环氧树脂液体胶塞封窜堵剂体系性能评价
发布时间：2021-09-30 20:50
在油田开发过程中,由于修井、采油及地层结构的影响,油水井经常出现管外窜通和钻井液漏失等问题,严重影响采油速率和油水井的使用寿命。本文以环氧树脂作为封窜剂主剂,考察活性稀释剂缩水甘油丁醚加量、固化剂TEA加量、硅烷偶联剂KH-560加量对环氧树脂胶塞堵剂固化时间、固化强度、封窜等性能的影响,并根据简化的环氧树脂固化动力学模型,模拟得到树脂胶塞封窜剂凝胶时间和温度的关系曲线。研究结果表明,环氧树脂胶塞封窜剂中稀释剂缩水甘油丁醚的最佳加量为15%（占环氧树脂用量）,固化剂TEA加量为10%数20%时,在130℃下环氧树脂胶塞封窜剂的固化时间可控制在2数5 h,固化后抗压强度可达到20 MPa以上,封窜强度5.57 MPa,当KH-560加量为3%数4%时,树脂胶塞的封窜性能提升2倍左右,具有很好的封窜性能,完全能够满足套管封窜要求。通过模型模拟得到稀释剂加量15%、固化剂TEA加量15%的环氧树脂胶塞浆液的凝胶时间tgel与温度T关系为:■,对现场施工具有指导意义。图9表3参18
【文章来源】：油田化学. 2020,37(02)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
固化剂分子中的羟基与环氧树脂中的环氧基图4稀释比与胶塞固化时间、抗压强度的影响稀释比/%05101520253010060105抗2.2固化剂加量对环氧树脂胶塞固化性能的
┫碌酿ざ人媸?间的变化见图5。随着温度的升高，黏度随时间的变化速率随之增加，黏度-时间曲线的斜率迅速增加，凝胶时间由黏度曲线的切线确定，具体见表2。图3双酚A型环氧树脂、正丁基缩水甘油醚结构式图4稀释比与胶塞固化时间、抗压强度的影响表1TEA加量对胶塞固化时间、抗压强度及封堵强度的影响（130℃）TEA加量/%51015202530固化时间/min3802201801709060抗压强度/MPa6.1822.323.328.226.516.9封堵强度/MPa3.215.574.644.353.06图5不同温度下树脂胶塞黏度随时间的变化曲线表2不同温度下树脂胶塞的凝胶时间温度/℃6080100120140凝胶时间/min150114787061时间/min0204060801001201401601801000080006000400020000黏度/（mPa·s）60℃80℃100℃120℃140℃稀释比/%05101520253026022018014010060固化时间/min3530252015105抗压强度/MPa杨彪，黄雪莉，何龙等：环氧树脂液体胶塞封窜堵剂体系性能评价241
aa=+-a（3）由于式（3）右边的对数部分0dln(1)gelnAaaa-与时间、温度无关，可以看做常数，记为C，因此，式（3）可进一步简化为式（4）：ln()agelEtCRT=+aRT（4）由式（4）可以看出，ln（tgel）与1/T呈线性关系，利用表3中的实验数据对ln（tgel）和1/T进行线性拟合分析，见图6。由外推法得到拟合直线的截距为C=0.21，由斜率Ea/R=1.5887求得活化能Ea=13.208kJ/mol。对式（4）进一步分析整理，可得到树脂胶塞凝胶时间与温度的关系式（5）：132081.234exp()273geltT=+（5）式中，tgel—胶塞凝胶时间，min；T—温度，℃。根据式（5）可拟合出环氧树脂胶塞凝胶时间-温度的关系曲线，具体见图7。根据环氧树脂胶塞温度与凝胶时间的对应关系能预测环氧树脂胶塞在特定温度下所对应的凝胶时间。针对不同深度地层堵水预测凝胶时间，调整对应环氧树脂胶塞配方体系达到精准堵水的目的。2.4环氧树脂胶塞的热稳定性对稀释剂、固化剂加量均为15%的环氧树脂胶塞浆液固化后的环氧树脂胶塞进行热失重分析，结果如图8所示。在升温的过程中，胶塞的质量逐渐减少，在室温数150℃区间内树脂胶塞基本稳定，升温至150℃数300℃温度区间时，质量损失不到10%，在300℃数450℃温度区间，胶塞质量迅速减少了80%。因此可见，环氧树脂胶塞在室温数300℃范围内具有良好的热稳定性能。图6凝胶时间ln（tgel）与1000/T线性回归关系图7树脂胶塞凝胶时间-温度拟合曲线实验数据线性拟合曲线y=1.5887x+0.21ln（tgel）（1000/T）/（K-1）5.04.84.64.4
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳酸盐岩缝洞型油藏深井裸眼段堵水工艺探讨[J]. 何银达,党永彬,吴云才,张玫浩,秦德友,胡超. 钻采工艺. 2016(04)
[2]水平井控水用液体胶塞的室内合成研究[J]. 刘音,常青,谭锐,赵鹏,牛增前,周振良. 石油化工应用. 2015(08)
[3]以凝胶时间表征环氧树脂6101固化反应动力学方程[J]. 徐康宝,叶章基,谭振华,陈凯峰,王胜龙,戎宗明. 涂料工业. 2014(10)
[4]注水井带压作业环氧树脂堵剂研究[J]. 刘江波,白小佩,王效明,尚根社,张文星. 油田化学. 2014(03)
[5]管外封窜剂的研究及应用[J]. 温栋良,高申领,李翠平,李堪运. 内蒙古石油化工. 2014(04)
[6]改性脲醛树脂用于水平井堵水的实验研究[J]. 倪聪,王健,王丹翎,王中武,彭庆. 精细与专用化学品. 2014(02)
[7]环氧-酚醛复配树脂堵漏剂的改性研究[J]. 陈大钧,雷鑫宇,李文涛,余志勇. 钻井液与完井液. 2012(04)
[8]XAN-SP筛管水平井环空化学封隔器研究[J]. 杨振杰,刘建全,谢斌,王嘉淮,邓伟兵. 石油钻采工艺. 2012(01)
[9]活性稀释剂种类对环氧树脂体系性能的影响研究[J]. 孙琴,王钧,蔡浩鹏. 玻璃钢/复合材料. 2011(06)
[10]油田堵漏用二元复配树脂的室内研究[J]. 李文涛,邓英江,雷鑫宇. 精细石油化工进展. 2011(06)
本文编号：3416616
【文章来源】：油田化学. 2020,37(02)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
固化剂分子中的羟基与环氧树脂中的环氧基图4稀释比与胶塞固化时间、抗压强度的影响稀释比/%05101520253010060105抗2.2固化剂加量对环氧树脂胶塞固化性能的
┫碌酿ざ人媸?间的变化见图5。随着温度的升高，黏度随时间的变化速率随之增加，黏度-时间曲线的斜率迅速增加，凝胶时间由黏度曲线的切线确定，具体见表2。图3双酚A型环氧树脂、正丁基缩水甘油醚结构式图4稀释比与胶塞固化时间、抗压强度的影响表1TEA加量对胶塞固化时间、抗压强度及封堵强度的影响（130℃）TEA加量/%51015202530固化时间/min3802201801709060抗压强度/MPa6.1822.323.328.226.516.9封堵强度/MPa3.215.574.644.353.06图5不同温度下树脂胶塞黏度随时间的变化曲线表2不同温度下树脂胶塞的凝胶时间温度/℃6080100120140凝胶时间/min150114787061时间/min0204060801001201401601801000080006000400020000黏度/（mPa·s）60℃80℃100℃120℃140℃稀释比/%05101520253026022018014010060固化时间/min3530252015105抗压强度/MPa杨彪，黄雪莉，何龙等：环氧树脂液体胶塞封窜堵剂体系性能评价241
aa=+-a（3）由于式（3）右边的对数部分0dln(1)gelnAaaa-与时间、温度无关，可以看做常数，记为C，因此，式（3）可进一步简化为式（4）：ln()agelEtCRT=+aRT（4）由式（4）可以看出，ln（tgel）与1/T呈线性关系，利用表3中的实验数据对ln（tgel）和1/T进行线性拟合分析，见图6。由外推法得到拟合直线的截距为C=0.21，由斜率Ea/R=1.5887求得活化能Ea=13.208kJ/mol。对式（4）进一步分析整理，可得到树脂胶塞凝胶时间与温度的关系式（5）：132081.234exp()273geltT=+（5）式中，tgel—胶塞凝胶时间，min；T—温度，℃。根据式（5）可拟合出环氧树脂胶塞凝胶时间-温度的关系曲线，具体见图7。根据环氧树脂胶塞温度与凝胶时间的对应关系能预测环氧树脂胶塞在特定温度下所对应的凝胶时间。针对不同深度地层堵水预测凝胶时间，调整对应环氧树脂胶塞配方体系达到精准堵水的目的。2.4环氧树脂胶塞的热稳定性对稀释剂、固化剂加量均为15%的环氧树脂胶塞浆液固化后的环氧树脂胶塞进行热失重分析，结果如图8所示。在升温的过程中，胶塞的质量逐渐减少，在室温数150℃区间内树脂胶塞基本稳定，升温至150℃数300℃温度区间时，质量损失不到10%，在300℃数450℃温度区间，胶塞质量迅速减少了80%。因此可见，环氧树脂胶塞在室温数300℃范围内具有良好的热稳定性能。图6凝胶时间ln（tgel）与1000/T线性回归关系图7树脂胶塞凝胶时间-温度拟合曲线实验数据线性拟合曲线y=1.5887x+0.21ln（tgel）（1000/T）/（K-1）5.04.84.64.4
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳酸盐岩缝洞型油藏深井裸眼段堵水工艺探讨[J]. 何银达,党永彬,吴云才,张玫浩,秦德友,胡超. 钻采工艺. 2016(04)
[2]水平井控水用液体胶塞的室内合成研究[J]. 刘音,常青,谭锐,赵鹏,牛增前,周振良. 石油化工应用. 2015(08)
[3]以凝胶时间表征环氧树脂6101固化反应动力学方程[J]. 徐康宝,叶章基,谭振华,陈凯峰,王胜龙,戎宗明. 涂料工业. 2014(10)
[4]注水井带压作业环氧树脂堵剂研究[J]. 刘江波,白小佩,王效明,尚根社,张文星. 油田化学. 2014(03)
[5]管外封窜剂的研究及应用[J]. 温栋良,高申领,李翠平,李堪运. 内蒙古石油化工. 2014(04)
[6]改性脲醛树脂用于水平井堵水的实验研究[J]. 倪聪,王健,王丹翎,王中武,彭庆. 精细与专用化学品. 2014(02)
[7]环氧-酚醛复配树脂堵漏剂的改性研究[J]. 陈大钧,雷鑫宇,李文涛,余志勇. 钻井液与完井液. 2012(04)
[8]XAN-SP筛管水平井环空化学封隔器研究[J]. 杨振杰,刘建全,谢斌,王嘉淮,邓伟兵. 石油钻采工艺. 2012(01)
[9]活性稀释剂种类对环氧树脂体系性能的影响研究[J]. 孙琴,王钧,蔡浩鹏. 玻璃钢/复合材料. 2011(06)
[10]油田堵漏用二元复配树脂的室内研究[J]. 李文涛,邓英江,雷鑫宇. 精细石油化工进展. 2011(06)
本文编号：3416616
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