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高强度可固化树脂堵漏剂PMMM研制与评价

刘凡 刘钦政 郝惠军 冯杰 程荣超 白英睿

刘凡,刘钦政,郝惠军,等. 高强度可固化树脂堵漏剂PMMM研制与评价[J]. 钻井液与完井液,2021,38(6):671-676, 683 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2021.06.002
引用本文: 刘凡,刘钦政,郝惠军,等. 高强度可固化树脂堵漏剂PMMM研制与评价[J]. 钻井液与完井液,2021,38(6):671-676, 683 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2021.06.002
LIU Fan, LIU Qinzheng, HAO Huijun, et al.Synthesis and evaluation of a high strength curable resin LCM PMMM[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2021, 38(6):671-676, 683 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2021.06.002
Citation: LIU Fan, LIU Qinzheng, HAO Huijun, et al.Synthesis and evaluation of a high strength curable resin LCM PMMM[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2021, 38(6):671-676, 683 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2021.06.002

高强度可固化树脂堵漏剂PMMM研制与评价

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2021.06.002
基金项目: 中石油重大工程现场试验项目 “恶性井漏防治技术与高性能水基钻井液现场试验”(2020F-45);博士后基金“裂缝性地层树脂类固化堵漏材料及固化机理研究”(2020M670585);国家自然科学基金面上项目“深层裂缝性地层剪切响应型凝胶体系构筑与空间自适应堵漏机理”(52074327)
详细信息
    作者简介:

    刘凡,博士,1990年生,毕业于中国石油大学(北京)石油工程学院,主要从事钻井液新材料研发及防漏堵漏研究工作。电话(010)80162088;E-mail:ferman-liu@hotmail.com

  • 中图分类号: TE282

Synthesis and Evaluation of a High Strength Curable Resin LCM PMMM

  • 摘要: 裂缝性地层恶性漏失是油气钻井工程重大技术难题之一,可固化树脂和井下交联聚合物是常用堵漏材料,但存在井下交联可控性差、固化强度低等问题。研制了一种部分醚化改性氨基树脂PMMM,利用拉曼光谱分析了其分子结构,并揭示了固化机理。PMMM固化时间随着固化剂加量增加或温度升高而缩短,在80~130 ℃温度下可做到1~10 h可控,固化后不收缩,最高抗10%水基钻井液污染。PMMM固化后抗压强度随着CaSO4纳米晶须增加先增加后降低,0.5%纳米晶须加量下,80 ℃养护24 h后PMMM抗压强度最高达56 MPa,高于常规水泥堵漏材料。基于100~130 ℃下黏度数据,利用修改的阿伦尼乌斯黏度方程,拟合得到PMMM黏度-温度-时间曲线方程,方程预测90 ℃下黏度变化规律与实测数据相吻合,基本反映了PMMM堵漏材料加热条件下的黏度变化规律。整体而言,PMMM树脂固化堵漏材料具备配方简单、固化条件可控、固化后强度高等优点,在裂缝性地层恶性井漏中具有一定应用前景。

     

  • 图  1  固化前树脂溶液拉曼光谱图(1# HMMM、2# PMMM)

    图  2  PMMM及HMMM树脂分子结构示意图

    图  3  PMMM树脂固化时间测试

    图  4  不同钻井液加量下PMMM树脂80℃下固化时间变化

    图  5  PMMM树脂固化后强度测试

    图  6  PMMM氨基树脂固化反应示意图

    图  7  PMMM树脂固化前后拉曼光谱

    注:1# 未固化的PMMM树脂溶液;2# PMMM+0.5%固化剂80 ℃固化24 h后固体粉末;3# 纯PMMM 130 ℃固化12 h后固体粉末

    图  8  PMMM树脂溶液在不同温度下黏度随时间变化曲线

    注:室温升到测试温度时间固定为30 min,剪切速率固定为100 s−1,酸性固化剂加量0.8%

    图  9  PMMM黏度曲线参数拟合结果

    图  10  PMMM黏温曲线预测结果

    表  1  PMMM黏度曲线参数拟合公式结果

    参数拟合公式R2
    AA = 1176.6e-0.043T0.9898
    BB =2×10-13×T5.95830.9615
    aa = 0.0013e0.0325T0.9865
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  • [1] ALKINANI H H, AL-HAMEEDI A T, FLORI R E,et al. Updated classification of lost circulation treatments and materials with an integrated analysis and their applications[C]. SPE Western Regional Meeting, 2018.
    [2] KNUDSEN K, LEON G A, SANABRIA A E, et al. First application of thermal activated resin as unconventional LCM in the middle east[C]. Abu Dhabi International Petroleum Exhibition and Conference, 2015.
    [3] ABDULRAZZAQ W, ALBURAIKAN R, SAVARI S, et al. Chemical sealant loss circulation materials for fractured formations: right-angle viscosity development with high plugging efficiency[C]. SPE Kingdom of Saudi Arabia Annual Technical Symposium and Exhibition, 2018.
    [4] CAUGHRON D E, RENFROW D K, BRUTON J R, et al. Unique crosslinking pill in tandem with fracture prediction model cures circulation losses in deepwater gulf of Mexico[C]. Proceedings of IADC/SPE Drilling Conference, 2002.
    [5] 黎凌,李巍,欧阳伟. 遇水快速膨胀胶凝堵漏技术在长宁页岩气区块的应用[J]. 钻井液与完井液,2019,36(2):181-188. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2019.02.009

    LI Ling, LI Wei, OU Yangwei. Application of a fast-swelling gel lost circulation material in shale gas drilling in block Changning[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2019, 36(2):181-188. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2019.02.009
    [6] 李辉,刘华康,何仲,等. 塔河油田碳酸盐岩储层恶性漏失空间堵漏凝胶技术[J]. 钻井液与完井液,2019,36(1):25-28. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2019.01.005

    LI Hui, LIU Huakang, HE Zhong, et al. Use gel to control severe mud losses in carbonate reservoir formations in Tahe oilfield[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2019, 36(1):25-28. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2019.01.005
    [7] 于培志. 聚合物增韧脲醛树脂封堵剂的研究与应用[J]. 油田化学,2002(1):36-38,42. doi: 10.3969/j.issn.1000-4092.2002.01.011

    YU Peizhi. Polymer-toughened urea-formaldehyde resin aqueous gelling fluid as water plugging agent: preparation and uses[J]. Oilfield Chemistry, 2002(1):36-38,42. doi: 10.3969/j.issn.1000-4092.2002.01.011
    [8] 谢志鹏,张会旗,原续波,等. 环氧树脂增韧改性的研究进展[J]. 高分子通报,2018(11):1-16.

    XIE Zhipeng, ZHANG Huiqi, YUAN Xubo, et al. Progress on the research of toughening modified epoxy resin[J]. Polymer Bulletin, 2018(11):1-16.
    [9] 王鑫,王德志,刘立柱,等. 纳米核壳橡胶的合成及其对EP的增韧改性[J]. 工程塑料应用,2016,44(8):106-110. doi: 10.3969/j.issn.1001-3539.2016.08.023

    WANG Xin, WANG Dezhi, LIU Lizhu, et al. Synthesis of nano core-shell rubber and its toughening modification for epoxy resin[J]. Engineering Plastics Application, 2016, 44(8):106-110. doi: 10.3969/j.issn.1001-3539.2016.08.023
    [10] 孙文奎,周松,马俊辉,等. EVA-g-MAH对CaSO4晶须/尼龙6复合材料性能的影响[J]. 复合材料学报,2017,34(8):1645-1652.

    SUN Wenkui, ZHOU Song, MA Junhui, et al. Effects of EVA-g-MAH on the properties of CaSO4 whiskers/nylon 6 composites[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2017, 34(8):1645-1652.
    [11] 胡红兵,林强,胡文祥. 环氧树脂流变学的研究进展[J]. 武汉工程大学学报,2021,43(3):248-255.

    HU Hongbing, LIN Qiang, HU Wenxiang. Progress in rheology of epoxy[J]. Journal of Wuhan Institute of Technology, 2021, 43(3):248-255.
    [12] 高堂铃,付刚,王先杰,等. RTM用低黏度树脂体系的工艺窗口预测[J]. 哈尔滨工业大学学报,2021,53(2):162-167. doi: 10.11918/202008011

    GAO Tangling, FU Gang, WANG Xianjie, et al. Prediction of processing windows for low viscosity epoxy resin system used in RTM[J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 2021, 53(2):162-167. doi: 10.11918/202008011
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-05
  • 录用日期:  2021-05-20
  • 刊出日期:  2021-11-30

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