一种树脂类封堵剂及其制备方法与流程

1.本发明属于油气田井筒化学封堵领域，具体涉及一种树脂类封堵剂及其制备方法。


背景技术：

2.油气田勘探开发中的压裂技术自应用以来，越来越发挥着其不可替代的作用。压裂是指在高压气体或者高压液体的作用下，人为的使油气层产生裂缝，改善油气在地层的流动环境，从而增加油气井的产量。压裂施工前，需对全井筒进行试压，保证井筒完整性，才能进行射孔、压裂程序。然而，部分井在井筒试压时往往出现：(1)试低压(小于30mpa)时，试压合格；但是压力一旦大于30mpa，或者大于50mpa时，则出现不同程度的泄漏，即试压不合格，说明套管存在漏点；(2)前期全井筒试压合格，进行射孔、压裂，在压裂过程中上部井筒出现漏点。出现此两种情况，均无法再继续进行压裂。因为漏点一旦产生，尤其在水平段以上，如果再继续进行高压水力压裂，轻则造成无效压裂，即压裂液、支撑剂等均未按设计进入指定层段，反而从漏点处进入地层。如果遇到上部套管固井质量较差，则很可能在压裂过程中，高压流体上窜，造成井口带压等井控问题。更危险的是，如果漏点较浅，处于淡水层，则有污染淡水层的风险。所以，井筒完整性在整个油气田勘探开发过程中十分重要。
3.专利cn109233757b公开了一种钻井液用封堵剂甲基硅树脂类聚合物及其制备方法，甲基硅树脂类聚合物是由下述原料制成的：去离子水、丙烯酰胺、甲基硅树脂、偶联剂、增稠剂。偶联剂为螯合型钛酸酯偶联剂，适用于树脂基多种复合材料体系，由于其具有良好的水解稳定性，特别适用于含水聚合物体系。专利cn105462568b公开了一种钻井液用树脂类纳米粒子胶乳封堵剂，其由下述重量份的原料组成：烯基苯20；丙烯酸酯15；丙烯酸类1；硬质无机材料10；其中丙烯酸酯类单体中短链单体与长链单体质量比为3:1；该封堵剂是无机材料和有机材料的复合产品，软硬结合，封堵率更高，粒度分布广泛，适用范围更广，该封堵剂加入钻井液后基本不影响钻井液的流变性能，同时可以显著提高钻井液的封堵能力，降低钻井液的滤失量。上述两项专利虽然提出了利用树脂为原料制备封堵剂的方法，但分别有着抗压强度不足、原料碱性强、不易降解的缺陷。
4.目前对于井筒完整性的治理，主要是采用水泥封堵体系进行封堵，近年来也有类似化学的封堵方法，比如凝胶类、化学水泥类等，但是大部分堵后承压仍然较低，或者在压裂过程中原漏点再次出现泄漏等情况。总体来说，封堵后承高压的成功率仍然很低。由此，通过提出一种树脂类封堵剂及其制备方法，其具备封堵效果好、粘连强度高、抗压强度高、耐温能力强的特点，从而为井筒封堵材料的制备以及树脂封堵剂的应用提供新的思路。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提出一种树脂类封堵剂实现对井筒漏点的有效封堵。
6.基于上述目的，本发明提供了一种树脂类封堵剂及其制备方法，其具备封堵效果好、粘连强度高、抗压强度高、耐温能力强的特点。
7.一方面，本发明涉及一种树脂类封堵剂，该封堵剂以质量份计，包括主剂40～80份、固化剂10～30份、密度调节剂4～6份、促进剂0.1～5份、硬质无机材料1～8份、偶联剂0.5～3份；优选地，该封堵剂以质量份计，包括主剂56～70份、固化剂15～20份、密度调节剂5～5.5份、促进剂2～3份、硬质无机材料4.5～6份、偶联剂1～2份。
8.进一步地，该封堵剂中的主剂为酚醛树脂、醇酸树脂、氨基树脂、聚酯树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂中的一种或多种的组合。
9.进一步地，该封堵剂中的固化剂为改性胺、脂肪族多胺、脂环族多胺、低分子聚酰胺、叔胺中的一种或多种的组合。
10.进一步地，该封堵剂中的密度调节剂为空心玻璃微珠；特别地，该空心玻璃微珠的密度为0.5～0.6g/cm3。
11.进一步地，该封堵剂中的促进剂为碳酸钠、碳酸钡中的一种。
12.进一步地，该封堵剂中的硬质无机材料为氧化铝粉末；特别地，该氧化铝粉末的粒度为180～200目。
13.进一步地，该封堵剂中的偶联剂为硅烷偶联剂kh570。
14.另一方面，本发明涉及所述一种树脂类封堵剂的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
15.(1)将40～80份主剂与水依照质量配比1:2加入到反应釜中，然后加热至150～200℃进行充分搅拌至无块状物体；
16.(2)向步骤(1)得到的糊状物质中加入4～6份密度调节剂，在搅拌条件下依次加入0.5～3份硅烷偶联剂kh570和1～8份氧化铝粉末(180～200目)；
17.(3)当搅拌反应30～60min后，加入10～30份固化剂和2～3份的30％碳酸钠溶液或30％碳酸钡溶液，在60～100℃下搅拌10～30min后得到所述封堵剂。
18.本发明与现有技术相比具有以下有益效果或者优点：
19.与现有技术相比，本发明的主要贡献在于提供了一种树脂类封堵剂及其制备方法。通过性能测试和井筒封堵试验发现，该封堵剂具备封堵效果好、粘连强度高、抗压强度高、耐温能力强的特点，同时制备方法简单，原材料易降解无污染。
附图说明
20.图1为树脂类封堵剂的封堵效果图。
具体实施方式
21.下面，结合实施例对本发明的技术方案进行说明，但是，本发明并不限于下述的实施例。
22.实施例1
23.本实施例提供了一种树脂类封堵剂的制备与封堵效果。
24.将主剂与水依照质量配比1:2加入到反应釜中，然后加热至150～200℃进行充分搅拌至无块状物体；向得到的糊状物质中加入密度调节剂，在搅拌条件下依次加入硅烷偶联剂kh570和氧化铝粉末(180～200目)；当搅拌反应30～60min后，加入固化剂和30％碳酸钠溶液或30％碳酸钡溶液，在60～100℃下搅拌10～30min后得到所述封堵剂。本实施所述
一种树脂类封堵剂，其由表1所述质量份的原料组成。
25.表1，树脂类封堵剂各成分构成与质量份数
[0026][0027]
配制4％优质膨润土基浆，预先水化24h后加入3％的该封堵剂，并进行充分搅拌，在温度100℃的条件下老化16h，然后用高温高压封堵仪进行微裂缝封堵评价。在实验压差为3.5mpa的条件下，分别测量各组分构成的封堵剂在160℃时不同时间的总滤失量。其中采用乳化沥青作为对照组，结果如图1所示。
[0028]
由图1可见，3.5mpa实验压差、160℃温度条件下，添加该封堵剂的水基钻井液封堵20μm微裂缝的能力相近。当温度为160℃时，滤失速率(即单位时间的滤失量)随时间增加而降低，30min滤失量小，说明其仍具有封堵效果。
[0029]
实施例2
[0030]
本实施例提供了一种树脂类封堵剂的实际应用效果。
[0031]
本实施例所用树脂类封堵剂的实际构成同实施例1中的试验组3。向油井目的井段挤入4～15m3的封堵剂，经0.5～3h在地层条件下形成具有微膨、胶结性好、抗冲击的刚性固化体，实现目的井段的高强度封堵。本发明所述封堵剂在现场施工过程中，封堵后最高承压70mpa，试压30min，压降小于0.5mpa，试压合格，且在后续的压裂过程中均未出现泄漏，顺利完成后续的压裂施工。
[0032]
具体施工案例如下：
[0033]
(1)在a
‑
1井压裂前试压不合格，封堵后试压50mpa，试压30min，压降为0.3mpa，且顺利完成后续4段压裂，且压裂时最高压力达到55mpa亦未发生泄漏。
[0034]
(2)在a
‑
2井压裂前试压不合格，封堵后试压70mpa，试压30min，压降为0.4mpa，且顺利完成后续15段压裂，且压裂时最高压力达到70mpa亦未发生泄漏。
[0035]
如上所述，即可较好地实现本发明，上述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普
通技术人员对本发明的技术方案做出的各种改变和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。