架桥封堵⁃热致固结高温堵漏体系研究

doi:10.12422/j.issn.1672-6952.2023.06.003

辽宁石油化工大学学报 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (6): 17-21.DOI: 10.12422/j.issn.1672-6952.2023.06.003

架桥封堵⁃热致固结高温堵漏体系研究

杜昊¹(), 李丽华¹(), 马诚¹, 杨超², 王晨², 张宏³

^1.辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁抚顺 113001
^2.中国石化大连石油化工研究院，辽宁大连 116045
^3.中国石油辽河油田公司勘探开发研究院，辽宁盘锦 124010

收稿日期:2022-06-01 修回日期:2022-06-16 出版日期:2023-12-25 发布日期:2023-12-30
通讯作者: 李丽华
作者简介:杜昊(1996⁃)，男，硕士研究生，从事复合材料及钻井液处理剂方面的研究；E⁃mail：892467403@qq.com。
基金资助:
中国石化科技部项目(219032?3);辽宁省“兴辽英才计划”项目(XLYC1902053);辽宁省教育厅科学研究经费项目(L2020005);中国石油化工有限公司项目(421034)

Study on High Temperature Plugging System of Bridge Sealing and Thermal Consolidation

Hao DU¹(), Lihua LI¹(), Cheng MA¹, Chao YANG², Chen WANG², Hong ZHANG³

^1.School of Petrochemical Engineering，Liaoning Petrochemical University，Fushun Liaoning 113001，China
^2.Sinopec Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals，Dalian Liaoning 116045，China
^3.Research Institute of Exploration and Development，Liaohe Oilfifield Company，CNPC，Panjin Liaoning 124010，China

Received:2022-06-01 Revised:2022-06-16 Published:2023-12-25 Online:2023-12-30
Contact: Lihua LI

摘要/Abstract

摘要：

为了提高高温及复杂地层结构油井堵漏施工成功率，以制备出的温敏性自固结树脂对骨料材料进行表面改性，获得热致固结型刚性堵漏材料，配合其他助剂构建了可抗温至190 ℃的架桥封堵?热致固结高温堵漏体系。采用红外光谱、热分析、扫描电镜等分析手段，研究了温敏性自固结树脂、热致固结型刚性堵漏材料及架桥封堵?热致固结高温堵漏固结堵漏体系的分子结构、微观形貌及热稳定性。测试了架桥封堵?热致固结高温堵漏固结堵漏体系在膨润土浆中的悬浮稳定性、固结速率、固结体强度和渗透率等性能。结果表明，构建的堵漏体系在质量分数为5%的膨润土浆中具有悬浮稳定性好、固结时间窗口宽等优点；在90~190 ℃的温度下固化后，固结体抗压强度均达到6 MPa以上；在12 MPa的驱替压力及190 ℃的温度下固化的固结体的水相渗透率为6.32×10³ μm²，封堵率大于98.00%，有望满足高温地层的堵漏要求。

关键词: 堵漏材料, 温敏性自固结树脂, 热致固结材料, 悬浮稳定性, 抗压强度, 渗透率

Abstract:

In order to improve the success rate of high temperature and complex formation structural oil wells, the preparative temperature sensitive self?consolidation resin is used to modify the surface of the aggregate material, and the thermally consolidated rigid plug material is obtained, then auxiliaries are chosen to build a novel bridge sealing and thermal consolidation plugging system that could resist temperature to 190 ℃. Infrared spectroscopy, thermal analysis, scanning electron microscopy were employed to study the molecular structure, microstructure and thermal stability of the resin, thermally consolidated rigid plug material and the plugging system, the suspension stability, consolidation rate, consolidation strength and permeability of the plugging system were also investigated. The results show that the constructed plugging system has the advantages of good suspension stability and wide solidification time window in bentonite slurry with mass fraction of 5%, and the compressive strength of the solidified body after curing at 90~190 ℃ are all over 6 MPa; at the same time, the water phase permeability of the solidified body cured at 190 ℃ is 6.32×10³ μm² under the driving pressure of 12 MPa, and the plugging rate is more than 98.00%. It is expected to meet the plugging requirements of high?temperature formation.

Key words: Plugging material, Thermosensitive self?consolidation resin, Thermal consolidation material, Suspension stability, Compressive strength, Permeability

中图分类号:

TE348

杜昊, 李丽华, 马诚, 杨超, 王晨, 张宏. 架桥封堵⁃热致固结高温堵漏体系研究[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2023, 43(6): 17-21.

Hao DU, Lihua LI, Cheng MA, Chao YANG, Chen WANG, Hong ZHANG. Study on High Temperature Plugging System of Bridge Sealing and Thermal Consolidation[J]. Journal of Liaoning Petrochemical University, 2023, 43(6): 17-21.

图/表 9

图1 温敏性自固结树脂材料固化前后的红外谱图

图2 100 ℃固化后热致固结型刚性堵漏材料固化前后的微观形貌（a）固化前（b）固化后

图3 热致固结型刚性堵漏材料固结体的热稳定性

图4 堵漏泥浆的析水率随静置时间的变化曲线

表1 固化时间对堵漏体系固化状况的影响

固化时间/h	固结状态
0.5	无强度，可流动
1.0	有一定强度，可流动
1.5	有强度，探针可刺入，可流动
2.0	硬度较强，探针可刺入，不可流动
2.5	硬度增强，用力探针可刺入，不可流动
3.0	硬度增强，加力探针可刺入，不可流动
3.5	硬度增强，加力探针可刺入，不可流动
4.0	硬化完成，探针不可入，不可流动

图5 架桥封堵?热致固结高温堵漏体系固结体的抗压强度曲线

图6 架桥封堵?热致固结高温堵漏体系固结体破碎前后的样貌（a）破碎前（b）破碎后

图7 架桥封堵?热致固结高温堵漏体系固结体的数码显微镜样貌（×100倍）（a）小块固结碎片（b）大块固结碎片

表3 架桥封堵?热致固结高温堵漏体系的封堵效果

注入压力/MPa	K₁×10^-3/μm²	K₂×10^-3/μm²	封堵率/%
4	513.53	7.36	98.56
6	522.41	7.26	98.60
8	526.73	7.12	98.64
10	530.52	6.85	98.70
12	534.96	6.32	98.81

参考文献 21

1	康毅力，郭昆，游利军，等. 考虑地应力及缝宽/粒径比的钻井堵漏材料抗压能力评价［J］. 石油钻采工艺， 2021， 43（1）： 39⁃47.
2	张杜杰，金军斌，陈瑜，等. 深部裂缝性致密储层随钻堵漏材料补充时机研究［J］. 特种油气藏， 2020， 27（6）： 158⁃164.
3	邓正强，兰太华，林阳升，等. 川渝地区防漏堵漏智能辅助决策平台研究与应用［J］. 石油钻采工艺， 2021， 43（4）： 461⁃466.
4	孙金声，白英睿，程荣超，等. 裂缝性恶性井漏地层堵漏技术研究进展与展望［J］. 石油勘探与开发， 2021， 48（3）： 630⁃638.
5	赵洪波，单文军，朱迪斯，等. 裂缝性地层漏失机理及堵漏材料新进展［J］. 油田化学， 2021， 38（4）： 740⁃746.
6	刘凤和，刘德秩，谯世均，等. 青海油田狮子沟⁃英中构造带堵漏技术研究［J］. 新疆石油天然气， 2021， 17（4）： 1⁃7.
7	暴丹，邱正松，邱维清，等. 高温地层钻井堵漏材料特性实验［J］. 石油学报， 2019， 40（7）： 846⁃857.
8	邱正松，暴丹，刘均一，等. 裂缝封堵失稳微观机理及致密承压封堵实验［J］. 石油学报， 2018， 39（5）： 587⁃596.
9	闫健，吕海燕，李转红. 钻井用耐剪切堵漏剂DLJ⁃5的性能［J］. 石油化工高等学校学报， 2016， 29（3）： 38⁃42.
10	SCOTT P D， BEARDMORE D H， WADE Z D， et al. Size degradation of granular lost circulation materials［C］//IADC/SPE Drilling Conference and Exhibition. San Diego： SPE， 2012： SPE⁃151227⁃MS.
11	康毅力，许成元，唐龙，等. 构筑井周坚韧屏障：井漏控制理论与方法［J］. 石油勘探与开发， 2014， 41（4）： 473⁃479.
12	田军，刘文堂，李旭东，等. 快速滤失固结堵漏材料ZYSD的研制及应用［J］. 石油钻探技术， 2018， 46（1）： 49⁃54.
13	QI Z， WANG Y， LIU C， et al. A laboratory evaluation of a relative permeability modifier for water production control［J］. Petroleum Science and Technology， 2013， 31（22）： 2357⁃2363.
14	苏玉亮，庄新宇，李蕾，等. 致密砂岩气藏长岩心压力损失及渗透率损害评价实验［J］. 特种油气藏， 2021， 28（1）： 98⁃102.
15	王晓静，李寅，梁欢，等. 基于原位红外光谱的热固性酚醛树脂固化过程研究［J］. 宇航材料工艺， 2018， 48（6）： 72⁃77.
16	张彪. 一种钻井液的悬浮稳定性的测试方法： CN201110326326.X［P］. 2011⁃10⁃13.
17	王建莉，郑志军，张丽君，等. 随钻堵漏材料研究进展［J］. 精细石油化工进展， 2012， 13（9）： 8⁃10.
18	邱正松，刘均一，周宝义，等. 钻井液致密承压封堵裂缝机理与优化设计［J］. 石油学报， 2016， 37（Z2）： 137⁃143.
19	匡绪兵. 具核结构的油基钻井液封堵剂的研制［J］. 钻井液与完井液， 2015， 32（5）： 15⁃18.
20	王广财，雍富华，朱夫立，等. 致密油藏长段水平井防漏堵漏技术［J］. 油田化学， 2018， 35（4）： 587⁃591.
21	刘政，李俊材，黄鸿. 准噶尔南缘油基膨胀型随钻防漏堵漏技术［J］. 新疆石油天然气， 2020， 16（2）： 43⁃47.

[1]	卫建伟, 付怀佳, 梁纪灵, 贺涵, 韩婷婷, 张颜, 韩杰. 硅酸盐水泥固化/稳定化剩余污泥探索研究[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2023, 43(2): 7-12.
[2]	李展峰,任晓娟,张阳. 低渗储层油测渗透率与气测渗透率关系的实验研究[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2015, 35(2): 50-52，66.
[3]	徐子健,杨双春,佟乐,王云. 非稳态气驱水法火山岩相对渗透率曲线实验[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2015, 35(1): 47-49.
[4]	梁路,李丽华,张金生,王婧. 复合油井水泥早强剂L L的室内研究[J]. 辽宁石油化工大学学报, 2014, 34(2): 33-36.

架桥封堵⁃热致固结高温堵漏体系研究

Study on High Temperature Plugging System of Bridge Sealing and Thermal Consolidation

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