The invention discloses a thermosetting epoxy cementing working fluid, which consists of 100 parts of bisphenol A water-borne epoxy resin, 0.3-4.0 parts of aliphatic amine curing agent, 0.2-4.0 parts of toughening agent, 0.1-3.0 parts of ester diluent, 5.0-60 parts of density regulator and 1-30 parts of water. The toughening agent is a mixture of modified carbon nanotubes and modified magnesium borate whiskers in the proportion of 0.2:3.0 by weight; the modified carbon nanotubes are prepared by surface modification of carbon nanotubes, first oxidizing carbon nanotubes, then sodium hypochlorite treating carbon nanotubes; and the modified magnesium borate whiskers are prepared by the method of surface modification of carbon nanotubes. Magnesium borate whisker was prepared by coupling treatment. The invention has the characteristics of high tensile strength, high flexural strength and good toughness. It can be used not only for cementing oil and gas wells directly, but also for repairing damaged cement sheaths that produce micro-cracks, and has broad market application prospects.
【技术实现步骤摘要】
一种热固性环氧树脂固井工作液
本专利技术涉及一种热固性环氧树脂固井工作液,属于石油天然气勘探开发领域,适用于油气井固井作业。
技术介绍
在油气井工程中,固井水泥环对于油气开采有重要意义。水泥环在油气井中主要起到封隔地层各类流体、保护和支撑套管等作用。水泥环属于水泥基材料,脆性较强,在油气井的射孔、酸化、压裂等过程中容易开裂导致水泥环密封完整性失效。因此,使用具有高韧性的新型胶凝材料代替油井水泥进进行固井有重要意义。近年来,国内外均有公司开展了树脂材料固井,例如,国外的Halliburton公司针对一些复杂油气井发生环空窜气的情况,使用了WellLock环空密封树脂,专门用于套管与井壁环空的密封,防止气水侵入,保证井筒完整性,延长油气井的生产寿命。例如,国内的李炎军等人采用了树脂水泥浆固井(李炎军,张万栋,杨仲涵,等.东方13-1高温高压气田全寿命多级屏障井筒完整性设计[J].石油钻采工艺,2016,38(6):776-781),提出了“尾管树脂水泥浆+尾管顶部封隔器+回接插入密封+回接管柱顶部封隔器+自修复水泥固井+树脂水泥固井”六级屏障设计技术。但是,上述技术或是将树脂材料与油井水泥复合使用,还不能完全发挥树脂材料的韧性优势;或者是使用了非水溶性的环氧树脂体系,施工后需用有机溶剂清洗管线,易造成环境污染。因此,适用于固井的环氧树脂固井液需要满足以下要求:1)为水溶性环氧树脂及配套固化剂,施工结束后易于清洗残余物,不造成环境污染;2)需要对市售的水性环氧树脂体系进行选择和改性,使得水性环氧树脂体系的稠化时间、失水量、抗压强度、流变性能等应用性能满足油气井固 ...
【技术保护点】
1.一种热固性环氧树脂固井工作液,由以下各组分按照重量份组成:双酚A型水性环氧树脂 100份;脂肪族胺类固化剂 0.3~4.0份;增韧剂 0.2~4.0份;酯类稀释剂 0.1~3.0份;密度调节剂 5.0~60份;水 1~30份;所述增韧剂为改性碳纳米管和改性硼酸镁晶须按照重量份比例为0.2︰3.0的混合物;所述改性碳纳米管是通过碳纳米管表面改性的方法制得,先对碳纳米管进行氧化处理,再对碳纳米管进行次氯酸钠处理;改性硼酸镁晶须是通过硼酸镁晶须偶联处理的方法制得。
【技术特征摘要】
1.一种热固性环氧树脂固井工作液,由以下各组分按照重量份组成:双酚A型水性环氧树脂100份;脂肪族胺类固化剂0.3~4.0份;增韧剂0.2~4.0份;酯类稀释剂0.1~3.0份;密度调节剂5.0~60份;水1~30份;所述增韧剂为改性碳纳米管和改性硼酸镁晶须按照重量份比例为0.2︰3.0的混合物;所述改性碳纳米管是通过碳纳米管表面改性的方法制得,先对碳纳米管进行氧化处理,再对碳纳米管进行次氯酸钠处理;改性硼酸镁晶须是通过硼酸镁晶须偶联处理的方法制得。2.如权利要求1所述的一种热固性环氧树脂固井工作液,其特征在于,所述双酚A型水性环氧树脂为自乳化双酚A型水性环氧树脂乳液,其环氧当量为180~198。3.如权利要求1所述的一种热固性环氧树脂固井工作液,其特征在于,所述脂肪族胺类固化剂为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺中的一种。4.如权利要求1所述的一种热固性环氧树脂固井工作液,其特征在于,所述改性碳纳米管,通过如下步骤制备:(1)对多壁碳纳米管进行选择,获得长度在100~300nm的碳纳米管;(2)称取0.30g的碳纳米管,将碳纳米管置于烧杯中,然后称量100mL的浓硝酸和100mL的浓硫酸倒入烧杯中,搅拌均匀,用保鲜膜封口并扎紧,将烧杯放...
【专利技术属性】
技术研发人员:于永金,李明,靳建洲,徐明,齐奉忠,张弛,张华,刘子帅,刘慧婷,冯宇思,
申请(专利权)人:中国石油集团工程技术研究院有限公司,西南石油大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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