纳米聚合物微球封堵剂的制备及特性

页岩具有极低的渗透率和的孔喉尺寸,传统封堵剂难以在页岩表面形成有效的泥饼,只有纳米级颗粒才能封堵页岩的孔喉,阻止液相侵入地层,维持井壁稳定,保护储层。以(St)、酸甲酯(MMA)为单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用乳液聚合法制备了纳米聚合物微球封堵剂SD-seal。通过红外光谱、透射电镜、热重分析和激光粒度分析对产物进行了表征,通过龙马溪组岩样的压力传递实验研究了其封堵性能。结果表明,SD-seal纳米粒子分散性好,形状规则(基本为球形),粒度较均匀(20 nm左右),分解温度高达402.5℃,热稳定性好,阻缓压力传递,使龙马溪组页岩岩心渗透率降低95%。

钻井液用柔性颗粒封堵剂研制

钻井液漏失问题一直是油气勘探开发过程中难以解决的世界性难题,石油行业都会因井漏而造成巨大的经济损失。近年来国内外进行了大量钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术方面的研究工作,然而大多数堵漏材料不能同时具有较好可变形性、膨胀性、抗温性、耐盐性等性能,防漏堵漏效果较差,还易发生重复漏失。为了解决这些封堵材料的缺陷,本文研制了钻井液用柔性颗粒封堵剂。本文从分子结构方面对封堵剂进行设计,通过正交实验和单因素实验研制出了抗温达150℃以上的柔性颗粒封堵剂。该封堵剂150℃老化前后的拉伸倍数均在5倍以上,在盐水中的吸水膨胀倍数在7倍以上,并且在高温下具有更好的吸水膨胀性和韧性,同时该封堵剂的吸水膨胀还具有一定的延迟性。

套损固砂封堵剂的研究与应用

固砂封堵剂初始粘度小于50mPa·s,选取柠檬酸作为固砂封堵剂的交联剂,固化时间可以控制在28分钟-1549分钟可调,固化强度15.4MPa-18.7MPa,固化后渗透率小于3×10-3μm2。对固砂封堵剂进行室内检测与评价,确定了固砂封堵剂现场施工工艺和操作使用规范。自2017年11月15日至2017年11月26日,现场施工5口井:高169-45井、高165-45井、南3-3-47井、南5-2-134井、南1-4-更水22井,一次成功率100%。

水基钻井液用耐高温纳米聚合物封堵剂的研制

深井超深井钻井过程中,纳米聚合物封堵剂对解决微孔隙、微裂缝发育地层的井壁失稳问题至关重要,然而高分子聚合物类封堵剂高温易降解失效。优选N,N-二酰胺(DMAM)、2-酰胺-2-丙磺酸(AMPS)、(ST)和二二化铵(DMDAAC)为反应单体,过硫酸铵为引发剂,N,N-亚双酰胺(MBA)为交联剂,采用乳液聚合法合成了一种纳米聚合物封堵剂。红外光谱显示合成材料为目标产物,粒度分析表明中值粒径为129 nm。通过砂盘封堵实验以及高温老化前后的API、高温高压滤失量对其高温封堵性能进行评价,180℃高温老化后,加入1%纳米聚合物封堵剂的钻井液API滤失量为24.4 mL,高温高压滤失量为92 mL,高温高压砂盘滤失量为66 mL。实验结果表明,通过优化分子结构解决了纳米聚合物封堵剂高温易降解的问题,合成的纳米聚合物封堵剂具有优异的抗温和封堵性能。