CN114836182A - 一种堵水封窜体系及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种堵水封窜体系及其制备方法，属于石油化工领域。该堵水封窜体系包括以下质量百分比的组分：助溶剂1％‑3％；增塑剂1％‑5％；固化剂2％‑6％；缓聚剂6％‑12％；热固性树脂为余量。该堵水封窜体系能够在90℃～120℃的高温下延迟缓聚，且反应速率可控。该堵水封窜体系的注入性好，对各类孔隙和微细裂缝均具有很好的穿透能力，且不会被水体稀释。该堵水封窜体系固化后具有较高的机械强度、化学稳定性和热稳定性，对需要封堵的出水层段和窜流通道能够达到更优异的封堵效果。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工领域，特别涉及一种堵水封窜体系及其制备方法。
背景技术
随着老油田进入高含水开采期，伴随着分层采油、注水等开发模式，由于各种原因造成的油、水井窜漏问题越来越严重，目前，多采用热固性树脂封层封窜技术将化学堵剂“精确”注入封堵层位及管外窜槽，通过控制反应速率调整堵漏剂固化时间和强度，达到堵水封窜的目的。
相关技术提供了一种堵水封窜体系，包括：热固性酚醛树脂(RS-619)80～90％；乙醇，8～10％；间苯二胺0.2～0.3％；对甲基苯磺酸，1.69～2.6％。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：
相关技术提供的堵水封窜体系具有温度敏感性，随着温度升高，反应速率加快，在高于90℃时，反应速率无法被控制，存在较大的安全隐患。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种堵水封窜体系及其制备方法，能够解决上述技术问题。
具体而言，包括以下的技术方案：
一方面，提供了一种堵水封窜体系，所述堵水封窜体系包括以下质量百分比的组分：
在一些可能的实现方式中，所述助溶剂选自乙二醇、叔丁醇、甲醇、丙酮中的至少一种。
在一些可能的实现方式中，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的至少一种。
在一些可能的实现方式中，所述固化剂选自三(2-羟乙基)胺、二乙烯三胺、间苯二胺中的至少一种。
在一些可能的实现方式中，所述缓聚剂为乙酸。
在一些可能的实现方式中，所述热固性树脂为环氧改性的热固性酚醛树脂。
在一些可能的实现方式中，所述堵水封窜体系的适用温度为90℃-120℃。
另一方面，本发明实施例还提供了上述任一种堵水封窜体系的制备方法，所述制备方法包括：
按照所述的堵水封窜体系中各组分的质量比，将热固性树脂、助溶剂和增塑剂混合均匀，形成中间混合体系；
将固化剂、缓聚剂与所述中间混合体系混合均匀，得到所述堵水封窜体系。
在一些可能的实现方式中，所述堵水封窜体系采用即配即用的方式进行制备。
在一些可能的实现方式中，所述堵水封窜体系的制备在具有搅拌装置的配液池中进行。
在一些可能的实现方式中，使所述热固性树脂、所述助溶剂和所述增塑剂混合后，搅拌10min-20min至搅拌均匀；
将所述固化剂、所述缓聚剂与所述中间混合体系混合后，搅拌25min-35min至搅拌均匀，得到所述堵水封窜体系。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
本发明实施例提供的堵水封窜体系，基于上述质量配比的各组分的协同复配作用，能够获得在90℃～120℃的高温下能够延迟缓聚的堵水封窜体系，且反应速率可控。该堵水封窜体系的注入性好，对各类孔隙和微细裂缝均具有很好的穿透能力，且不会被水体稀释。该堵水封窜体系固化后具有较高的机械强度、化学稳定性和热稳定性，对需要封堵的出水层段和窜流通道能够达到更优异的封堵效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的堵水封窜体系的制备流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
随着老油田进入高含水开采期，伴随着分层采油、注水等开发模式，由于各种原因造成的油、水井窜漏问题越来越严重，目前，多采用热固性树脂封层封窜技术将化学堵剂“精确”注入封堵层位及管外窜槽，通过控制反应速率调整堵漏剂固化时间和强度，达到堵水封窜的目的。
相关技术提供了一种堵水封窜体系，包括：热固性酚醛树脂(RS-619)80～90％；乙醇，8～10％；间苯二胺0.2～0.3％；对甲基苯磺酸，1.69～2.6％。
相关技术提供的堵水封窜体系具有温度敏感性，随着温度升高，反应速率加快，在高于90℃时，反应速率无法被控制，存在较大的安全隐患。
本发明实施例提供了一种堵水封窜体系，该堵水封窜体系包括以下质量百分比的组分：
示例地，助溶剂的质量百分比包括但不限于：1％、1.2％、1.5％、1.7％、1.9％、2％、2.3％、2.5％、2.8％、3％等。
增塑剂的质量百分比包括但不限于：1％、1.5％、1.9％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％等。
固化剂的质量百分比包括但不限于：2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％等。
缓聚剂的质量百分比包括但不限于：6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％等。
热固性树脂的质量百分比，能够使其与助溶剂、增塑剂、固化剂、缓聚剂的质量百分比的总和达到100％。
本发明实施例提供的堵水封窜体系，基于上述质量配比的各组分的协同复配作用，能够获得在90℃～120℃的高温下能够延迟缓聚的堵水封窜体系，且反应速率可控。该堵水封窜体系的注入性好，对各类孔隙和微细裂缝均具有很好的穿透能力，且不会被水体稀释。该堵水封窜体系固化后具有较高的机械强度、化学稳定性和热稳定性，对需要封堵的出水层段和窜流通道能够达到更优异的封堵效果。
在一些可能的实现方式中，助溶剂选自乙二醇、叔丁醇、甲醇、丙酮中的至少一种。
使用助溶剂的目的是使热固性树脂进行溶解，上述种类的助溶剂具有强极性，利于提高热固性树脂的可溶解性。
在一些可能的实现方式中，增塑剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的至少一种。
上述增塑剂的作用是减弱树脂分子间的次价键，增加树脂分子键的移动性，降低树脂分子的结晶性，增加树脂分子的可塑性，使其柔韧性增强，更加容易加工。
本发明实施例选用上述种类的增塑剂，能够改善热固性树脂的塑性及强度。
在一些可能的实现方式中，固化剂选自三(2-羟乙基)胺、二乙烯三胺、间苯二胺中的至少一种。其中，三(2-羟乙基)胺又称为三羟乙基胺、三乙醇胺。
利用上述固化剂，能够用于增进或控制热固性树脂的固化反应效果，使固化后的树脂获得更高的强度。
本发明实施例中，使缓聚剂为乙酸，选择用乙酸作为缓聚剂，能够使堵水封窜体系达到延迟缩聚的目的。具体而言，在固化剂和缓聚剂的作用下，热固性树脂发生了延迟体型缩聚反应。
热固性树脂具有很强的浸润能力，成型性能好，体积密度大，气孔率低，其耐热、阻燃、电绝缘性能好，耐酸性强。
对于热固性树脂的获取，可以通过以下方法制备得到：在NH4OH、NaOH或NaCO3等碱性物质的催化下，过量的甲醛与苯酚(其摩尔比大于1)反应，同时加入少量环氧树脂改性，生成得到热固性酚醛树脂。
由于热固性树脂是本领域常见的，其也可以通过市购的方式获取，举例来说，本发明实施例可以选用河北省华北油田天成化工公司生产并销售的YJDJ型热固性树脂，其外观为棕红色透明粘稠液体，固含量(％)＞50％，密度为1.0g/cm3～1.3g/cm3。
本发明实施例提供的堵水封窜体系耐高温，在油气井中应用时，适用温度，也就是说油藏储层为90℃-120℃。
举例来说，本发明实施例提供的堵水封窜体系适用的油藏储层包括但不限于：90℃、100℃、110℃、120℃等。
实验结果表明，本发明实施例提供的堵水封窜体系在90℃-120℃的高温条件下，可控的初凝时间在2h-6h，固化时间小于12h，耐温性能够达到340℃，抗压强度大于18MPa，酸溶解率、碱溶解率、盐溶解率均小于1％，可用于高温复杂油水井封层封窜和套管修复治理，满足油水井生产的需要。
另一方面，本发明实施例还提供了上述任一种堵水封窜体系的制备方法，如附图1所示，该制备方法包括以下步骤：
步骤1：按照的堵水封窜体系中各组分的质量比，将热固性树脂、助溶剂和增塑剂混合均匀，形成中间混合体系。
步骤2：将固化剂、缓聚剂与中间混合体系混合均匀，得到堵水封窜体系。
本发明实施例中，堵水封窜体系采用即配即用的方式进行制备，以防止热固性树脂提前固化，影响注入效果。
在一些可能的实现方式中，本发明实施例提供的堵水封窜体系的制备在具有搅拌装置的配液池中进行，以便于形成质地均匀的堵水封窜体系。
在一些可能的实现方式中，使热固性树脂、助溶剂和增塑剂混合后，搅拌10min-20min至搅拌均匀。
将固化剂、缓聚剂与中间混合体系混合后，搅拌25min-35min至搅拌均匀，得到堵水封窜体系。
本发明实施例提供的堵水封窜体系在现场应用时，使用到的设备包括：配液池、清水池及泵车、罐车、压力表等相关辅助设备。并且，通过以下方法进行现场应用：
(1)井下准备：起出井内原生产管柱，通井，冲砂洗井至人工井底，下入光油管或带有封隔器的卡堵管柱，对封堵层上部验套。
(2)填砂注灰至封堵段以下，堵水管柱完成至设计深度，安装井口装置，连接地面管线，试压。
(3)试挤清水，测不同排量、压力下的视吸水指数，确定工艺控制参数。
(4)现场配制堵水封窜体系，按泵注顺序依次挤注堵水封窜体系和顶替液。
(5)带压关井侯凝，钻塞后试压。
现场应用时，堵水封窜体系适用的油藏储层温度为90℃-120℃。
以下将通过具体实施例进一步地描述本发明：
其中，实施例1-3使用的热固性树脂通过以下方法制备得到：在NaOH的催化下，使过量的甲醛与苯酚(其摩尔比大于1)反应，同时加入少量环氧树脂改性，得到热固性酚醛树脂。
实施例4-6使用的热固性树脂均采用河北省华北油田天成化工公司生产并销售的YJDJ型热固性树脂。
实施例1
本实施例1提供了一种堵水封窜体系，该堵水封窜体系包括以下质量百分比的组分：
该堵水封窜体系通过以下制备方法制备得到：
采用现场配液池配液方式，按照堵水封窜体系中各组分的质量比，将热固性树脂、助溶剂和增塑剂置于具有搅拌装置的配液池中，搅拌20min后至混合均匀，形成中间混合体系。
继续将固化剂、缓聚剂置于配液池中与该中间混合体系混合，搅拌30min后至混合均匀，得到该堵水封窜体系。
对本实施例1制备得到的堵水封窜体系进行性能测试，测试结果表明，本实施例1制备得到的堵水封窜体系在110℃的高温条件下可控初凝时间为3h-3.2h，固化时间为6h～8h，耐温性达到340℃，抗压强度为49MPa，酸溶溶解率为0.2％，碱溶溶解率为0.2％，盐溶溶解率为0.1％。
实施例2
本实施例2提供了一种堵水封窜体系，该堵水封窜体系包括以下质量百分比的组分：
该堵水封窜体系通过以下制备方法制备得到：
采用现场配液池配液方式，按照堵水封窜体系中各组分的质量比，将热固性树脂、助溶剂和增塑剂置于具有搅拌装置的配液池中，搅拌20min后至混合均匀，形成中间混合体系。
继续将固化剂、缓聚剂置于配液池中与该中间混合体系混合，搅拌30min后至混合均匀，得到该堵水封窜体系。
对本实施例2制备得到的堵水封窜体系进行性能测试，测试结果表明，本实施例2制备得到的堵水封窜体系在100℃的高温条件下可控初凝时间为4h～4.5h，固化时间为8h～10h，耐温性达到340℃，抗压强度为47MPa，酸溶溶解率为0.2％，碱溶溶解率为0.1％，盐溶溶解率为0.2％。
实施例3
本实施例3提供了一种堵水封窜体系，该堵水封窜体系包括以下质量百分比的组分：
该堵水封窜体系通过以下制备方法制备得到：
采用现场配液池配液方式，按照堵水封窜体系中各组分的质量比，将热固性树脂、助溶剂和增塑剂置于具有搅拌装置的配液池中，搅拌20min后至混合均匀，形成中间混合体系。
继续将固化剂、缓聚剂置于配液池中与该中间混合体系混合，搅拌30min后至混合均匀，得到该堵水封窜体系。
对本实施例3制备得到的堵水封窜体系进行性能测试，测试结果表明，本实施例3制备得到的堵水封窜体系在120℃的高温条件下可控初凝时间为2h～2.5h，固化时间为5h～7h，耐温性达到340℃，抗压强度为52MPa，酸溶溶解率为0.1％，碱溶溶解率为0.2％，盐溶溶解率为0.1％。
实施例4
本实施例4提供了一种堵水封窜体系，该堵水封窜体系包括以下质量百分比的组分：
该堵水封窜体系通过以下制备方法制备得到：
采用现场配液池配液方式，按照堵水封窜体系中各组分的质量比，将热固性树脂、助溶剂和增塑剂置于具有搅拌装置的配液池中，搅拌20min后至混合均匀，形成中间混合体系。
继续将固化剂、缓聚剂置于配液池中与该中间混合体系混合，搅拌30min后至混合均匀，得到该堵水封窜体系。
对本实施例4制备得到的堵水封窜体系进行性能测试，测试结果表明，本实施例4制备得到的堵水封窜体系在105℃的高温条件下可控初凝时间为4h～4.5h，固化时间为8h～10h，耐温性达到340℃，抗压强度为46MPa，酸溶溶解率为0.2％，碱溶溶解率为0.1％，盐溶溶解率为0.2％。
实施例5
本实施例5提供了一种堵水封窜体系，该堵水封窜体系包括以下质量百分比的组分：
该堵水封窜体系通过以下制备方法制备得到：
采用现场配液池配液方式，按照堵水封窜体系中各组分的质量比，将热固性树脂、助溶剂和增塑剂置于具有搅拌装置的配液池中，搅拌20min后至混合均匀，形成中间混合体系。
继续将固化剂、缓聚剂置于配液池中与该中间混合体系混合，搅拌30min后至混合均匀，得到该堵水封窜体系。
对本实施例5制备得到的堵水封窜体系进行性能测试，测试结果表明，本实施例5制备得到的堵水封窜体系在110℃的高温条件下可控初凝时间为3h-3.2h，固化时间为6h～8h，耐温性达到340℃，抗压强度为49MPa，酸溶溶解率为0.2％，碱溶溶解率为0.2％，盐溶溶解率为0.1％。
实施例6
本实施例6提供了一种堵水封窜体系，该堵水封窜体系包括以下质量百分比的组分：
该堵水封窜体系通过以下制备方法制备得到：
采用现场配液池配液方式，按照堵水封窜体系中各组分的质量比，将热固性树脂、助溶剂和增塑剂置于具有搅拌装置的配液池中，搅拌20min后至混合均匀，形成中间混合体系。
继续将固化剂、缓聚剂置于配液池中与该中间混合体系混合，搅拌30min后至混合均匀，得到该堵水封窜体系。
对本实施例6制备得到的堵水封窜体系进行性能测试，测试结果表明，本实施例6制备得到的堵水封窜体系在105℃的高温条件下可控初凝时间为3h-3.5h，固化时间为6h～8h，耐温性达到340℃，抗压强度为49MPa，酸溶溶解率为0.2％，碱溶溶解率为0.2％，盐溶溶解率为0.1％。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种堵水封窜体系，其特征在于，所述堵水封窜体系包括以下质量百分比的组分：
助溶剂 1％-3％；
增塑剂 1％-5％；
固化剂 2％-6％；
缓聚剂 6％-12％；
热固性树脂为余量。
2.根据权利要求1所述的堵水封窜体系，其特征在于，所述助溶剂选自乙二醇、叔丁醇、甲醇、丙酮中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的堵水封窜体系，其特征在于，所述增塑剂选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的堵水封窜体系，其特征在于，所述固化剂选自三(2-羟乙基)胺、二乙烯三胺、间苯二胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的堵水封窜体系，其特征在于，所述缓聚剂为乙酸。
6.根据权利要求1所述的堵水封窜体系，其特征在于，所述热固性树脂为环氧改性的热固性酚醛树脂。
7.根据权利要求1-6任一项所述的堵水封窜体系，其特征在于，所述堵水封窜体系的适用温度为90℃-120℃。
8.权利要求1-7任一项所述的堵水封窜体系的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
按照所述的堵水封窜体系中各组分的质量比，将热固性树脂、助溶剂和增塑剂混合均匀，形成中间混合体系；
将固化剂、缓聚剂与所述中间混合体系混合均匀，得到所述堵水封窜体系。
9.根据权利要求8所述的堵水封窜体系的制备方法，其特征在于，所述堵水封窜体系采用即配即用的方式进行制备。
10.根据权利要求8所述的堵水封窜体系的制备方法，其特征在于，所述堵水封窜体系的制备在具有搅拌装置的配液池中进行。
11.根据权利要求8所述的堵水封窜体系的制备方法，其特征在于，使所述热固性树脂、所述助溶剂和所述增塑剂混合后，搅拌10min-20min至搅拌均匀；
将所述固化剂、所述缓聚剂与所述中间混合体系混合后，搅拌25min-35min至搅拌均匀，得到所述堵水封窜体系。
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