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吸水树脂堵漏技术由桥塞堵漏衍生发展而来,是一种以桥塞堵漏材料为骨架,以吸水树脂堵漏剂作为变形填充材料的堵漏技术。吸水树脂具有弹性变形、吸附缠绕、吸水膨胀等特性,相较于桥塞堵漏,吸水树脂堵漏技术对地层的适应性更好,形成的封堵层更加致密、强度更高,在复杂井漏的处理中发挥了重要的作用。本项目针对异常高温地层堵漏作业中现有吸水树脂堵漏剂发生热分解、强度不足及吸水膨胀过快等问题,开展抗高温延迟膨胀堵漏剂的攻关研究。
利用分子设计原理研制了双网络吸水树脂堵漏剂DNG和磺化酚醛吸水树脂SPA。DNG在吸水树脂刚性第一网络的基础上,引入具有柔性链段的第二网络,“刚柔相济”的结果使其强度和抗温性能得到很大提高,形变95%时的压缩强度达16.2MPa,释压后能快速回弹,150℃高温老化30d后依然保持完整的形态和较好的强度,吸水倍数为4~10倍,且具有较好的抗盐和耐pH敏感性能。
SPA是以苯环为主链结构开发的吸水树脂,苯环的刚性使其抗温性能大大提高,在150℃高温条件下稳定性达30d以上。借鉴药物包衣技术,开发了吸水树脂堵漏剂延迟膨胀工艺技术,DNG吸水至1.5倍的膨胀时间由1/4h延长至2h。通过堵漏性能评价形成了DNG堵漏配方,并中试生产2t DNG产品,于文79-43井进行了现场试验,为进一步推广应用打下了基础。
此外,在合同研究内容之外,拓展了DNG在采油堵水调剖领域的可行性研究。根据标准《预交联颗粒调驱剂通用技术条件性能指标》,DNG在固含量、密度、抗温抗盐等方面都满足调剖要求,但在膨胀速度、高温高盐下的膨胀倍数两方面还有一定的差距,进一步性能调整后有望应用于采油堵水调剖。