一种固井用前置凝胶制造技术

本发明专利技术提供了一种固井用前置凝胶，包括以下质量份的组分：环氧树脂溶液100份，树脂固化剂10～20份，缓凝剂5～10份，膨胀剂0.2～0.5份，乳化剂5～10份和加重剂100～110份。实施例的结果表明，本发明专利技术提供的固井用前置凝胶不会影响水泥浆的稠度，具有优异的弹性，在水泥浆固化层上端进一步实现对窜流通道的封闭，有效预防固井作业过程中的环空气窜和环空带压问题。

【技术实现步骤摘要】
一种固井用前置凝胶
本专利技术涉及石油固井
，尤其涉及一种固井用前置凝胶。
技术介绍
环空带压是固井作业过程常常出现的现象。环空带压是指井口处的环空压力经过泄压后又重新恢复到泄压前压力水平的现象。油气井都是由很多层套管组成的，构成若干个环形空间。气井环空带压主要有以下原因：一是由于各种人为原因(包括气举、热采管理、监测环空压力或其他目的)导致的环空带压；二是套管环空温度变化以及鼓胀效应导致流体和膨胀管柱变形造成环空带压；三是由于环空存在气体窜流导致环空带压。最后，油套管柱失效尤其是螺纹连接和封隔器密封失效导致气体窜流形成的环空带压。作业施加的环空压力和受温度变化使环空流体膨胀引起的环空压力在井口泄压后可以消除，油套管串失效被诊断出后也可通过更换管柱消除，但气窜引起的环空压力在井口泄压后可能继续存在，具有永久性。固井作业后环空气窜同样是所有气井固井过程都要面临的一个潜在的工程技术难题，严重的环空气窜或环空带压不仅使后续钻井作业、射孔作业、修井作业、测试作业以及增产措施不能顺利实施，还会对建井周期、油气的安全开采构成威胁。若环空窜流无法控制，将会导致井喷，甚至可能导致全井报废，造成巨大的经济损失。另外，如果环空带压值超出了套管设计所能承受的强度，也会导致套管破裂，同样会造成巨大危害。现有技术中多采用活性固化水泥技术来解决环空气窜和环空带压的问题，例如，斯伦贝谢(Schlumberger)公司将研究出了FUTUR活性固化水泥和哈里伯顿公司推出的LifeCem或LifeSeal水泥。环空存在油气窜流时，在没有地面人工干预的情况下，水泥环能进行膨胀，会封闭窜流通道；水泥环的这种自密封特性，是通过在水泥浆中加入特种外加剂来实现的。现有技术中活性固化水泥固化后脆性较大，极易失去固井效果，阻碍了对固井作业过程中环空气窜和环空带压问题的解决。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种固井用前置凝胶。本专利技术提供的固井前置凝胶具有优异的弹性，在水泥浆固化层上端进一步实现对窜流通道的封闭，有效预防固井作业过程中的环空气窜和环空带压问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种固井用前置凝胶，包含如下质量份的组分：所述环氧树脂溶液中环氧树脂的制备方法包括以下步骤：(1)将环氧丙烷丁基醚、丙烯酸丁酯、间苯三酚和去离子水混合，进行缩聚反应，得到环氧树脂前躯体；所述缩聚反应的温度为80～90℃，缩聚反应的时间为3.5～4.5h；(2)将所述步骤(1)得到的环氧树脂前躯体与碱性溶液混合，进行闭环反应，得到反应料液；所述反应的温度为83～87℃，反应的时间为2.5～3h；(3)将所述步骤(2)得到的反应料液依次进行水洗和干燥，得到环氧。优选的，所述步骤(1)中环氧丙烷丁基醚、丙烯酸丁酯、间苯三酚和水的质量比为(14.9～15.1)：(14.9～15.1)：(29.9～30.1)：(19.9～20.1)。优选的，所述碱性溶液的质量浓度为30％；以所述环氧树脂前驱体制备用环氧丙烷丁基醚的量计，所述碱性溶液与环氧丙烷丁基醚的质量比为(5.9～6.1)：(14.9～15.1)。优选的，所述树脂固化剂为有机胺类固化剂。优选的，所述有机胺类固化剂包括脂肪族胺、聚酰胺和芳香胺中的一种或多种。优选的，所述缓凝剂包括葡庚糖酸钠、硼酸、木质酸和丙烯酸-马来酸共聚物中的一种或多种。优选的，所述膨胀剂包括氢氧化钠、硅明矾石、硫铝酸钙、氧化钙、单质铁、氧化钙-硫铝酸钙复合物中的一种或多种。优选的，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚类化合物。优选的，所述加重剂包括重晶石或铁矿粉。本专利技术提供了一种固井用前置凝胶，包括以下质量份的组分：环氧树脂溶液100份，树脂固化剂10～20份，缓凝剂5～10份，膨胀剂0.2～0.5份，乳化剂5～10份和加重剂100～110份。本专利技术提供的固井用前置凝胶与水泥浆以任意比例混合后，对彼此的流变、稠化时间等基本性能基本不造成影响，即相互之间影响不大，可稳定存在于水泥浆封层上端发挥对窜流通道的封闭，进而有效预防固井作业过程中的环空气窜和环空带压。具体实施方式本专利技术提供了本专利技术提供了一种固井用前置凝胶，包含如下质量份的组分：所述环氧树脂溶液中环氧树脂的制备方法包括以下步骤：(1)将环氧丙烷丁基醚、丙烯酸丁酯、间苯三酚和去离子水混合，进行缩聚反应，得到环氧树脂前躯体；所述缩聚反应的温度为80～90℃，缩聚反应的时间为3.5～4.5h；(2)将所述步骤(1)得到的环氧树脂前躯体与碱性溶液混合，进行闭环反应，得到反应料液；所述反应的温度为83～87℃，反应的时间为2.5～3h；(3)将所述步骤(2)得到的反应料液依次进行水洗和干燥，得到固体环氧树脂。在本专利技术中，如无特殊要求，所述固井用前置凝胶所使用的原料为本领域技术人员所熟知市售商品。本专利技术提供的固井用前置凝胶，以质量份计，包含100份的环氧树脂溶液。在本专利技术中，所述环氧树脂溶液为固体环氧树脂和有机溶剂的混合物；所述环氧树脂溶液中环氧树脂和有机溶剂的质量比优选为1:1；所述有机溶剂优选为乙醇、醚类或丙酮。本专利技术优选通过将所述环氧树脂和有机溶剂混合，得到环氧树脂溶液。在本专利技术中，所述环氧树脂溶液中环氧树脂的制备方法包括以下步骤：(1)将环氧丙烷丁基醚、丙烯酸丁酯、间苯三酚和水混合，进行缩聚反应，得到环氧树脂前驱体；所述缩聚反应的温度为80～90℃，缩聚反应的时间为3.5～4.5h；(2)将所述步骤(1)得到的环氧树脂前躯体与碱性溶液混合，进行闭环反应，得到反应料液；所述反应的温度为83～87℃，反应的时间为2.5～3h；(3)将所述步骤(2)得到的反应料液依次进行水洗和干燥，得到环氧树脂。在本专利技术中，所述环氧丙烷丁基醚、丙烯酸丁酯、间苯三酚和水的质量比优选为(14.9～15.1)：(14.9～15.1)：(29.9～30.1)：(19.9～20.1)，进一步优选为15:15:30:20。本专利技术将环氧丙烷丁基醚、丙烯酸丁酯、间苯三酚和水混合，进行缩聚反应，得到环氧树脂前躯体，即多酚基缩水甘油酯(醇醚中间体)。在本专利技术中，所述缩聚反应的温度优选为80～90℃；所述缩聚反应的时间优选为3.5～4.5h，进一步优选为4h。在本专利技术中，所述水优选为去离子水；采用去离子水避免杂质的引入。所述缩聚反应后，本专利技术优选将所述缩聚反应料液进行自然冷却，得到环氧树脂前躯体；所述自然冷却至的终止温度优选为室温，进一步优选为10～20℃。本专利技术在冷却后，再与碱液混合后，再升温至下一步骤所需反应温度进行反应，能够避免直接混合反应太剧烈。得到环氧树脂前躯体后，本专利技术将所述环氧树脂前躯体与碱性溶液混合，进行闭环反应，得到反应料液。在本专利技术中，所述碱性溶液和环氧树脂前躯体制备用环氧丙烷丁基醚的质量比优选为(5.9～6.1)：(14.9～15.1)，进一步优选为6：15，所述碱性溶液的质量浓度优选为30％。在本专利技术中，所述碱性溶液优选为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。在本专利技术中，所述环氧树脂前躯体和碱性溶液优选在85℃条件下反应3h，得到的反应料液中含有环氧基酚基缩水甘油酯和环氧树脂；所述环氧树脂前驱体和碱性溶液的反应温度进一步优选为83～87℃；反应时间进一步优选为2.5～3h。得到反应料液后，本专利技术将得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固井用前置凝胶，包含如下质量份的组分：

【技术特征摘要】
1.一种固井用前置凝胶，包含如下质量份的组分：所述环氧树脂溶液中环氧树脂的制备方法包括以下步骤：(1)将环氧丙烷丁基醚、丙烯酸丁酯、间苯三酚和去离子水混合，进行缩聚反应，得到环氧树脂前躯体；所述缩聚反应的温度为80～90℃，缩聚反应的时间为3.5～4.5h；(2)将所述步骤(1)得到的环氧树脂前躯体与碱性溶液混合，进行闭环反应，得到反应料液；所述反应的温度为83～87℃，反应的时间为2.5～3h；(3)将所述步骤(2)得到的反应料液依次进行水洗和干燥，得到环氧树脂。2.根据权利要求1所述的固井用前置凝胶，其特征在于，所述步骤(1)中环氧丙烷丁基醚、丙烯酸丁酯、间苯三酚和水的质量比为(14.9～15.1)：(14.9～15.1)：(29.9～30.1)：(19.9～20.1)。3.根据权利要求1所述的固井用前置凝胶，其特征在于，所述碱性溶液的质量浓度为30％；以所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许明标，李中，黄熠，李炎军，秦国川，由福昌，
申请(专利权)人：长江大学，中海石油中国有限公司湛江分公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42