压差激活密封剂的制备与性能研究.pdf
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1、化学工程师Sum335No.8ChemicalEngineerDOI:10.16247/ki.23-1171/tq.20230860油田化学2023年第8 期压差激活密封剂的制备与性能研究李凯凯,范振忠,刘庆旺,周明,臧鑫(东北石油大学石油工程学院,黑龙江大庆16 3318)摘要:本文通过对胶乳浓度、电解质加量、制备温度、终止剂加量、停搅时间等多种因素的考察,确定胶乳浓度为2 0%、电解质加量为10 mL、制备温度为7 0、终止剂加量为6 mL、停搅时间为5min。通过微观分析发现,在此条件下制备的丁基胶乳在NaC1的作用下能够形成分散性良好、形貌规则、粒径均匀的微球状胶凝颗粒,粒径集中分布在
2、10 0 30 0 m;通过模拟封堵实验发现,制备的密封剂可在12 MPa下对缝隙、油管丝扣等不同微泄漏处激活封堵,说明该密封剂具有良好的封堵性能;通过对密封剂的封堵行为同时分析了其自适应修复机理。关键词:压差激活密封剂;微观分析;封堵性能;自适应修复中图分类号:TE25;T Q 31Study on preparation and properties of differential pressure activated sealant*LI Kai-kai,FAN Zhen-zhong,LIU Qing-wang,ZHOU Ming,ZANG Xin(School of Petroleum
3、 Engineering,Northeast Petroleum University,Daqing 163318,China)Abstract:In this paper,many factors such as latex concentration,electrolyte addition,preparation temperature,terminating agent addition and stirring stop time were investigated,the concentration of latex was determined to be20%,the addi
4、tion of electrolyte to be 10mL,the preparation temperature to be 70,t h e a d d i t i o n o f t e r mi n a t o r t o b e6mL and the stop stirring time to be 5min.Microscopic analysis of butyl latex prepared under these conditionsshowed that under the action of NaCl,butyl latex could form microspheri
5、cal gel particles with good dispersion,regular morphology and uniform particle size,and the particle size was concentrated in the range of 100300m.Through the simulation plugging experiment,it was found that the prepared sealant could activate the plugging atdifferent micro-leakage places such as ga
6、ps and tubing wires under 12MPa,indicating that the sealant had goodplugging performance.Its adaptive repair mechanism was analyzed by the plugging behavior of the sealant,at thesame time.Key words:differential pressure activated sealant;micro analysisi plugging performance;adaptive repair在油气井生产过程中,
7、由于地层环境复杂及设备使用年限增加,油气井密封组件、连接组件、连接管柱都有可能发生不同形式的损坏(1)。由此造成的各种密封器件的损坏及井筒的完整性缺失成为影响油气田正常工作的主要因素,进而影响油气井正常工作,制约了油气井的采收率12。压差激活密封剂主要是通过堵塞泄漏孔隙来实现密封的131。在注入密封剂后,密封剂会随着介质流动进人泄漏孔道中,随着流体的压力下降,密封剂在收稿日期:2 0 2 3-0 4-0 5基金项目:黑龙江省自然科学基金项目(No.LH2020E014):磁性纳米Fe:O.SiO2-NH,絮凝油田污水方法研究作者简介:李凯凯(1999-),男,硕士研究生在读,研究方向:油田化学
8、。通信作者:范振忠(197 1-),男,教授,博士生导师,从事油田化学方面教学和科研工作。文献标识码:A漏点处形成堵塞层,从而达到密封的效果,剩余的密封剂可以在油气井管柱内继续流动,不会影响油气井的正常生产141。此外,密封剂中的材料具有一定的黏度和粘附性,能够增强密封的稳定性和持久性。同时,密封剂中的化学成分也会与漏点物质发生反应生成沉淀物,进一步堵塞孔道,增强密封效果。总之,压差激活密封剂的堵漏机理是通过物理和化学作用,形成堵塞层和沉淀物,实现对泄漏孔隙的密封 1 5.6 。本文在现有研究的基础上,对压差激活密封剂的制备条件、压差激活机理、封堵机理进行研究。采取多种因素分析方法,探讨密封剂
9、原材料组合和比例并确定最佳密封剂配方,对密封剂的微观形貌和粒度分布进行分析,评价了密封剂在泄漏位置的封堵行为。2023年第8 期1实验部分1.1实验材料丁基胶乳(工业品上海普朗橡塑科技有限公司);NaC1(AR天津鼎盛鑫化工有限公司);终止剂OP-10(聚醚类工业品山东优索化工科技有限公司);稳定剂VIS-B(黄原胶类工业品郑州天佳化工产品有限公司);DT-135消泡剂(有机硅类工业品许氏化工科技有限公司)。1.2实验设备HH-2型数显恒温水浴锅(常州金坛良友仪器有限公司);NKT-N9型纳米激光粒度分析仪(山东耐克特分析仪器有限公司);CAM-MS型偏光显微镜(上海光密仪器有限公司);J-1
10、A型电动搅拌器(常州苏瑞仪器有限公司);GGS71-B型高温高压滤失仪(山东美科仪器有限公司);NDJ-8S型数字式黏度计(深圳市鼎鑫宜试验设备有限公司)。1.3实验方法1.3.1压差激活密封剂的制备在恒温水浴锅中装配搅拌器、恒压液滴漏斗、烧杯(1工),往烧杯中依次加人2 0 mL丁基胶乳、40 mLVIS-B(0.3%)溶液、1mL消泡剂,搅拌均匀,作为胶乳稀释液;在7 0 恒温下控制搅拌器转速为140 0 rmin,将10 mL激活剂(2 0%NaC1溶液)滴加到烧杯中,滴加完毕搅拌5min,再静置5min,得到具有微米级颗粒的乳液,静置后再次加人40 mLVIS-B(0.3%)溶液、6
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