注水井带压作业封堵油管化学堵剂研发
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。<br>  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...
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"普通油管内(内径62mm)、温度50~90℃环境下,化学堵剂在1小时内未固化,在18小时即可达到最高承压强度。
  (5)化学堵剂段塞的承压能力测试表明:化学堵剂能够在27/8"普通油管内(内径62mm)形成连续的化学堵剂段塞,化学堵剂段塞强度与长度对应关系方程为:P=0.325L2+3.043L+3.850,其中L为化学堵剂有效长度,m。当其长度为2.6m时,在温度0~90℃条件下承压能力≥14MPa;化学堵剂段塞强度不受井内水质、原油等影响。
  (6)化学堵剂段塞的封堵有效期:在27/8"普通油管内(内径62mm)已固化好的化学堵剂段塞,其承压强度在0~90℃、反复敲击的条件下封堵有效期满足现场施工要求。
  该化学堵剂的研发成功填补了化学堵剂在管柱堵塞领域的空缺,为完善带压作业技术、提高石油产量做出贡献。同时封堵机理的研究为今后化学堵剂的开发起到了一定的指导作用。
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作者: 王之锟
学科专业: 化学
授予学位: 硕士
学位授予单位: 陕西科技大学
导师姓名: 李刚辉
学位年度: 2014
语 种: chi
分类号: TE358.3
在线出版日期: 2014年9月25日