CN111793480A - 一种堵漏树脂体系及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种堵漏树脂体系及其应用，由A组分和B组分反应得到，A组分和B组分的质量比为1:1‑3:2，A组分至少包括环氧树脂，B组分至少包括环氧树脂固化剂。本发明采用环氧树脂与固化剂采用不同比例混合搅拌，经过泵送进入套管破漏段，在规定时间内以及适当地层温度条件下，树脂与固化剂进行加成聚合反应，生成网状结构的固化物，达到堵漏目的。成胶时间可以由A和B的用量来控制。其抗压强度大于80MPa，满足套损井化学堵漏施工要求。本发明堵漏树脂体系在满足抗压强度的同时，降低了树脂硬度，提高树脂韧性，提高了树脂可钻性能。钻塞工艺同等条件下钻塞速率可达2.5m/h，大大节约了钻塞时间。

Description

一种堵漏树脂体系及其应用

技术领域

本发明属于石油开发技术领域，具体涉及一种堵漏树脂体系及其应用。

背景技术

针对油田套漏、套变等类型套损井，需要对套损井进行化学堵漏，但由于井筒内往往油水并存，产出液的矿化度高且腐蚀介质多（如二氧化碳、硫化氢、细菌），因此治理复杂。

套损井化学堵漏是将化学堵剂注入套管漏失段，形成高强度、微膨胀的封堵层，固化后形成高强固化体，最终达到封堵管破损处的一种工艺措施。化学堵漏剂主要有常规无机胶凝材料（油井水泥类）堵漏和热固性树脂堵漏两种。

目前，国内油田解决油水井因腐蚀和其它原因造成的套管破漏穿孔套变以及封窜堵漏堵水等问题，主要采用常规无机胶凝材料（油气井水泥类）堵漏方法，常规的水泥浆或无机堵剂封窜、封堵，由于其固化体收缩效应，出现堵而不死，容易出现封堵段再次窜漏。另外，水泥浆封堵作业容易出现闪凝、聚凝，造成“灌香肠”、“插旗杆”等复杂的井下事故，严重地影响了油田化学堵漏技术的发展。

树脂化学堵漏，液体具有很好流动性，更容易进入地层，固化后抗压强度高，耐化学介质，有效期长，但现有的堵漏树脂其主要原材料来源于进口，施工成本高。而且，因热固性树脂类堵剂抗压强度及硬度较高，其抗压强度大多在100MPa以上，后期完井导致钻塞困难。采用常规的三牙轮钻塞工具钻塞速率一般在1m/h。目前只能通过大排量、高钻速、低钻压等优化工艺手段提高钻速，但是效果稍差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种堵漏树脂体系，克服现有技术中存在的上述技术问题。

本发明的另一个目的在于提供一种堵漏树脂体系的应用，对油气井套管破损后的漏点封堵修复，保持套管完整性。

为此，本发明提供的技术方案如下：

一种堵漏树脂体系，由A组分和B组分反应得到，所述A组分和B组分的质量比为1:1-3:2，所述A组分至少包括环氧树脂，所述B组分至少包括环氧树脂固化剂。

所述A组分包括以下质量份数的物质：

环氧树脂100份、稀释剂24-40份和消泡剂1~3份。

所述B组分包括以下质量份数的物质：

酰胺咪唑啉10-15份、环氧树脂固化剂18-33份、端胺基丁腈橡胶5~10份。

所述环氧树脂为环氧树脂E51、环氧树脂E44、环氧树脂E51、环氧树脂F5、双酚A环氧树脂F44、双酚F环氧树脂中的一种或多种；

所述稀释剂为聚乙二醇二缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、环氧丙烷苯基醚和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的混合物，其中，聚乙二醇二缩水甘油醚10-15份、丁基缩水甘油醚5~8份、环氧丙烷苯基醚8~15份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1-2份。

所述A组分制备过程如下：将配方量的环氧树脂、稀释剂、丁基缩水甘油醚、环氧丙烷苯基醚、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和消泡剂依次加入，边加入边搅拌，搅拌20-40min混合均匀，得到淡黄色A组分液体。

所述环氧树脂固化剂为间二甲苯二胺、二氨基二环己基甲烷、聚醚胺D230固化剂和593固化剂的混合物，其中，间二甲苯二胺3-5份、二氨基二环己基甲烷12-18份、聚醚胺D230固化剂2-6份、593固化剂1-4份。

所述B组分制备过程如下：将酰胺咪唑啉、酰胺咪唑啉、二氨基二环己基甲烷、聚醚胺D230固化剂、593固化剂、端胺基丁腈橡胶按照质量比依次加入进行混合搅拌均匀，形成暗红色B组分液体。

一种堵漏树脂体系的应用，将A组分和B组分按质量比混合搅拌均匀后，使用泵车注入，在地层温度下形成三维网状结构，对套管破漏段进行堵漏。

所述地层温度为20-100℃。

具体过程如下：

步骤1）将A组分和B组分按质量比混合搅拌均匀后，使用泵车注入，然后用清水顶替，A和B的混合液由套管破损段进入地层，并在套管内留塞封口；

步骤2）在地层温度下，当到达凝胶时间后，A与B发生热聚反应形成三维网状固体结构，最后下三牙轮钻头钻完井筒内留塞，实现损井破损段的封堵。

本发明的有益效果是：

本发明提供的这种堵漏树脂体系，由A组分和B组分发生热聚反应得到，是一种100％固含量的环氧树脂封堵材料，不含后期会溢出的非活性增韧剂等小分子物质。组分搅拌均匀后具有良好的流动性，几乎不溶于水，固化后具有非常好的力学性能及耐介质腐蚀性能、生产工艺简单无需加热等特点。25℃室温固化后的强度可以达到80MPa，低收缩率，高韧性，可适用于，酸、碱、盐等腐蚀环境下井底封堵。

该堵漏树脂体系其加入较多氮原子及活泼氢和醚键，可以通过调整用量改变固化时间。因为生产中B组分用的是脂肪胺的改性体，结构呈线型长链，与A组分固化后的成型物具有良好强度和封堵性。

本发明堵漏树脂体系为环氧树脂与固化剂采用不同比例混合搅拌，经过泵送进入套管破漏段，在规定时间内以及适当地层温度条件下，树脂与固化剂进行加成聚合反应，生成网状结构的固化物，达到堵漏目的。

与其他树脂体系相比，具有耐盐、耐高温，固化时间控制在2~5小时之间，同时降低了树脂硬度，提高树脂韧性，提高了树脂可钻性能。钻塞工艺同等条件下钻塞速率可达2.5m/h，大大节约了钻塞时间，恢复油井产能。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，作详细说明如下。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

现介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例1：

本实施例提供了一种堵漏树脂体系，由A组分和B组分反应得到，所述A组分和B组分的质量比为1:1-3:2，所述A组分至少包括环氧树脂，所述B组分至少包括环氧树脂固化剂。

本发明堵漏树脂体系为环氧树脂与固化剂采用不同比例混合搅拌，经过泵送进入套管破漏段，在规定时间内以及适当地层温度条件下，树脂与固化剂进行加成聚合反应，生成网状结构的固化物，达到堵漏目的。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种堵漏树脂体系，所述A组分包括以下质量份数的物质：

环氧树脂100份、稀释剂24-40份和消泡剂1~3份。

A组分环氧当量210-260g/eq。在本实施例中，消泡剂为聚醚改性聚硅氧烷消泡剂，生产厂家为厦门瑞克曼化工科技有限公司。

A组分为淡黄色液体，溶于乙醇、丙酮、乙醚、苯及稀碱液等，微溶于四氯化碳，几乎不溶于水。可以在堵漏时用水顶替。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种堵漏树脂体系，所述B组分包括以下质量份数的物质：

酰胺咪唑啉10-15份、环氧树脂固化剂18-33份、端胺基丁腈橡胶5~10份。

B组分为暗红色液体。使用时，将A组分、B组分混合搅拌均匀，该堵漏树脂体系是在阳离子单分子链中引入疏水官能团并改变分子结构，聚合后形成高强度的网络固体结构，成胶时间可以由A组分和B组分的用量来控制。

实施例4：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种堵漏树脂体系，所述环氧树脂为环氧树脂E51、环氧树脂E44、环氧树脂E51、环氧树脂F5、双酚A环氧树脂F44、双酚F环氧树脂中的一种或多种。

稀释剂为聚乙二醇二缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、环氧丙烷苯基醚和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的混合物，其中，聚乙二醇二缩水甘油醚10-15份、丁基缩水甘油醚5~8份、环氧丙烷苯基醚8~15份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1-2份。

其中，聚乙二醇二缩水甘油醚为聚乙二醇二缩水甘油醚1000。

A组分制备过程如下：将配方量的环氧树脂、稀释剂、丁基缩水甘油醚、环氧丙烷苯基醚、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和消泡剂依次加入，边加入边搅拌，搅拌20-40min混合均匀，得到淡黄色A组分液体。

实施例5：

在实施例3的基础上，本实施例提供了一种堵漏树脂体系，所述环氧树脂固化剂为间二甲苯二胺、二氨基二环己基甲烷、聚醚胺D230固化剂和593固化剂的混合物，其中，间二甲苯二胺3-5份、二氨基二环己基甲烷12-18份、聚醚胺D230固化剂2-6份、593固化剂1-4份。

B组分制备过程如下：将酰胺咪唑啉、酰胺咪唑啉、二氨基二环己基甲烷、聚醚胺D230固化剂、593固化剂、端胺基丁腈橡胶按照质量比依次加入进行混合搅拌均匀，形成暗红色B组分液体。

二氨基二环己基甲烷的胺值为480-580，活泼氢当量为52.5，由于二氨基二环己基甲烷有较多的氮和活泼氢，A组分中有大量醚键，可以根据施工要求，通过调整用量改变固化时间。

实施例6：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种堵漏树脂体系，由A组分和B组分发生热聚反应得到，A组分和B组分的质量比为1:1，其中，A组分包括环氧树脂100份、稀释剂26份和消泡剂1份；B组分包括酰胺咪唑啉10份、环氧树脂固化剂28份、端胺基丁腈橡胶10份。

在本实施例中，环氧树脂为环氧树脂E44，稀释剂由10份聚乙二醇二缩水甘油醚、5份丁基缩水甘油醚、10份环氧丙烷苯基醚和1份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷组成。

环氧树脂固化剂由15份二氨基二环己基甲烷、5份间二甲苯二胺、5份聚醚胺D230固化剂和3份593固化剂组成。

实施例7：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种堵漏树脂体系，由A组分和B组分发生热聚反应得到，A组分和B组分的质量比为5:4，其中，A组分包括环氧树脂100份、稀释剂32份和消泡剂2份；B组分包括酰胺咪唑啉12份、环氧树脂固化剂18份、端胺基丁腈橡胶7份。

在本实施例中，环氧树脂为环氧树脂E51和环氧树脂F5的混合物，质量比为1:1，稀释剂由12份聚乙二醇二缩水甘油醚、7份丁基缩水甘油醚、12份环氧丙烷苯基醚和1份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷组成。

环氧树脂固化剂由12份二氨基二环己基甲烷、3份间二甲苯二胺、2份聚醚胺D230固化剂和1份593固化剂组成。

实施例8：

在实施例2的基础上，本实施例提供了一种堵漏树脂体系，由A组分和B组分发生热聚反应得到，A组分和B组分的质量比为3:2，其中，A组分包括环氧树脂100份、稀释剂40份和消泡剂3份；B组分包括酰胺咪唑啉15份、环氧树脂固化剂33份、端胺基丁腈橡胶10份。

在本实施例中，环氧树脂为双酚A环氧树脂F44，稀释剂由15份聚乙二醇二缩水甘油醚、8份丁基缩水甘油醚、15份环氧丙烷苯基醚和2份γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷组成。

环氧树脂固化剂由18份二氨基二环己基甲烷、5份间二甲苯二胺、6份聚醚胺D230固化剂和4份593固化剂组成。

A组分环氧当量210-260g/eq，粘度1800mPa·s，密度1.15g/cm³，B组分密度1.07g/cm³，粘度1000mPa·s。A组分与B组分按照质量比为范围在1:1~3:2之间，搅拌时间15分钟，当到达设定的凝胶时间后在温度等作用下发生热聚反应，形成微缩棕色固体，其在48小时后耐压强度达到最高，抗压强度大于100MPa。

本发明A组分与B组分互溶后液体密度1.13g/cm³，粘度1100mPa·s，无固相颗粒，容易进入套管腐蚀段地层，固化后可以堵漏致密储层微孔喉。本发明不仅制备工艺简单，耐压强度高，耐腐蚀，耐高温（120℃），堵漏有效期长。

实施例9：

本实施例提供了一种堵漏树脂体系的应用，将A组分和B组分按质量比混合搅拌均匀后，使用泵车注入，在地层温度下形成三维网状结构，对套管破漏段进行堵漏。

根据地层温度及施工参数，现场通过A与B互相混合搅拌形成混合胶液，胶液配制好之后具有一定的粘度，能够进入套管套损段，当到达设定的固化时间后在地层温度的作用下发生热聚反应，形成具有高强度性能和稳定性能的环氧树脂封堵材料固化层，对套管套损段及地层密封，形成极强的阻碍层，抗压强度大于80MPa达到封堵漏点地层耐压的目的。

该体系适应于20~100℃的地层温度环境，凝胶时间在2~5小时（在配比相同条件下，温度越高固化时间越短）聚合后形成的高强度网络固体结构为棕色固体，其密度在1.20g/cm³，抗压强度大于80MPa。

实施例10：

在实施例9的基础上，本实施例提供了一种堵漏树脂体系的应用，具体过程如下：

步骤1）将A组分和B组分按质量比混合搅拌均匀后，使用泵车注入，然后用清水顶替，A和B的混合液由套管破损段进入地层，并在套管内留塞封口；

步骤2）在地层温度下，当到达凝胶时间后，A与B发生热聚反应形成三维网状固体结构，最后下三牙轮钻头钻完井筒内留塞，实现损井破损段的封堵。

选用实施例6制备的堵漏树脂体系，A和B在1:1条件下，温度20℃时，失去流动性时间为3小时（工艺上定义为泵车注入顶替压力上升时间）；60℃时，失去流动性时间为2小时。

选用实施例6制备的堵漏树脂体系，A和B在3:2条件下，温度40℃时，失去流动性时间为4.5小时；60℃时，失去流动性时间为3小时。

地层温度随着深度的增加而增加，一般条件下套损井套损段温度在20~80℃之间。本发明在同等温度条件下，随着A组分与B组分比例的增加固化时间延长。在A组分与B组分相同条件下，随着温度的增加固化时间减少。化学堵漏时，应根据实际地层温度及施工工艺的条件限制选择不同的配比。

本发明堵漏树脂体系在满足抗压强度的同时，降低了树脂硬度，提高树脂韧性，提高了树脂可钻性能。钻塞工艺同等条件下钻塞速率可达2.5m/h，大大节约了钻塞时间。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种堵漏树脂体系，其特征在于：由A组分和B组分反应得到，所述A组分和B组分的质量比为1:1-3:2，所述A组分至少包括环氧树脂，所述B组分至少包括环氧树脂固化剂。

2.根据权利要求1所述的一种堵漏树脂体系，其特征在于，所述A组分包括以下质量份数的物质：

环氧树脂100份、稀释剂24-40份和消泡剂1~3份。

3.根据权利要求1所述的一种堵漏树脂体系，其特征在于，所述B组分包括以下质量份数的物质：

酰胺咪唑啉10-15份、环氧树脂固化剂18-33份、端胺基丁腈橡胶5~10份。

4.根据权利要求2所述的一种堵漏树脂体系，其特征在于：所述环氧树脂为环氧树脂E51、环氧树脂E44、环氧树脂E51、环氧树脂F5、双酚A环氧树脂F44、双酚F环氧树脂中的一种或多种；

所述稀释剂为聚乙二醇二缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、环氧丙烷苯基醚和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的混合物，其中，聚乙二醇二缩水甘油醚10-15份、丁基缩水甘油醚5~8份、环氧丙烷苯基醚8~15份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1-2份。

5.根据权利要求2所述的一种堵漏树脂体系，其特征在于，所述A组分制备过程如下：将配方量的环氧树脂、稀释剂和消泡剂依次加入，边加入边搅拌，搅拌20-40min混合均匀，得到淡黄色A组分液体。

6.根据权利要求3所述的一种堵漏树脂体系，其特征在于：所述环氧树脂固化剂为间二甲苯二胺、二氨基二环己基甲烷、聚醚胺D230固化剂和593固化剂的混合物，其中，间二甲苯二胺3-5份、二氨基二环己基甲烷12-18份、聚醚胺D230固化剂2-6份、593固化剂1-4份。

7.根据权利要求6所述的一种堵漏树脂体系，其特征在于：所述B组分制备过程如下：将酰胺咪唑啉、酰胺咪唑啉、二氨基二环己基甲烷、聚醚胺D230固化剂、593固化剂、端胺基丁腈橡胶按照质量比依次加入进行混合搅拌均匀，形成暗红色B组分液体。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种堵漏树脂体系的应用，其特征在于：将A组分和B组分按质量比混合搅拌均匀后，使用泵车注入，在地层温度下形成三维网状结构，对套管破漏段进行堵漏。

9.根据权利要求8所述的一种堵漏树脂体系的应用，其特征在于：所述地层温度为20-100℃。

10.根据权利要求8所述的一种堵漏树脂体系的应用，其特征在于，具体过程如下：

步骤1）将A组分和B组分按质量比混合搅拌均匀后，使用泵车注入，然后用清水顶替，A和B的混合液由套管破损段进入地层，并在套管内留塞封口；

步骤2）在地层温度下，当到达凝胶时间后，A与B发生热聚反应形成三维网状固体结构，最后下三牙轮钻头钻完井筒内留塞，实现损井破损段的封堵。