【摘 要】
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随着现代社会的飞速发展,人类对化石能源的需求也越来越高。石油作为重要的能源,在社会能源结构中占有重要地位。为了满足社会需求提升石油产量,需要向深井或超深井进行钻井以开采石油。而深井或超深井的地况条件复杂,伴随着较高的温度梯度和压力梯度,常常发生钻井液漏失,井喷等事故,因此,需要使用耐高温高压的堵漏材料来应对,满足钻井的需求,提高石油开采效率。针对常规颗粒架桥材料对微裂缝地层涌水封堵效果不够理想,而
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随着现代社会的飞速发展,人类对化石能源的需求也越来越高。石油作为重要的能源,在社会能源结构中占有重要地位。为了满足社会需求提升石油产量,需要向深井或超深井进行钻井以开采石油。而深井或超深井的地况条件复杂,伴随着较高的温度梯度和压力梯度,常常发生钻井液漏失,井喷等事故,因此,需要使用耐高温高压的堵漏材料来应对,满足钻井的需求,提高石油开采效率。针对常规颗粒架桥材料对微裂缝地层涌水封堵效果不够理想,而聚合物凝胶类堵漏材料难以耐受高温环境,现阶段亟需开发出能够承压5 MPa以上,耐受温度达120℃的高温可固化堵漏剂以应对钻井漏失。环氧树脂固化后形成的三维网状结构具有优异的力学性能和耐高温特性,能够满足高温高压条件下的要求。但环氧树脂本身密度较低,在地层压力过大时无法平衡地层压力,也会造成地层水等随着漏失通道渗透进入钻井液,影响钻井液的性能,因此需要提高堵漏剂的当量密度以平衡地层压力。重晶石作为常用的加重剂,是钻井工程中常用的加重材料。但重晶石和环氧树脂密度相差较大,在体系中引进絮状物和短纤维,可降低因两者密度差异较大而造成的沉降分离。聚乙二醇200既作为固化剂的良溶剂,在降低环氧树脂的粘度的同时,也可以起到稀释剂的作用。本文选用双酚A型和双酚F型环氧树脂,使用超微细双氰胺Q-500、4,4’-二氨基二苯砜、市售SH-201三种固化剂进行环氧树脂开环聚合,制备出适用于90~140℃,固化时间在3 h左右的可固化堵漏剂,能够进入漏失通道,既可以满足高温高压的需要,又能够防止因过快固化导致卡钻、堵塞井眼的问题。对制备的堵漏剂进行抗压强度和耐温性测试,结果表明堵漏剂的抗压强度均在20 MPa以上,耐温性在150℃以上,具有良好的耐高温高压性能。同时对堵漏剂沉降稳定性、粘度、化学稳定性,扫描电镜和流动度等性能进行测试,结果表明封堵剂的流动度接近于纯水泥浆的流动度,沉降稳定性良好;盐酸、氢氧化钠和氯化钠溶液中质量溶失率小于1%,化学稳定性优异;恒定的高剪切速率下粘度稳定,且随温度的升高而降低,利于泵送,固化物扫描断裂面形貌表明聚乙二醇200的引入可以改变环氧树脂固化后的断裂面状态,增加韧性。
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