留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

浓度响应型水触变材料及在含水漏层堵漏技术的应用

赵素丽

赵素丽. 浓度响应型水触变材料及在含水漏层堵漏技术的应用[J]. 钻井液与完井液,2022,39(4):423-429 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.04.004
引用本文: 赵素丽. 浓度响应型水触变材料及在含水漏层堵漏技术的应用[J]. 钻井液与完井液,2022,39(4):423-429 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.04.004
ZHAO Suli.Study on concentration responsive water thixotropic material and plugging technology of water bearing leakage layer[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(4):423-429 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.04.004
Citation: ZHAO Suli.Study on concentration responsive water thixotropic material and plugging technology of water bearing leakage layer[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(4):423-429 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.04.004

浓度响应型水触变材料及在含水漏层堵漏技术的应用

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.04.004
基金项目: 中国石油化工集团有限公司科技部项目“重点地区地热高效开发技术研究”(J20002)
详细信息
    作者简介:

    赵素丽,研究员,毕业于中国石油大学(北京)油气井工程学院,现在主要从事油气井及地热井钻井液研究与开发工作。电话18600033813;E-mail:zhaosl59.xxsy@sinopec.com

  • 中图分类号: TE282

Study on Concentration Responsive Water Thixotropic Material and Plugging Technology of Water Bearing Leakage Layer

  • 摘要: 常规堵漏浆易被地层水稀释、置换或冲走,稳定性发生破坏,导致封堵失败,含水漏失层的堵漏一直是世界性难题。为此,研发了一种浓度响应型水触变堵漏剂,其包括浓度响应处理剂SMF及增溶剂SMZ,水触变剂的水溶液流动性好,对混入的水有一定容纳限,在容纳限以内仍能保持好的流变性与稳定性,但当水的混入量超过容纳限后SMF便发生自聚合,沉淀生成具有一定黏稠、挂壁性强和可变性的三维网状结构半固体凝胶,浓度响应范围和容纳限均可以通过调整2种处理剂的配比和加量进行调控,进而研制了新型水触变堵漏技术。水触变桥接堵漏浆能够在流水下滞留,滞留物在水中的黏结力达到1.166 MPa,达到专用黏结剂在空气条件下的黏结能力;水触变固结堵漏浆不被地层水稀释且能在水中固化。该技术在SHB5-15H井应用中成功封堵了含水漏层,且配制简单、安全性好,水下滞留能力强,为解决含水漏层的封堵问题提供了一种便捷安全高效的新型堵漏技术,具有很好的应用前景。

     

  • 图  1  改性酚醛树脂主要部分结构

    图  2  SMF与过量水接触后形成聚结 沉淀和聚结物挂壁性情况

    图  3  SMF与过量水反应后产物的黏滞性实验

    图  4  水触变剂与不同量水反应时形成的产物

    图  5  常规和水触变堵漏浆遇水分层情况

    图  6  SMF堵漏浆能够在流水中滞留 并与水泥块有极强黏滞性

    图  7  水触变水泥浆与水接触后形成清晰界面

    表  1  部分含活跃水的缝洞漏失层的漏失量及堵漏情况

    井号层位井深/mt堵漏/d漏失量/m3备注
    春生1雷口坡-嘉陵江1452~17685560 951改变井身结构
    胜页1嘉陵江625~7013541 500改变井身结构
    彭页2大冶组132~3794810 057挪井位
    焦页64-2雷口坡1254~12644226 853强钻
    顺北5-5志留系5565~58101101522改变井身结构
    顺北52X志留系5565~67251342463挪井位
    下载: 导出CSV

    表  2  不同浓度SMF对SMZ的最低需求量

    SMF/%SMZ/gφ600φ300φ200φ100φ6φ3外观
    75 0 很黏稠透明液
    50 3 14 11 8 5 3 2 透明澄清溶液
    30 6 9 8 4 2 1 1 透明澄清溶液
    25 8 8 6 3 2 1 1 透明澄清溶液
    20 10 6 4 3 2 1 1 透明澄清溶液
    10 10 5 3 2 1 1 1 透明澄清溶液
      注:SMZ为有效含量15%的水溶液,SMF溶液全部取100 g
    下载: 导出CSV

    表  3  SMZ加量对SMF水溶液黏度的影响规律

    SMZ/gφ600φ300φ200φ100φ6φ3水溶液外观
    0沉淀分层
    2191612943溶液浑浊,黏度计上
    黏附一层絮状物
    314118532澄清透明溶液
    51085211澄清透明溶液
    61075211澄清透明溶液
      注:SMF最终浓度保持为50%,SMZ为有效含量为15%的水溶液。
    下载: 导出CSV

    表  4  水加量对于SMF溶液透光度及 Zeta电位的影响

    SMF/%水/g透光率/%ξ/mV目测效果
    50.00100(校正值)−58透明溶液
    47.65107−54透明溶液
    45.510125−49透明溶液
    43.51586−33透明溶液
    41.72037−7有浑浊
    40.02516−3浑浊溶液
    35.740分层
    下载: 导出CSV

    表  5  水触变剂对常规桥接堵漏配方的影响

    堵漏配方φ6002 mm裂缝承压/MPa
    1#237封堵成功4
    1#+40%水166封堵失败
    1#+30%SMF+
    1%SMZ
    256封堵成功7
    1#+30%SMF+
    1%SMZ+40%水
    液固分层,固体黏稠,
    整体搅拌不均匀
    封堵成功7
    下载: 导出CSV

    表  6  不同温度下水触变剂对水泥浆稠化性能的影响

    触变剂
    t稠化/minp/MPa
    55 ℃100 ℃120 ℃24 h、80 ℃
    017013812017
    30%SMF+1%SMZ25617611619
      注:水泥浆配方:油井水泥+缓凝剂+水 ,密度为1.89 g/cm3
    下载: 导出CSV
  • [1] 张洪利,郭艳,王志龙. 国内钻井堵漏材料现状[J]. 特种油气藏,2004,11(2):1-2.

    ZHANG Hongli, GUO Yan, WANG Zhilong. Lost circulation materials in China[J]. Special Oil and Gas Reservoirs, 2004, 11(2):1-2.
    [2] 徐同台,刘玉杰,申威,等. 钻井工程防漏堵漏技术[J]. 石油工业出版社,1997:279-284.

    XU Tongtai, LIU Yujie, SHEN Wei, et al. Leakage prevention and plugging technology of drilling engineering[J]. Petroleum Industry Press, 1997:279-284.
    [3] 李锦峰. 恶性漏失地层堵漏技术研究[J]. 探矿工程(岩土钻掘工程),2019,46(5):19-25.

    LI Jinfeng. The status and development direction of plugging technology for severe circulation loss formation[J]. Exploration Engineering(Rock & Soil Drilling and Tunneling), 2019, 46(5):19-25.
    [4] 庞方言,毛亚军,孙渊珍,等. 延安气田注水泥堵漏“插旗杆”事故案例分析与思考[J]. 云南化工,2019,46(3):175-177.

    PANG Fangyan, MAO Yajun, SUN Yuanzhen, et al. Case analysis and consideration of “flag rod”accident of cement plugging in Yan’an gas field[J]. Yunnan Chemical Technology, 2019, 46(3):175-177.
    [5] 申威. 用化学凝胶堵剂处理水层漏失[J]. 钻采工艺,1992,15(3):24-27.

    SHEN Wei. Treatment of water loss by chemical gel plugging agent[J]. Drilling & Production Technology, 1992, 15(3):24-27.
    [6] 王平全,聂勋勇,张新民,等. 特种凝胶在处理“井漏井喷”中的应用[J]. 天然气工业,2008,28(6):81-82.

    WANG Pingquan, NIE Xunyong, ZHANG Xinmin, et al. Application of a special gel to controlling blowout and lost circulation[J]. Natural Gas Industry, 2008, 28(6):81-82.
    [7] 罗兴树,蒲晓林,黄岩,等. 堵漏型聚合物凝胶材料研究与评价[J]. 钻井液与完井液,2006,23(2):28-32.

    LUO Xinshu, PU Xiaolin, HUANG Yan, et al. Study and evaluation on gelling polymer with plugging effect dfcf[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2006, 23(2):28-32.
    [8] 聂勋勇,王平全,张新民. 聚合物凝胶堵漏技术研究进展[J]. 钻井液与完井液,2007,24(1):82-84.

    NIE Xunyong, WANG Pingquan, ZHANG Xinmin. Progresses in gelling polymer sealing technology research[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2007, 24(1):82-84.
    [9] 赵素丽,刘金华. 防水冲稀堵漏预处理剂HSN的研制及应用[J]. 钻井液与完井液,2011,28(6):8-10.

    ZHAO Suli, LIU Jinhua. Research on preprocessing LCM HSN used in water dilution prevention[J]. Drilling Fluid&Completion Fluid, 2011, 28(6):8-10.
    [10] 郭新健,于培志. 抗高温化学凝胶堵漏技术在顺北52X井的应用[J]. 钻井液与完井液,2019,36(2):189-192.

    GUO Xinjian, YU Peizhi. Controlling mud losses in well Shunbei 52X with high temperature chemical gels[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2019, 36(2):189-192.
    [11] 汪建军,李艳,刘强,等. 新型多功能复合凝胶堵漏性能评价[J]. 天然气工业,2005,25(9):101-103.

    WANG Jianjun, LI Yan, LIU Qiang. Evaluation on sealing ability of new multi-function composite gel[J]. Natural gas Industry, 2005, 25(9):101-103.
    [12] DONALD L, WHITFILL, TERRY HEMPHILL, et al. All lost-circulation materials and systems are not created equal[R]. SPE 84319, 2003.
    [13] LIU J,TAN C S Y,YU Z,et al. Biomimetic supramolecular polymer networks exhibiting both toughness and self - recovery[J]. Advanced Materials, 2017, 29(10):1604951. doi: 10.1002/adma.201604951
    [14] 郑有成,李向碧,邓传光,等. 川东北地区恶性井漏处理技术探索[J]. 天然气工业,2003,23(6):84-85.

    ZHENG Youcheng, LI Xiangbi, DENG Chuanguang, et al. Techniques of treating seriously lost circulations in northeast Sichuan[J]. Natural Gas Industry, 2003, 23(6):84-85.
    [15] 杨勇,罗鸣, 韩成,等. 国内外大裂缝、溶洞性复杂地层堵漏技术进展[J]. 化学工程与装备,2018(8):282-284.

    YANG Yong, LUO Ming, HAN Cheng, et al. Progress of plugging technology in large fracture and cave complex formation at home and abroad[J]. Chemical Engineering & Equipment, 2018(8):282-284.
    [16] 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.

    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.
    [17] 黄雪松,李智慧,代翼. 剪切响应智能堵漏功能微粒的制备和应用研究[J]. 合成材料老化与应用,2020,49(2):92-95.

    HUANG Xuesong, LI Zhihui, DAI Yi. Preparation of shear-force-response intelligent functional particles and their application for leak plugging[J]. Synthetic Materials Aging and Application, 2020, 49(2):92-95.
    [18] 张东清. 脉冲推挤膨润土水泥浆封堵流动水恶性漏失层[J]. 钻井液与完井液,2022,39(1):87-91.

    ZHANG Dongqing. The technology of interval push clay-cement slurry to lost circulation in water bearing formation[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2022, 39(1):87-91.
    [19] 郭军,陈相霖,赵训林,等. 桂中-南盘江地区黔水地1井钻井关键技术[J]. 断块油气田,2021,28(3):423-427.

    GUO Jun, CHEN Xianglin, ZHAO Xunlin, et al. Key drilling technologies for well Qianshuidi 1 in Guizhong-Nanpanjiang area[J]. Fault-Block Oil & Gas Field, 2021, 28(3):423-427.
    [20] 艾磊,宫臣兴,谢江锋,等. 超分子聚合物堵漏技术在长庆油田恶性漏失井的应用[J]. 钻井液与完井液,2021,38(6):705-714.

    AI Lei, GONG Chenxing, XIE Jiangfeng, et al. Application of supramolecular polymer plugging technology in changqing oilfield[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2021, 38(6):705-714.
    [21] 张怀文,曲从锋,何海星,等. 昭通地区页岩气浅层大缝洞堵漏工具研制[J]. 天然气工业,2021,41(S1):182-185.

    ZHANG Huaiwen, QU Congfeng, HE Haixing, et al. Development of plugging tool for shallow large fracture and cave of shale gas in Zhaotong area[J]. Natural Gas Industry, 2021, 41(S1):182-185.
  • 加载中
图(8) / 表(6)
计量
  • 文章访问数:  687
  • HTML全文浏览量:  259
  • PDF下载量:  117
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-02-23
  • 修回日期:  2022-03-08
  • 刊出日期:  2022-07-30

目录

    /

    返回文章
    返回