注水井带压作业封堵油管化学堵剂研发

摘要

注水井带压作业技术能够解决注水井施工作业前须放压的困难，为改善施工环境、减少储层的能量损失、减轻作业区域内的污染起了重要作用。带压作业主要包括管柱堵塞技术、油套管环空密封技术、加压控制工艺技术及安全控制技术。长庆油田油藏属于典型的“三低”储层，因此注水井管柱堵塞技术的改进对其增加油层压力、提高原油产量具有重要意义。
　　管柱堵塞技术可分为以下两种:机械式堵塞和化学式堵塞。管柱封堵技术的两种方式中，机械式堵塞工艺成熟、封堵效果理想，但对于油管内存在结垢、落物等井况时，无法实现有效封堵。化学式堵塞不受此类情况影响，可以根据需要封堵管柱中的位置，该特点对带压作业技术的完善与推广具有重要意义。
　　为此，在室内条件下，结合长庆油田的井下工况，对注水井带压作业化学堵剂的组成及封堵机理进行研究。各种树脂材料的对比分析，选取了粘度低易加工控制的环氧树脂作为堵剂的基体材料。通过对化学堵剂的应用进行分析，化学堵剂的致密性和堵剂与管壁之间的界面作用力是决定封堵效果的主要因素。用DSC和SEM对两种影响因素进行研究，结合承压强度试验结果可知:堵剂与管壁之间的界面作用力是决定化学堵剂承压强度的主要因素，化学堵剂的玻璃化转变温度和固化收缩率决定着界面作用力的高低。高玻璃化转变温度，低固化收缩率的体系承压强度好。经测试，较佳的试验配方为:环氧树脂35份，固化剂15份，稀释剂3份，涂覆料100份。涂覆料的目数为20～120目，其中20～40目20％、40～70目30％、70～120目50％。
　　通过测试分析，化学堵剂具有以下特性:
　　(1)化学堵剂密度大于水，沉降时间为45min～65min(2000m管柱计算)，未加涂覆料的胶液粘度低，易于现场施工。本化学堵剂易携带，单独组分保质期较长，且对人体无害。
　　(2)化学堵剂在-10～45℃环境下胶液（未加涂覆料及固化剂）保质期可以达到72小时以上;在注水井水中0～90℃环境下，化学堵剂性质稳定不分解。
　　(3)化学堵剂在0～90℃环境下，化学堵剂在充满水的油管内可顺利通小通径井下工具，沉降过程中与管壁没有产生粘结。
　　(4)化学堵剂在27/8

目录

摘要

1 前言

1．1 带压作业中注水井封堵技术

1．2 封堵油管用化学堵剂的研究现状

1．2．1 化学堵剂的设计原理

1．2．2 化学堵剂的基本组成选择

1．3 化学堵剂中各组分种类的筛选

1．3．1 化学堵剂中各组分筛选思路

1．3．2 环氧树脂种类的选取

1．3．3 固化剂种类的选取

1．3．4 稀释剂种类的选取

1．3．5 涂覆料种类的选取

1．4 本文研究的意义

1．5 研究内容

1．6 创新点

2 化学堵剂应用原理研究及性能测试方法

2．1 化学堵剂应用原理分析

2．1．1 化学堵剂的技术要求

2．1．2 化学堵剂的应用原理

2．1．3 实验原料

2．1．4 实验仪器

2．1．5 化学堵剂的致密性研究

2．1．6 化学堵剂和管壁之间的界面作用力

2．1．7 实验小结

2．2 化学堵性能测试方法

2．2．1 化学堵剂胶液粘度及适用期

2．2．2 化学堵剂密度的测定

2．2．3 化学堵剂的稳定性评价

2．2．4 化学堵剂沉降时间的计算

2．2．5 化学堵剂过变径能力

2．2．6 化学堵剂固化行为的研究

2．2．7 化学堵剂承压强度测试

3 化学堵剂的研发和性能研究

3．1 实验原料及仪器

3．1．1 实验原料

3．1．2 实验器材

3．2 化学堵剂主要成分及相应比例的确定

3．2．1 化学堵剂的配制

3．2．2 环氧树脂种类对承压强度的影响

3．2．3 固化剂种类对强度的影响

3．2．4 环氧树脂与固化剂配比对强度的影响

3．2．5 稀释剂种类及用量对强度的影响

3．2．6 涂覆料种类及用量对承压强度的影响

3．2．7 实验小结

3．3 化学堵剂性能的研究

3．3．1 环境介质对固化时间和承压强度的影响

3．3．2 化学堵剂在油管内固化行为研究

3．3．3 化学堵剂室内评价试验

3．3．4 小结

4 实验结论与展望

4．1 实验结论

4．1．1 影响化学堵剂承压强度的因素

4．1．2 化学堵剂的性能

4．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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