cnpc Coalbed Methane Co ltd
Petrochina Co Ltd
China University of Petroleum East China
Original Assignee
Engineering Technology Research Institute Of Cnpc Coalbed Methane Co ltd
Petrochina Co Ltd
China University of Petroleum East China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Engineering Technology Research Institute Of Cnpc Coalbed Methane Co ltd, Petrochina Co Ltd, China University of Petroleum East China filed Critical Engineering Technology Research Institute Of Cnpc Coalbed Methane Co ltd
Priority to CN202010129448.9A priority Critical patent/CN111257154B/zh
Publication of CN111257154A publication Critical patent/CN111257154A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111257154B publication Critical patent/CN111257154B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N5/00Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
    • G01N5/02Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by absorbing or adsorbing components of a material and determining change of weight of the adsorbent, e.g. determining moisture content
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/42Compositions for cementing, e.g. for cementing casings into boreholes; Compositions for plugging, e.g. for killing wells
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02Investigating particle size or size distribution
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0003Composite materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)

Abstract

本发明提供了一种延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法。本发明的方法通过测试延迟膨胀堵漏材料膨胀前后质量随时间的变化确定其临界时间,并且测量其粒径随时间的变化,然后通过计算准确得到相对粒径变化速度,来评价其延迟膨胀性能;测量延迟膨胀凝胶堵漏材料的承压强度以及相对承压强度来评价其堵漏性能。本发明使用相对粒径变化速度、承压强度以及相对承压强度三个指标对延迟膨胀凝胶堵漏材料的延迟膨胀性能及堵漏性能进行了综合评价。本发明评价方法操作简单,计算方便,可在实验室内进行测试评价,无需进行大量复杂工作;其原理可靠,数据准确,适用性广,能真实反应出延迟膨胀凝胶堵漏材料的延迟膨胀性能及堵漏性能。

Description

一种延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价 方法
技术领域
本发明涉及一种延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法,属于石油天然气钻井技术领域。
背景技术
在油气勘探开发中,井漏是钻井过程中存在的复杂难题之一,造成极大的经济损失。桥塞堵漏是常用的堵漏方式之一,膨胀性凝胶堵漏剂是实现封堵漏层的常用材料之一,膨胀性凝胶堵漏材料与桥堵材料复配后,增加了堵漏剂的滞留能力,同时膨胀后可提高桥堵材料的封堵性能,从而封堵漏层。然而,膨胀性凝胶堵漏材料膨胀速度难以控制,进入漏层前膨胀过大以至于无法挤入漏层,或部分进入漏层后提前膨胀使填塞层强度低,同时颗粒尺寸与漏失通道尺寸不易匹配,堵漏效果不理想。
延迟膨胀凝胶堵漏材料可有效解决上述问题,通过控制堵漏材料在运移过程中的膨胀速度,待其到达漏层后堆积、膨胀,提高堵漏效果。延迟膨胀凝胶堵漏材料在钻井液堵漏方面研究应用较多,然而,其延迟膨胀性能常常通过其质量或体积的膨胀倍数与时间的关系来衡量,评价方法单一,难以精确反映堵漏材料的延迟膨胀性能及堵漏性能。
因此,需要开发一种操作简单,计算方便、准确的延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法,从而真实反应出延迟膨胀凝胶堵漏材料的延迟膨胀及堵漏情况。为此,提出本发明。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法。本发明从堵漏材料膨胀前后粒径变化与时间的关系以及膨胀前后承压强度的变化进行综合评价,方法操作简单,计算方便,能真实反应出延迟膨胀凝胶堵漏材料的延迟膨胀及堵漏情况。
本发明的技术方案如下:
一种延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法,包括步骤如下:
(1)制备延迟膨胀凝胶堵漏颗粒,测量凝胶颗粒的初始粒径,记为D0;测量凝胶颗粒吸水后质量与时间的关系,记凝胶颗粒吸水后质量不变时的时间为t0,测量时间为t0时凝胶颗粒的粒径,记为D1
(2)利用公式i计算凝胶颗粒粒径变化与时间的关系,即相对粒径变化速度v;
相对粒径变化速度:
Figure BDA0002395395380000021
(3)按步骤(1)的方法制备粒径为D0和D1的凝胶颗粒,将上述两种凝胶颗粒分别分散于钻井液基浆中得到钻井液体系;通过模拟裂缝堵漏试验,分别测试粒径为D0和D1的凝胶颗粒的承压强度τ0和τ1
(4)利用公式ii计算延迟膨胀凝胶堵漏材料的相对承压强度γ;
相对承压强度:
Figure BDA0002395395380000022
(5)根据步骤(2)、(3)、(4)得到的相对粒径变化速度v、承压强度τ0、相对承压强度γ对延迟膨胀凝胶堵漏材料的延迟膨胀性能及堵漏性能进行综合评价,评价指标如下:
当v≥10%、τ0≥8MPa且γ≥2时,延迟膨胀性能及堵漏性能:极优;
当v≥30%、τ0≥6MPa且γ≥1.8时,延迟膨胀性能及堵漏性能:优;
当v≥50%、τ0≥4MPa且γ≥1.5时,延迟膨胀性能及堵漏性能:良;
当v≥80%、τ0≥2MPa且γ≥1.2时,延迟膨胀性能及堵漏性能:中;
当v≥100%、τ0≥1MPa且γ≥1时,延迟膨胀性能及堵漏性能:差。
根据本发明,步骤(1)中,延迟膨胀凝胶堵漏颗粒的制备根据延迟膨胀凝胶堵漏剂的不同而不同,其制备方法为现有技术;延迟膨胀凝胶堵漏剂是由聚合单体、交联剂、表面活性剂、引发剂等原料聚合形成的整体凝胶,经干燥、粉碎得到,延迟膨胀凝胶堵漏剂常接枝部分疏水单体,其对吸水部分有抑制作用,可减缓吸水膨胀。
根据本发明优选的,步骤(1)中所述测量凝胶颗粒吸水后质量随时间的关系的方法为:测量凝胶颗粒的初始重量为m0,将其放入足量的蒸馏水中,20min后测量一次凝胶颗粒的重量,记为m20,40min后测量一次凝胶颗粒的重量,记为m40,20n min后测量一次凝胶颗粒的重量,记为m20n(n为非0自然数);当质量不变,即m20(n+1)-m20n=0时,则
Figure BDA0002395395380000023
根据本发明优选的,步骤(3)中所述钻井液基浆的制备方法为:将膨润土缓慢加入以3000转/min搅拌的蒸馏水中,搅拌2h后,停止搅拌,静置24h,得到钻井液基浆;所述钻井液基浆中膨润土的质量浓度为40g/L。
根据本发明优选的,步骤(3)中所述钻井液体系中凝胶颗粒的质量浓度为0.15~0.3kg/L,进一步优选为0.2~0.25kg/L。
根据本发明优选的,步骤(3)中所述粒径为D0的凝胶颗粒的承压强度τ0的测试方法如下:将制备的含粒径为D0的凝胶颗粒的钻井液体系加入高温高压动静态漏失仪中,并经过裂缝模型,凝胶颗粒未填满裂缝模型时出口漏失量较大,随着越来越多的颗粒在裂缝模型中堆积,滤失量逐渐减小至不变,然后升高至实验温度,缓慢增加实验压力直至突然产生大量漏失时所对应的压力即为粒径为D0的凝胶颗粒的承压强度τ0
进一步优选的,所述的实验温度为50~150℃。
根据本发明,步骤(3)中所述模拟裂缝堵漏试验中所用裂缝模型可根据实际情况,模拟不同尺寸的裂缝地层。
根据本发明优选的,步骤(3)中所述粒径为D0和D1的凝胶颗粒的粒径分别为其模拟裂缝堵漏试验中所用裂缝模型宽度的1/3~1/2,且粒径均一。
根据本发明优选的,步骤(3)中,测试粒径为D1的凝胶颗粒的承压强度τ1时所用钻井液体系中凝胶颗粒的质量浓度与测试粒径为D0的凝胶颗粒的承压强度τ0时所用钻井液体系中凝胶颗粒的质量浓度相同。
本发明的技术特点及有益效果如下:
1、本发明提供一种延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法。本发明通过测试延迟膨胀堵漏材料膨胀前后质量随时间的变化确定其临界时间,并且测量延迟膨胀堵漏材料的粒径随时间的变化,然后通过计算准确得到相对粒径变化速度,来评价其延迟膨胀性能;本发明通过测量延迟膨胀凝胶堵漏材料的承压强度评价其堵漏性能,而且通过相对承压强度可反映其通过延迟膨胀可提高堵漏性能,二者结合起来更加直观、准确反映延迟膨胀堵漏材料的堵漏性能。
2、本发明使用相对粒径变化速度、承压强度以及相对承压强度三个指标对延迟膨胀凝胶堵漏材料的延迟膨胀性能及堵漏性能进行综合评价,能够从多个角度充分评价延迟膨胀凝胶堵漏材料的延迟膨胀性能及堵漏性能,能够保证评价结果的真实性以及有效性;本发明经过大量试验探究得到延迟膨胀性能及堵漏性能的评价指标,指标评价结果准确,能够直观评价延迟膨胀堵漏材料的延迟膨胀堵漏性能。
3、本发明的评价方法操作简单,计算方便,可在实验室内进行测试评价,无需操作人员进行大量复杂工作;其原理可靠,数据准确,适用性广,能真实反应出延迟膨胀凝胶堵漏材料的延迟膨胀性能及堵漏性能。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明,但不限于此。
实施例中所用原料均为常规原料,可市购获得;所述方法,如无特殊说明均为常规方法、现有技术。
实施例1
一种延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法,包括步骤:
(1)制备延迟膨胀凝胶颗粒:取600g丙烯酰胺、400g丙烯酸丁酯、100g 2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸、5g交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、100g十二烷基硫酸钠溶于5L蒸馏水中,搅拌均匀,加热至60℃,加入6g过硫酸钾,搅拌反应3h后得到凝胶基料;将凝胶基料在50℃后烘干后将其粉碎,得到凝胶颗粒,测量其初始粒径,记为D0,为0.34mm。
测量凝胶颗粒吸水后质量与时间的关系:测量凝胶颗粒的原始重量m0=1g,将其放入足量的蒸馏水中,20min后测量一次凝胶颗粒的重量,记为m20=1.9g,40min后测量一次凝胶颗粒的重量,记为m40=4.3g,20n min后测量一次凝胶颗粒的重量,记为m20n(n为非0自然数);当n=30时,即m20(n+1)-m20n=50.2-50.2=0时,记凝胶吸水后质量不变时的时间为t0,则
Figure BDA0002395395380000041
测量此时凝胶颗粒的粒径,记为D1,为0.72mm。
(2)利用公式i计算颗粒粒径变化与时间的关系,即相对粒径变化速度v。
相对粒径变化速度:
Figure BDA0002395395380000042
(3)按照步骤(1)所述方法制备粒径为D0和D1的凝胶颗粒。
钻井液体系的制备:取400g膨润土,缓慢加入10L以3000转/min搅拌下的蒸馏水中,搅拌2h后,停止搅拌,静置24h,得到钻井液基浆;将1kg制备的粒径为D0的凝胶颗粒加入5L钻井液基浆中,搅拌均匀,得到含粒径为D0的凝胶颗粒的钻井液体系;将1kg制备的粒径为D1的凝胶颗粒加入5L钻井液基浆中,搅拌均匀,得到含粒径为D1的凝胶颗粒的钻井液体系。
粒径为D0的凝胶颗粒的承压强度τ0的测量:将上述含粒径为D0的凝胶颗粒的钻井液体系加入高温高压动静态漏失仪中,并经过缝宽为1mm的裂缝模型,凝胶颗粒未填满裂缝模型时出口漏失量较大,随着越来越多的颗粒在裂缝模型中堆积,滤失量逐渐减小至不变;然后升高至120℃;缓慢增加实验压力直至突然产生大量漏失时所对应的压力即得到粒径为D0的凝胶颗粒的承压强度τ0为8.2MPa;
粒径为D1的凝胶颗粒的承压强度τ1的测试方法与粒径为D0的凝胶颗粒的承压强度τ0的测试方法相同,所不同的是裂缝模型的缝宽为2mm,测得粒径为D1的凝胶颗粒的承压强度τ1为3.9MPa。
(4)利用公式ii计算延迟膨胀凝胶堵漏材料的相对承压强度γ。
相对承压强度:
Figure BDA0002395395380000051
(5)根据步骤(2)、(3)、(4)得到的相对粒径变化速度v、承压强度τ0、相对承压强度γ对延迟膨胀凝胶堵漏材料的延迟膨胀性能及堵漏性能进行综合评价,评价指标如下:
当v≥10%、τ0≥8MPa且γ≥2时,延迟膨胀性能及堵漏性能:极优;
当v≥30%、τ0≥6MPa且γ≥1.8时,延迟膨胀性能及堵漏性能:优;
当v≥50%、τ0≥4MPa且γ≥1.5时,延迟膨胀性能及堵漏性能:良;
当v≥80%、τ0≥2MPa且γ≥1.2时,延迟膨胀性能及堵漏性能:中;
当v≥100%、τ0≥1MPa且γ≥1时,延迟膨胀性能及堵漏性能:差。
根据计算结果:v=11.18%>10%、τ0=8.2MPa>8MPa且γ=2.1>2,所以该凝胶材料具有极优的延迟膨胀性能及堵漏性能。
实施例2
一种延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法,包括步骤:
(1)制备延迟膨胀凝胶堵漏颗粒:取700g丙烯酰胺、300g丙烯酸甲酯、4.5g交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、80g十二烷基硫酸钠溶于5L蒸馏水中,搅拌均匀,加热至50℃,加入5g过硫酸钾,搅拌反应3h后得到凝胶基料;将凝胶基料在50℃后烘干后将其粉碎,得到凝胶颗粒,测量其初始粒径,记为D0,为0.33mm。
测量凝胶颗粒吸水后质量与时间的关系:测量凝胶颗粒的原始重量m0=1.2g,将其放入足量的蒸馏水中,20min后测量一次凝胶颗粒的重量,记为m20=8.3g,40min后测量一次凝胶颗粒的重量,记为m40=19.8g,20n min后测量一次凝胶颗粒的重量,记为m20n(n为非0自然数);当n=6时,即m20(n+1)-m20n=60.4-60.4=0时,记凝胶吸水后质量不变时的时间为t0,则
Figure BDA0002395395380000052
测量此时凝胶颗粒的粒径,记为D1,为1.03mm。
(2)利用公式i计算颗粒粒径变化与时间的关系,即相对粒径变化速度v。
相对粒径变化速度:
Figure BDA0002395395380000061
(3)按照步骤(1)所述方法制备粒径为D0和D1的凝胶颗粒。
钻井液体系的制备:取400g膨润土,缓慢加入10L以3000转/min搅拌下的蒸馏水中,搅拌2h后,停止搅拌,静置24h,得到钻井液基浆;将1kg制备的粒径为D0的凝胶颗粒加入5L钻井液基浆中,搅拌均匀,得到含粒径为D0的凝胶颗粒的钻井液体系;将1kg制备的粒径为D1的凝胶颗粒加入5L钻井液基浆中,搅拌均匀,得到含粒径为D1的凝胶颗粒的钻井液体系。
粒径为D0的凝胶颗粒的承压强度τ0的测量:将上述含粒径为D0的凝胶颗粒的钻井液体系加入高温高压动静态漏失仪中,并经过缝宽为1mm的裂缝模型,凝胶颗粒未填满裂缝模型时出口漏失量较大,随着越来越多的颗粒在裂缝模型中堆积,滤失量逐渐减小至不变;然后升高至120℃;缓慢增加实验压力直至突然产生大量漏失时所对应的压力即得到粒径为D0的凝胶颗粒的承压强度τ0为1.3MPa;
粒径为D1的凝胶颗粒的承压强度τ1的测试方法与粒径为D0的凝胶颗粒的承压强度τ0的测试方法相同,所不同的是裂缝模型的缝宽为3mm,测得粒径为D1的凝胶颗粒的承压强度τ1为1.1MPa。
(4)利用公式ii计算延迟膨胀凝胶堵漏材料的相对承压强度γ。
相对承压强度:
Figure BDA0002395395380000062
(5)根据步骤(2)、(3)、(4)得到的相对粒径变化速度v、承压强度τ0、相对承压强度γ对延迟膨胀凝胶堵漏材料的延迟膨胀性能及堵漏性能进行综合评价,评价指标如下:
当v≥10%、τ0≥8MPa且γ≥2时,延迟膨胀性能及堵漏性能:极优;
当v≥30%、τ0≥6MPa且γ≥1.8时,延迟膨胀性能及堵漏性能:优;
当v≥50%、τ0≥4MPa且γ≥1.5时,延迟膨胀性能及堵漏性能:良;
当v≥80%、τ0≥2MPa且γ≥1.2时,延迟膨胀性能及堵漏性能:中;
当v≥100%、τ0≥1MPa且γ≥1时,延迟膨胀性能及堵漏性能:差。
根据计算结果:v=106.06%>100%、τ0=1.3MPa>1MPa且γ=1.18>1,所以该凝胶材料的延迟膨胀性能及堵漏性能差。
试验例1
将购于山东得顺源石油科技有限公司的堵漏效果优良的钻井液用堵漏剂GWS-1,用本发明的评价方法进行延迟膨胀性能及堵漏性能的评价,包括步骤如下:
(1)取购于山东得顺源石油科技有限公司的钻井液用堵漏剂GWS-1,将其再次粉碎,测量粉碎后堵漏剂颗粒的初始粒径,记为D0,为0.34mm。
测量凝胶颗粒吸水后质量与时间的关系:测量凝胶颗粒的原始重量m0=1.1g,将其放入足量的蒸馏水中,20min后测量一次凝胶颗粒的重量,记为m20=1.5g,40min后测量一次凝胶颗粒的重量,记为m40=2.2g,20n min后测量一次凝胶颗粒的重量,记为m20n(n为非0自然数);当n=18时,即m20(n+1)-m20n=50.2-50.2=0时,记凝胶吸水后质量不变时的时间为t0,则
Figure BDA0002395395380000071
测量此时凝胶颗粒的粒径,记为D1,为0.96mm。
(2)利用公式i计算颗粒粒径变化与时间的关系,即相对粒径变化速度v;
相对粒径变化速度:
Figure BDA0002395395380000072
(3)按照步骤(1)所述方法制备粒径为D0和D1的凝胶颗粒。
钻井液体系的制备:取400g膨润土,缓慢加入10L以3000转/min搅拌下的蒸馏水中,搅拌2h后,停止搅拌,静置24h,得到钻井液基浆;将1kg制备的粒径为D0的凝胶颗粒加入5L钻井液基浆中,搅拌均匀,得到含粒径为D0的凝胶颗粒的钻井液体系;将1kg制备的粒径为D1的凝胶颗粒加入5L钻井液基浆中,搅拌均匀,得到含粒径为D1的凝胶颗粒的钻井液体系。
粒径为D0的凝胶颗粒的承压强度τ0的测量:将上述含粒径为D0的凝胶颗粒的钻井液体系加入高温高压动静态漏失仪中,并经过缝宽为1mm的裂缝模型,凝胶颗粒未填满裂缝模型时出口漏失量较大,随着越来越多的颗粒在裂缝模型中堆积,滤失量逐渐减小至不变;然后升高至120℃;缓慢增加实验压力直至突然产生大量漏失时所对应的压力即得到粒径为D0的凝胶颗粒的承压强度τ0为6.4MPa;
粒径为D1的凝胶颗粒的承压强度τ1的测试方法与粒径为D0的凝胶颗粒的承压强度τ0的测试方法相同,所不同的是裂缝模型的缝宽为2mm,测得粒径为D1的凝胶颗粒的承压强度τ1为3.4MPa。
(4)利用公式ii计算延迟膨胀堵漏材料的相对承压强度γ。
相对承压强度:
Figure BDA0002395395380000081
(5)根据步骤(2)、(3)、(4)得到的相对粒径变化速度v、承压强度τ0、相对承压强度γ对延迟膨胀凝胶堵漏材料的延迟膨胀性能及堵漏性能进行综合评价,评价指标如下:
当v≥10%、τ0≥8MPa且γ≥2时,延迟膨胀性能及堵漏性能:极优;
当v≥30%、τ0≥6MPa且γ≥1.8时,延迟膨胀性能及堵漏性能:优;
当v≥50%、τ0≥4MPa且γ≥1.5时,延迟膨胀性能及堵漏性能:良;
当v≥80%、τ0≥2MPa且γ≥1.2时,延迟膨胀性能及堵漏性能:中;
当v≥100%、τ0≥1MPa且γ≥1时,延迟膨胀性能及堵漏性能:差。
根据计算结果:v=30.39%>30%、τ0=6.4MPa>6MPa且γ=1.9>1.8,所以该凝胶材料的延迟膨胀性能及堵漏性能为优。

Claims (8)

1.一种延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法,包括步骤如下:
(1)制备延迟膨胀凝胶堵漏颗粒,测量凝胶颗粒的初始粒径,记为D0;测量凝胶颗粒吸水后质量与时间的关系,所述测量凝胶颗粒吸水后质量随时间的关系的方法为测量凝胶颗粒的初始重量为m0,将其放入蒸馏水中,20min后测量一次凝胶颗粒的重量,记为m20,40min后测量一次凝胶颗粒的重量,记为m40,20n min后测量一次凝胶颗粒的重量,记为m20n,n为非0自然数;每隔20min测量吸水后凝胶的质量,当凝胶颗粒吸水后质量不变,即m20(n+1)―m20n=0时,则
Figure FDA0003546141090000011
测量t0时凝胶颗粒的粒径,记为D1
(2)利用公式i计算凝胶颗粒粒径变化与时间的关系,即相对粒径变化速度v;
相对粒径变化速度:
Figure FDA0003546141090000012
(3)按步骤(1)的方法制备粒径为D0和D1的凝胶颗粒,粒径为D1的凝胶颗粒为制备的延迟膨胀凝胶堵漏颗粒吸水至质量不变时得到的凝胶颗粒,将上述两种凝胶颗粒分别分散于钻井液基浆中得到钻井液体系;通过模拟裂缝堵漏试验,分别测试粒径为D0和D1的凝胶颗粒的承压强度τ0和τ1
(4)利用公式ii计算延迟膨胀凝胶堵漏材料的相对承压强度γ;
相对承压强度:
Figure FDA0003546141090000013
(5)根据步骤(2)、(3)、(4)得到的相对粒径变化速度v、承压强度τ0、相对承压强度γ对延迟膨胀凝胶堵漏材料的延迟膨胀性能及堵漏性能进行综合评价,评价指标如下:
当v≥10%、τ0≥8MPa且γ≥2时,延迟膨胀性能及堵漏性能:极优;
当v≥30%、τ0≥6MPa且γ≥1.8时,延迟膨胀性能及堵漏性能:优;
当v≥50%、τ0≥4MPa且γ≥1.5时,延迟膨胀性能及堵漏性能:良;
当v≥80%、τ0≥2MPa且γ≥1.2时,延迟膨胀性能及堵漏性能:中;
当v≥100%、τ0≥1MPa且γ≥1时,延迟膨胀性能及堵漏性能:差。
2.根据权利要求1所述的延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法,其特征在于,步骤(3)中所述钻井液基浆的制备方法为:将膨润土缓慢加入以3000转/min搅拌的蒸馏水中,搅拌2h后,停止搅拌,静置24h,得到钻井液基浆;所述钻井液基浆中膨润土的质量浓度为40g/L。
3.根据权利要求1所述的延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法,其特征在于,步骤(3)中所述钻井液体系中凝胶颗粒的质量浓度为0.15~0.3kg/L。
4.根据权利要求1所述的延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法,其特征在于,步骤(3)中所述粒径为D0的凝胶颗粒的承压强度τ0的测试方法如下:将制备的含粒径为D0的凝胶颗粒的钻井液体系加入高温高压动静态漏失仪中,并经过裂缝模型,凝胶颗粒未填满裂缝模型时出口漏失量较大,随着越来越多的颗粒在裂缝模型中堆积,滤失量逐渐减小至不变,然后升高至实验温度,缓慢增加实验压力直至突然产生大量漏失时所对应的压力即为粒径为D0的凝胶颗粒的承压强度τ0
5.根据权利要求4所述的延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法,其特征在于,所述的实验温度为50~150℃。
6.根据权利要求1所述的延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法,其特征在于,步骤(3)中所述粒径为D0和D1的凝胶颗粒的粒径分别为其模拟裂缝堵漏试验中所用裂缝模型宽度的1/3~1/2,且粒径均一。
7.根据权利要求1所述的延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法,其特征在于,步骤(3)中所述的粒径为D1的凝胶颗粒的承压强度τ1的测试方法与粒径为D0的凝胶颗粒的承压强度τ0的测试方法相同。
8.根据权利要求1所述的延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法,其特征在于,步骤(3)中,测试粒径为D1的凝胶颗粒的承压强度τ1时所用钻井液体系中凝胶颗粒的质量浓度与测试粒径为D0的凝胶颗粒的承压强度τ0时所用钻井液体系中凝胶颗粒的质量浓度相同。
CN202010129448.9A 2020-02-28 2020-02-28 一种延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法 Active CN111257154B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010129448.9A CN111257154B (zh) 2020-02-28 2020-02-28 一种延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010129448.9A CN111257154B (zh) 2020-02-28 2020-02-28 一种延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111257154A CN111257154A (zh) 2020-06-09
CN111257154B true CN111257154B (zh) 2022-05-03

Family

ID=70947490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010129448.9A Active CN111257154B (zh) 2020-02-28 2020-02-28 一种延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111257154B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116124754B (zh) * 2023-04-17 2023-07-25 山东省中源联科生物工程集团有限公司 通过图像分析检测透明质酸钠凝胶中交联剂残留量的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101586023A (zh) * 2009-07-08 2009-11-25 中国石油大学(华东) 一种钻井用高强度预交联凝胶堵漏剂及其制备方法
CN102466677A (zh) * 2010-11-18 2012-05-23 常萍 一种测试树脂粒径对超强吸水树脂堵漏效果影响的方法
CN110439498A (zh) * 2019-08-08 2019-11-12 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 一种采用可延迟吸水膨胀堵漏剂的中深井堵漏方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10457846B2 (en) * 2015-11-17 2019-10-29 Saudi Arabian Oil Company Date palm seed-based lost circulation material (LCM)

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101586023A (zh) * 2009-07-08 2009-11-25 中国石油大学(华东) 一种钻井用高强度预交联凝胶堵漏剂及其制备方法
CN102466677A (zh) * 2010-11-18 2012-05-23 常萍 一种测试树脂粒径对超强吸水树脂堵漏效果影响的方法
CN110439498A (zh) * 2019-08-08 2019-11-12 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 一种采用可延迟吸水膨胀堵漏剂的中深井堵漏方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Shale hydration inhibition characteristics and mechanism of a new amine-based additive in water-based drilling fluids;Pezhman Barati et.al;《Petroleum》;20171231;第3卷;第476-482页 *
抗高温高强度凝胶堵漏技术的研究;李岩;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技I辑》;20190215(第2期);第B019-137页 *
新型可延迟膨胀类堵漏剂的合成与性能评价;史野等;《钻井液与完井液》;20180731;第35卷(第4期);第62-64页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111257154A (zh) 2020-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Esfahlan et al. Comprehensive review on the research and field application of preformed particle gel conformance control technology
CN103013478B (zh) 一种油基钻井液用封堵材料及制备方法
Jiang et al. Cross-linked polyacrylamide gel as loss circulation materials for combating lost circulation in high temperature well drilling operation
El-Hoshoudy et al. Experimental, modeling and simulation investigations of a novel surfmer-co-poly acrylates crosslinked hydrogels for water shut-off and improved oil recovery
CN111410941B (zh) 一种适用于裂缝性漏失地层的温敏凝胶颗粒堵漏剂及其制备方法与应用
CN106010485A (zh) 一种自胶结堵漏剂及堵漏方法
CN110358513B (zh) 一种桥接堵漏浆及其制备方法
CN103484085B (zh) 钻井液用速溶型强包被抑制剂及其制备方法
CN107987807B (zh) 壳核式油基钻井液堵漏架桥颗粒及其制备方法
CN112480887B (zh) 一种基于纤维素的温敏型凝胶堵漏剂及其制备方法
CN110079288B (zh) 一种膨胀性暂堵剂及其制备方法
Bai et al. Thermo-dissoluble polymer for in-depth mobility control
CN112341997B (zh) 一种油基钻井液用抗高温凝胶堵漏剂及其制备方法与应用
CN111257154B (zh) 一种延迟膨胀凝胶堵漏材料延迟膨胀性能及堵漏性能的评价方法
Zhang et al. Experimental study on a new type of water shutoff agent used in fractured low permeability reservoir
Li et al. Stability, seepage and displacement characteristics of heterogeneous branched-preformed particle gels for enhanced oil recovery
CN110929400A (zh) 一种自愈合凝胶堵漏材料的愈合堵漏稳定性评价方法
CN114672289A (zh) 一种用于裂缝漏层的延迟膨胀防漏堵漏工作液及制备方法
CN111363527A (zh) 一种低温高强油气井封堵剂
CN113388378B (zh) 一种新型缓膨堵漏材料及其制备方法
Zhang et al. Experimental study of small-sized polymeric microgel (SPM) in low-or median-permeability reservoirs
CN110439498B (zh) 一种采用可延迟吸水膨胀堵漏剂的中深井堵漏方法
Seidy-Esfahlan et al. Swelling and rheological behavior of preformed particle gel nanocomposite: simultaneous effect of pressure, temperature, and salinity
CN116083063B (zh) 一种延迟膨胀堵漏体系及其制备方法
CN113444505B (zh) 一种自适应堵漏隔离液体系及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant