压差激活密封剂的研制及性能研究

发布时间：2017-03-23 17:22

  本文关键词：压差激活密封剂的研制及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：井漏是一个存在于石油和天然气行业的普遍的问题。在油气井开发过程中,井口渗漏、井下泄漏、海底管线泄漏等已成为危及油气井安全的重大问题。保持井的完整性在石油和天然气行业是一个持续的过程。泄漏时常发生,如果不加以控制不仅会给钻井工程带来损失,也为油气资源的勘探开发带来极大困难,还可能损害人的生命和财产,损害海洋和沿海环境。采用传统修井方式,耗费人力、物力,且对生产影响较大。仿“人体创伤流血自身修复”是最理想解决上述问题的方案,有一种物质像血液一样,只有在创伤(出现压差)处凝固,而在其他任何情况下保持正常的流动状态。本文介绍的压差激活密封技术就是一种这样的方法,该技术既可修复井筒泄漏的现场控制系统,又不需要使用昂贵的有风险的操作。泄漏部位的压力差通过激活一个聚合过程,从而固化液体密封剂,进而修复泄漏点。压差激活密封剂对于油气井的泄漏是一种安全的、经济的、可靠的远程修复方法。该文章通过对胶乳、激活剂、终止剂、稳定剂的筛选,复配出一种模拟人体创伤流血自身修复的压差激活密封剂。胶乳从丁腈胶乳、三元乙丙胶乳、天然胶乳、丁苯胶乳、硅橡胶胶乳、丙烯酸酯胶乳中选择。以丁腈胶乳为例,筛选出的配方为,丁腈胶乳10g,激活剂为20%MgSO4溶液4g,终止剂为20%Gemin溶液8g,稳定剂为10%钠基膨润土溶液6g。在此基础上,对配方进行了优化,找到了控制压差激活密封剂主要指标粒径的方法,即通过停留时间来控制压差激活密封剂粒径的大小。探究了温度及外来液体对压差激活密封剂的影响。通过多次模拟实验验证了压差激活密封剂在修复油管、套管丝扣泄漏的应用价值,气密封检测实验证实了经压差激活密封剂修复后的套管可以耐35MPa的气压。在两次现场应用中,压差激活密封剂均成功密封了泄漏。苏49-2储气库井修复前的压降速度为1MPa/min,修复后清水试压,排除气温的影响,24h压力一直保持在20MPa而无任何泄漏,气密实验表明修复后压力可以保持在甲方规定的15MPa,1h内没有任何压降。威远H3-1评价井通过密封施工,压降速度由修复前的0.10MPa/min降至30min的压降为0.30MPa,符合前期项目甲方制定的标准,认为压差激活密封剂有效地密封了泄漏。两次现场应用,再次实际验证了压差激活密封剂在油田管道泄漏密封方面的优势,积累了在压差激活密封剂工程方面的宝贵经验。
【关键词】：密封剂 油气井 压差激活
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ436.6;TE973
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 前言10-22
• 1.1 油气井泄漏10-12
• 1.1.1 油气井泄漏原因分析10-11
• 1.1.2 油气井泄漏造成的损失11-12
• 1.2 油气井泄漏传统修复方法12-13
• 1.2.1 传统修复方法的分类12
• 1.2.2 传统修复方法的缺点12-13
• 1.3 压差激活密封剂13-17
• 1.3.1 压差激活密封剂的原理13
• 1.3.2 压差激活密封剂的优点13-14
• 1.3.3 压差激活密封剂的传送方式14
• 1.3.4 压差激活密封剂的施工过程14-15
• 1.3.5 压差激活密封剂应用案例15-17
• 1.4 堵漏材料研究现状17-19
• 1.4.1 桥接类堵漏材料17-18
• 1.4.2 高失水堵漏材料18
• 1.4.3 暂堵材料18
• 1.4.4 化学堵漏材料18-19
• 1.4.5 无机胶凝堵剂19
• 1.4.6 软(硬)塞类堵漏材料19
• 1.5 研究背景及目的19-20
• 1.5.1 研究背景19-20
• 1.5.2 研究目的20
• 1.6 研究内容20-22
• 2 材料与方法22-27
• 2.1 实验药品22-23
• 2.2 实验仪器23
• 2.3 实验方法23-27
• 2.3.1 压差激活密封剂的配制23
• 2.3.2 激活时间与粒径大小的关系23-24
• 2.3.3 密封剂密封效果的验证24
• 2.3.4 外来组分对压差激活密封剂的影响24
• 2.3.5 温度对压差激活密封剂的影响24-25
• 2.3.6 模拟密封25-27
• 3 结果与讨论27-61
• 3.1 橡胶乳液种类的筛选27-28
• 3.2 激活剂的筛选28-29
• 3.2.1 激活剂种类的筛选28-29
• 3.2.2 激活剂用量的筛选29
• 3.3 终止剂的筛选29-31
• 3.3.1 终止剂种类的筛选30
• 3.3.2 终止剂用量的筛选30-31
• 3.4 稳定剂的筛选31-32
• 3.5 压差激活密封剂的配制32-33
• 3.6 激活时间与粒径大小的关系33-34
• 3.7 密封剂密封效果的验证34-35
• 3.8 外来组分对压差激活密封剂的影响35-36
• 3.8.1 液压油对压差激活密封剂的影响35-36
• 3.8.2 泥浆对压差激活密封剂的影响36
• 3.9 温度对压差激活密封剂的影响36-38
• 3.9.1 高温对压差激活密封剂的影响36-37
• 3.9.2 低温对压差激活密封剂的影响37-38
• 3.10 模拟密封38-44
• 3.10.1 液压管线丝扣泄漏密封38-39
• 3.10.2 套管丝扣泄漏密封39-40
• 3.10.3 油管丝扣泄漏密封40-42
• 3.10.4 油管丝扣泄漏小粒压差激活密封剂体系密封42-43
• 3.10.5 油管丝扣破坏泄漏密封43-44
• 3.11 苏49-2储气库井应用实例44-52
• 3.11.1 基础资料44-47
• 3.11.2 施工设计47-48
• 3.11.3 压差激活密封剂的配制48
• 3.11.4 施工过程48-52
• 3.12 威远H3-1评价井应用实例52-61
• 3.12.1 基础资料52-55
• 3.12.2 施工设计55-56
• 3.12.3 压差激活密封剂的配制56
• 3.12.4 施工过程56-61
• 4 结论61-62
• 5 展望62-63
• 6 参考文献63-70
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况70-71
• 8 致谢71

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