CN114479789A - 高温高压可膨胀堵漏剂组成与制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及油气钻采技术领域,公开了一种适用于高温高压条件下裂缝、缝洞性地层钻井恶性漏失堵漏用可膨胀堵漏剂的组成与制备方法及其应用。高温高压可膨胀堵漏剂的具体组成为:发气材料12~35%、多孔硅铝酸盐小球55~80%、高温树脂3~7%。本发明的可膨胀堵漏剂直接掺混到目前所常用的可固化堵漏工作液体系中,配伍性好,能够在井下高温高压条件下产生足量的氮气来补偿可固化类堵漏材料凝固后的体积收缩,使凝固后的体积具有一定微膨胀,增强堵漏材料固化体与地层之间的胶结作用,改善并提高现有可固化类堵漏材料凝的堵漏能力、效果和承压能力,可有效解决高温高压裂缝、缝洞性地层钻井恶性漏失难题。

Description

高温高压可膨胀堵漏剂组成与制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及油气钻采技术领域,具体涉及适用于高温高压条件下裂缝、缝洞性地层钻井恶性漏失堵漏用可膨胀堵漏剂具体组成,适用于高温高压钻井堵漏的高温高压可膨胀堵漏剂制备方法,一种包括该高温高压可膨胀堵漏剂的具体应用。
背景技术
随着油气勘探开发向深层—超深层、非常规等油气资源领域拓展,钻井工程面临更加苛刻的地质条件和诸多技术瓶颈,裂缝、缝洞性地层恶性井漏是最常见且最难以治理的钻井工程复杂事故之一,已成为制约钻井工程中“卡脖子”的关键难题。井漏是钻井过程中较常见的一种井下复杂情况,特别是钻遇裂缝、溶洞等发育地层时,井漏现象极易发生,往往出现恶性漏失,导致钻井周期长,严重制约油气勘探开发进程。据相关资料统计,全世界井漏发生率约占钻井总数的20%~25%,每年用于堵漏的费用高达40亿美元。北美地区美国、加拿大等碳酸盐岩油气藏、页岩油气等钻井过程中发生恶性井漏的井数约占钻井总数的40%,中东地区碳酸盐岩裂缝性油藏钻井过程中发生恶性井漏的井数占比超过30%,井漏损失时间占比超过50%。
对于裂缝、溶洞等发育地层,堵漏难点主要有:(1)孔洞、裂缝尺寸大,桥接材料粒度选择难,难以在漏失通道内形成“架桥”,固结类堵漏浆难以在缝洞中滞留;(2)地层温度高达160℃,普通凝胶类堵漏材料抗温无法完全满足需要;(3)裂缝与溶洞中的地层流体活跃,堵漏浆容易与地层流体窜混、被冲释,堵漏浆难以固结,强度无法保证;(4)部分地层存在溢漏同存现象,地层出水,堵漏浆容易被地层水稀释,影响堵漏效果。
针对裂缝、缝洞性地层恶性井漏难题,目前的技术手段主要有:(1)桥接类堵漏材料。桥接类堵漏材料是由颗粒状、纤维状、片状等惰性材料按照一定的质量比和粒度级配形成的复合堵漏材料,如核桃壳、碳酸钙、纤维、云母片等,主要通过在漏失通道内架桥、拉筋、堆积、填充等作用,形成致密的封堵层,具有对钻井液流变性影响小、成本低廉、操作简单等优势,现场应用广泛,主要适用于裂缝宽度比较小的水平缝或小角度斜缝等渗透性或漏失不严重的地层。(2)高失水类堵漏材料。主要由硅藻土、渗滤性材料、惰性材料等按一定比例配成的堵漏材料,该类堵漏材料进入地层裂缝后,在地层压力与钻井液液柱压力的压差作用下迅速失水,固相组分聚集变稠迅速形成薄膜或滤饼,封堵裂缝漏失通道,主要适用于漏速不大的渗透性与微小裂缝性漏失地层堵漏。(3)凝胶类堵漏材料。主要有交联成胶型凝胶和非交联型凝胶两种,相比于其他类型堵漏材料,凝胶堵漏材料由于具有良好的受压可变形性,可自适应进入不同尺度漏失通道而不受其形态限制,容易在漏失通道内形成高强度封堵,是一种适用于不同尺度漏失通道的堵漏材料,但目前的聚合物凝胶堵漏材料的抗高温性能普遍较差,高温条件下长期稳定性差,导致裂缝封堵无效或堵后复漏风险高。(4)膨胀类堵漏材料。主要由具有吸水、吸油性质的材料单独使用或与其他堵漏材料复配形成的堵漏材料,如亲油树脂颗粒、预交联凝胶颗粒等,通过在井筒与地层压差作用下挤入裂缝后吸水(油),利用分子间范德华力(或氢键)、三维网络结构内外侧渗透压将水或油分子吸入网络结构而引起体积剧烈膨胀,形成具有良好弹性的充填层。膨胀类堵漏材料具有膨胀堵塞和良好的变形性等优点,不受漏失通道形状和尺寸的影响,但是其吸液膨胀后强度下降和抗温性能较差,对大裂缝或溶洞性恶性漏失地层的堵漏适用性较差。(5)可固化类堵漏材料。主要指由水泥、矿渣、石膏、石灰、硅酸盐类等的混合物与激活剂、添加剂所组成的可胶结型堵漏材料,其中水泥是最典型的可固化材料,可通过添加各种水泥浆外加剂和改善挤注工艺来提高水泥封堵效果,具有承压能力强,处理严重漏失地层效果显著等特点,与其他堵漏材料相比,可固化堵漏材料具有耐高温、承压封堵能力高、固化时间易控制、价格低廉、配制和操作工艺简单等,适用于恶性漏失地层。但该材料容易被地层水稀释,稀释后固化强度低,且固化后体积有较大的收缩,会再次产生新裂缝等,造成再次复漏等。
综上所述,针对高温高压条件下的裂缝、缝洞性地层钻井恶性漏失难题,水泥、矿渣、粉煤灰、石灰、硅酸盐、铝酸盐类可固化类堵漏材料是最有效的,最可行的技术方案。但是,目前采用水泥、矿渣、石灰、、粉煤灰、石灰、硅酸盐、铝酸盐类等可固化类堵漏材料,凝固后虽然强度高,封堵承压能力非常高,但是上述这些材料在固化后都存在着较严重的体积收缩,特别是高温高压下体积收缩将更加明显,使固化体与地层界面处会由于体积收缩产生新的裂缝或微间隙等,造成再次复漏或者堵漏失败等,影响高温高压条件下的堵漏效果和成功率。
本发明针对高温高压条件下目前所用的存水泥、矿渣、粉煤灰、石灰、硅酸盐、铝酸盐类等可固化类堵漏材料在的体积收缩难题,发明制备了一种高温高压条件下可膨胀的堵漏剂,该可膨胀堵漏剂加入到目前所用的可固化堵漏材料中,能够在井下高温高压条件下产生足量的氮气来补偿可固化类堵漏材料凝固后的体积收缩,甚至使凝固后的体积还有一定微膨胀,防止固化体与地层界面处因体积收缩而产生的新裂缝或微间隙,并还可以提高堵漏材料固化体与地层之间的胶结作用,提高堵漏效果和承压能力。
本发明的目的是制备一种能够在井下高温高压条件下能够产生足量的氮气的可膨胀堵漏剂,该可膨胀堵漏剂是一种在一定温度压力条件下能够在一定时间范围内通过发生化学反应作用生成足量的氮气,使可固化类堵漏材料凝固后的体积发生一定量的膨胀,从而改善并提高现有可固化类堵漏材料凝的堵漏能力、效果和承压能力,更有效地解决高温高压裂缝、缝洞性地层钻井恶性漏失难题。本发明所制备的可膨胀堵漏剂不会对堵漏材料产生不利影响,相互间配伍性好,不影响正常的钻井堵漏作业。本发明所制备的可膨胀堵漏剂与钻井液、地层流体匹配性好、体积可膨胀等特点可显著地提高堵漏能力、效果和承压能力。本项发明技术从根本上改进了现有可固化类堵漏材料与堵漏方法的根本性缺点,是有效解决高温高压裂缝、缝洞性地层恶性漏失的革命性关键材料与技术。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有可固化类堵漏材料(水泥、矿渣、粉煤灰、石灰、硅酸盐、铝酸盐类)堵漏技术存着较严重的体积收缩现象,特别是高温高压下体积收缩将更加明显,易造成再次复漏或者堵漏失败的问题,无法满足高温高压下裂缝、溶洞等恶性井漏时的堵漏要求。提供一种适用于高温高压钻井堵漏用的可膨胀堵漏剂具体组成与制备方法及其应用。该可膨胀堵漏剂材料加入到堵漏工作液中,对堵漏工作液的性能基本无影响,能够在井下高温高压条件下产生足量的氮气来补偿可固化类堵漏工作液凝固后的体积收缩,使凝固后的体积还有一定微膨胀,显著提高可固化类堵漏工作液对裂缝、溶洞等地层的堵漏封堵效果,其承压封堵能力提高达20%以上。
为了实现上述目的,本发明制备了一种可膨胀堵漏剂,其中,所述可膨胀堵漏剂,按重量百分比计,具体组成为:发气材料12~35%、多孔硅铝酸盐小球55~80%、高温树脂3~7%;其中所述的发气材料为偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁睛、偶氮二羧酸钡、偶氮胺苯中的一种或组合;其中所述的多孔硅铝酸盐小球为粒径10~250μm、孔体积为0.20~0.60cm3/g的废微球硅铝催化剂、废稀土Y型沸石催化剂、废白土Y型沸石催化剂或者废加氢催化裂化催化剂中的一种或组合;其中所述的高温树脂为高温酚醛树脂、高温环氧树脂、高温乙烯基酯树脂中的一种或组合。
本发明所述的高温高压可膨胀堵漏剂的制备方法主要包括三步:
(1)将发气材料、有机溶剂、多孔硅铝酸盐小球按重量比为100:20~80:150~300于室温下混合均匀,待充分吸附3~5小时,饱和后将在25-40℃温度条件下进行真空干燥,制得芯材料物质,分离出的有机溶剂重复再用;
(2)将高温树脂、丁基缩水甘油醚按重量比为100:10~30进行混合均匀,然后升温到60~80℃,在高速搅拌条件下加入水、乳化剂OP-10,其中高温树脂、水、乳化剂OP-10的重量比为100:150~300:1.2~3.5,制得稳定的水包油型壳材料乳液;
(3)在高速搅拌条件下,将芯材料物质、固化剂加入到壳材料乳液中,其中壳材料乳液、芯材料物质、固化剂的重量比为100:180~350:15~38,恒温60~80℃条件下继续搅拌反应4-7小时,高温树脂在多孔硅铝酸盐小球表面固化成壳,从而将吸附有发气材料的多孔硅铝酸盐小球进行有效封装包裹,过滤烘干,便制得高温高压可膨胀剂。
本发明所述的有机溶剂可以是乙醚、丙酮、石油醚、四氯化碳中的一种或组合。
本发明所述的固化剂为二乙烯三胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、多异氰酸酸、二甲基二氨基辛二烯、间二甲苯二胺、间苯二胺中的一种或组合。
本发明的高温高压可膨胀堵漏剂及其制备方法具有以下优点:(1)利用吸附了发气材料的高强度多孔硅铝酸盐小球作为的微胶囊芯材料,以非水溶性高温相树脂材料作为壳材料的微胶囊化方法实现了发气材料在井下高温高压条件下才发生反应产生氮气,实现井下高温高压充气膨胀作用;(2)本发明制备方法所制备的微胶囊形式的可膨胀堵漏剂具有优异的抗压、耐温和延缓释放性能,适用范围广;(3)本发明制备微胶囊的主要原材料硅铝酸盐小球属于废物再利用,既经济又环保;(4)本发明的微胶囊制备工艺简单,生产成本低,有利于工业化生产。
本发明的高温高压可膨胀堵漏剂,在具体的制备方法和使用过程中,可根据井下温度条件,合理地选择发气材料、高温树脂、固化剂的类型等参数,硅铝酸盐小球的粒径大小,更好地实现不同高温环境下产生氮气产生体积膨胀效果。
本发明的另一目的还在于提供上述高温高压可膨胀堵漏剂的应用,通过直接加入到现有的可固化堵漏工作液体系中,进行混合使用即可,其加量占固化堵漏材料质量百分浓度1.0~5.0%。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明的高温高压可膨胀堵漏剂的微观结构电镜图,外观为一个微球,表面有致密的高温树脂包裹层;
图2是本发明的对比例1在150℃条件下养护72小时的压力变化曲线图;
图3是本发明的对比例6在150℃条件下养护72小时的压力变化曲线图;
图4是本发明的实施例2在150℃条件下养护72小时的压力变化曲线图。
具体实施方式
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中:
根据GB/T 19139-2012《油井水泥试验方法》,按照一定水固比配制可固化堵漏材料浆体,使用BSRD-8042DG型高低温稠化仪(辽宁贝斯瑞德石油装备制造有限公司)进行稠化时间的测试,评价可固化堵漏材料浆体的可泵注时间。
根据GB/T 19139-2012《油井水泥试验方法》、GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》、GB/T 3001-2007《耐火材料-常温抗折强度试验方法》方法,使用规格为50.8mm×50.8mm×50.8mm的立方体模具和尺寸为40mm×40mm×160mm的标准棱柱试件制备样品,进行抗压强度、抗折强度测试。
利用水泥石收缩/膨胀仪的测试原理,通过美国Chandler公司5265U型静胶凝强度分析仪配合美国进口精密恒压控制泵,采用隔膜将样品与增压介质隔离开,配备的位移活塞上装有精密位移传感器,水泥等样品在高温高压下随着时间发展,体积发生变化,水泥体积变化带动活塞移动,活塞位移由位移传感器测量,这样通过测量活塞的位移可确定水泥的收缩/膨胀性能,活塞的位移量可转换为水泥的收缩/膨胀量(mL单位)或者百分比的收缩/膨胀率,从而,实现可连续测量水泥样品在高温高压下的收缩/膨胀性能。在模拟不同井深及静态条件下,测量环空水泥等样品在高温高压环境中,测定固化材料在凝结状态过程中的压力变化,根据釜体内压力变化来判断水泥石的体积收缩率。
实施例和试验例中所述的“份”均为“质量份”。
实施例和对比例中所用的原料均为常规市购产品,且为该技术领域的技术人员熟知的产品。
其中,可固化堵漏材料、纤维,由中国石油集团工程技术研究院有限公司提供。
碳酸钙、核桃壳、锯末、云母片,为常规市购工业级产品。
多孔硅铝酸盐小球,为工业废品,由中国石化齐鲁石油化工公司提供。
偶氮二甲酰胺、石油醚、二乙烯三胺、OP-10、丁基缩水甘油醚、氧化镁、氧化钙,采用化学试剂,在国药集团化学试剂有限公司采购。
KQ-C发气膨胀剂、晶格膨胀剂,由中石化胜利固井公司提供。
高温环氧树脂、高温酚醛树脂、高温乙烯基酯树脂,型号分别为双酚A型环氧树脂E-51、酚醛树脂2130、乙烯基酯树脂S-3202,由济南宝瑞树脂化工有限公司提供。
可膨胀堵漏剂的制备实例
本实例在于说明采用本发明的方法制备高温高压可膨胀堵漏剂。
将偶氮二甲酰胺、石油醚、多孔硅铝酸盐小球按重量比为100:30:180于室温下混合均匀,待充分吸附3小时,饱和后将在35℃温度条件下进行真空干燥,制得芯材料物质;将高温环氧树脂、丁基缩水甘油醚按重量比为100:20进行混合均匀,然后升温到70℃,在高速搅拌条件下加入水、乳化剂OP-10,其中高温环氧树脂、水、乳化剂OP-10的重量比为100:190:2.5,制得稳定的水包油型壳材料乳液;在高速搅拌条件下,将芯材料物质、二乙烯三胺固化剂加入到壳材料乳液中,其中壳材料乳液、芯材料物质、二乙烯三胺的重量比为100:300:22,恒温70℃条件下继续搅拌反应5小时,过滤烘干,制得可膨胀堵漏剂。
实施应用例测试配方及组成
本实施应用例测试在于说明采用本发明方法所制备的可膨胀堵漏剂对可固化堵漏材料工作液体系性能的影响。具体的实施应用例测试体系配方组成如表1所示。
表1可固化堵漏材料体系实施应用例测试配方及组成
Figure BDA0003410157770000051
对比例测试配方及组成
本对比例在于说明采用现技术的可固化堵漏材料工作液体系的性能,跟加有可膨胀堵漏剂的可固化堵漏工作液体系性能进行对比。具体的对比例体系配方组成如表2所示。
表2可固化堵漏材料体系对比例配方及组成
Figure BDA0003410157770000052
Figure BDA0003410157770000061
测试性能1
参照GB/T 19139-2012《油井水泥试验方法》配制堵漏固化材料,按一定水灰比制备堵漏工作液,然后测试不同温度条件下工作液体系的游离液、稠化时间,固化体的抗压强度和抗折强度等性能。
在120℃高温高压条件,不同对比例、实施例的可固化堵漏工作液体系的各项性能测试条件和测试结果如表3所示。
表3可固化堵漏工作液体系120℃条件下各项性能测试结果
Figure BDA0003410157770000062
测试结果说明,(1)在120℃条件下,可固化堵漏工作液体系随着温度升高,水泥水化反应的活性增强,有利于提高固化后的抗压强度、抗折强度,力学性能提升比较明显;(2)随着温度升高,高铝水泥对稠化时间影响较大,且在高温度下固化体脆性更强,对固化体的抗压强度和抗折强度影响更大,力学性能出现较明显的下降衰退;(3)氧化钙、氧化镁、晶体膨胀剂、可膨胀堵漏剂加入堵漏体系中后,对浆体流动性能、稠化时间影响不明显,能适当提高固化体的抗压强度和抗折强度等力学性能,当温度升高到120℃时,总体都表现出来随着温度升高稠化时间缩短、抗压强度和抗折强度都略有增加。
在150℃高温高压条件,可固化堵漏工作液体系的各项性能测试条件和测试结果如表4所示。
表4可固化堵漏工作液体系150℃条件下各项性能测试结果
Figure BDA0003410157770000071
测试结果说明,在150℃可固化堵漏工作液体系的各项性能及影响规律跟120℃条件下有所相似,但却不同之处,主要表现为以下几点:(1)随着温度升高,水泥水化反应的活性增强,但油井水泥在高温下的水化产物不稳定,油井水泥在高温条件下(温度超过110℃)存在着强度衰退、渗透率急剧增大现象,在温度达到150℃时,水泥对可固化堵漏材料体系的力学性能贡献减弱,这说明在高温下水泥堵漏材料效果会减弱,可适当在堵漏配方中加入适量的硅砂,减弱水泥石的高温强度衰退;(2)随着温度升高,高铝水泥对固化体的力学性能非常不利,对固化体的抗压强度和抗折强度影响更大,力学性能出现更明显的衰退,说明高铝水泥不适合高温条件下的堵漏;(3)氧化钙、氧化镁、晶体膨胀剂、可膨胀堵漏剂加入堵漏体系中后,对浆体流动性能、稠化时间影响不明显,能适当提高固化体的抗压强度和抗折强度等力学性能,当温度升高到150℃时,总体都表现出来随着温度升高稠化时间缩短,对抗压强度和抗折强度基本无不利的影响。
在160℃高温高压条件,可固化堵漏工作液体系的各项性能测试条件和测试结果如表5所示。
表5可固化堵漏工作液体系160℃条件下各项性能测试结果
Figure BDA0003410157770000081
测试结果说明:(1)在160℃可固化堵漏工作液体系的各项性能及影响规律跟150℃条件下的各项性能基本相似,说明可固化堵漏工作液体系能够耐温达到150℃以上;(2)随着温度升高,不同的固化堵漏体系的稠化时间都有所缩短,属于正常规律,只有掺入高铝水泥的体系稠化时间显著缩短,不利于现场施工;(3)温度达到160℃后,油井水泥、氧化钙、氧化镁、晶体膨胀剂、可膨胀堵漏剂等对固化体的抗压强度和抗折强度影响变得很弱。
综上所述,本发明所制备的可膨胀堵漏剂加入现有的可固化堵漏工作液体系中,对浆体的游离液、稠化时间,固化体的抗压强度和抗折强度等性能基本没有任何不利影响,跟现有的可固化堵漏材料与工作液体系配伍性好。
测试性能2
参照GB/T 19139-2012《油井水泥试验方法》配制堵漏固化材料,按一定水灰比制备浆体,然后将浆体倒入5265U静胶凝强度分析仪的养护釜中,安装好仪器后,打开温度自动控制程序和精密压力控制泵,升温到设定的温度和压力,然后再关掉精密压力控制泵,测试固化堵漏材料体系在固化过程中的压力变化,评价不同温度下固化堵漏材料的膨胀性能。
根据上述120℃条件下可固化堵漏工作液体系的压力变化规律,进一步计算分析出其膨胀性能,如表6所示。
表6可固化堵漏工作液体系120℃条件下膨胀性能测试
Figure BDA0003410157770000082
Figure BDA0003410157770000091
通过表6数据可得出,在120℃条件下可固化堵漏工作液体系的膨胀性能规律为:(1)120℃条件下,对比例5、对比例6的可固化堵漏工作液体系体积均表现出一定的收缩性,对比例7的可固化堵漏工作液体系体积基本保持不变,实施例2的可固化堵漏工作液体系体积均表现出一定的膨胀性;(2)氧化钙、氧化镁、KQ-C发气膨胀剂、可膨胀堵漏剂加入堵漏体系中后,均能不同程度的改善体系的体积膨胀率,但可膨胀堵漏剂的作用效果远远好于其他材料,并且随着可膨胀堵漏剂用量的增加,体系膨胀的作用效果越明显。
在150℃高温高压条件,可固化堵漏工作液体系的各项膨胀性能测试条件和测试结果如表7所示。
表7可固化堵漏工作液体系150℃条件下膨胀性能测试
Figure BDA0003410157770000092
测试结果表明:(1)随着温度、压力的升高,可固化堵漏工作液体系体积呈现收缩的趋势;(2)150℃条件下,对比例1、对比例5、对比例6的可固化堵漏工作液体系体积均表现出一定的收缩性,实施例1、实施例2、实施例3的可固化堵漏工作液体系体积均表现出一定的膨胀性;(3)氧化钙、氧化镁、KQ-C发气膨胀剂、可膨胀堵漏剂加入堵漏体系中后,均能不同程度的改善体系的体积膨胀率,但可膨胀堵漏剂的作用效果远远好于其他材料,并且随着可膨胀堵漏剂用量的增加,体系膨胀的作用效果越明显;(4)可膨胀堵漏剂能够用于150℃高温高压环境下,且具有较好的膨胀效果。
在160℃高温高压条件,可固化堵漏工作液体系的各项性能测试条件和测试结果如表8所示。
表8可固化堵漏工作液体系160℃条件下膨胀性能测试
Figure BDA0003410157770000093
Figure BDA0003410157770000101
测试结果表明,在160℃条件下可固化堵漏工作液体系的膨胀性能跟120℃、150℃条件下非常相似:(1)随着温度、压力的升高,可固化堵漏工作液体系体积呈现收缩的趋势;(2)160℃条件下,对比例1、对比例5、对比例6的可固化堵漏工作液体系体积均表现出一定的收缩性,实施例1、实施例2的可固化堵漏工作液体系体积均表现出一定的膨胀性;(4)氧化钙、氧化镁、KQ-C发气膨胀剂、可膨胀堵漏剂加入堵漏体系中后,均能不同程度的改善体系的体积膨胀率,且可膨胀堵漏剂的作用效果远远好于其他材料,并且随着可膨胀堵漏剂用量增加膨胀效果越明显;(4)可膨胀堵漏剂在160℃环境下也能够具有较好的膨胀作用和效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高温高压可膨胀堵漏剂,其特征在于,所述可膨胀堵漏剂,按重量百分比计,具体组成为:发气材料12~35%、多孔硅铝酸盐小球55~80%、高温树脂3~7%;其中所述的发气材料为偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁睛、偶氮二羧酸钡、偶氮胺苯中的一种或组合;其中所述的多孔硅铝酸盐小球为粒径10~250μm、孔体积为0.20~0.60cm3/g的废微球硅铝催化剂、废稀土Y型沸石催化剂、废白土Y型沸石催化剂或者废加氢催化裂化催化剂中的一种或组合;其中所述的高温树脂为高温酚醛树脂、高温环氧树脂、高温乙烯基酯树脂中的一种或组合;
所述的高温高压可膨胀堵漏剂的制备方法主要包括三步:
(1)将发气材料、有机溶剂、多孔硅铝酸盐小球按重量比为100:20~80:150~300于室温下混合均匀,待充分吸附3~5小时,饱和后将在25~40℃温度条件下进行真空干燥,制得芯材料物质,分离出的有机溶剂重复再用;
(2)将高温树脂、丁基缩水甘油醚按重量比为100:10~30进行混合均匀,然后升温到60~80℃,在高速搅拌条件下加入水、乳化剂OP-10,其中高温树脂、水、乳化剂OP-10的重量比为100:150~300:1.2~3.5,制得稳定的水包油型壳材料乳液;
(3)在高速搅拌条件下,将芯材料物质、固化剂加入到壳材料乳液中,其中壳材料乳液、芯材料物质、固化剂的重量比为100:180~350:15~38,恒温60~80℃条件下继续搅拌反应4~7小时,高温树脂在多孔硅铝酸盐小球表面固化成壳,从而将吸附有发气材料的多孔硅铝酸盐小球进行有效封装包裹,过滤烘干,便制得高温高压可膨胀剂。
2.根据权利1要求,本发明所述的有机溶剂为乙醚、丙酮、石油醚、四氯化碳中的一种或组合。
3.根据权利1要求,本发明所述的固化剂为二乙烯三胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、多异氰酸酸、二甲基二氨基辛二烯、间二甲苯二胺、间苯二胺中的一种或组合。
4.根据权利1要求,本发明所述的可膨胀堵漏剂,在具体的制备方法和使用过程中,可根据井下温度条件,合理地选择发气材料、高温树脂、固化剂的类型等参数,硅铝酸盐小球的粒径大小,更好地实现不同高温环境下产生氮气产生体积膨胀效果。
5.根据权利1要求,本发明所述的可膨胀堵漏剂,使用时直接加入到可固化堵漏工作液体系中,混合均匀就可直接使用,其加量占固化堵漏材料质量百分浓度1.0~5.0%。
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