專利名稱：適用于高溫下的甲酰胺-水玻璃復(fù)合型化學(xué)灌漿材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于石油、煤田、地質(zhì)等能源勘察等失穩(wěn)、出水復(fù)雜地層的化學(xué)灌漿材料，尤其在欠平衡氣體鉆井深井井壁穩(wěn)定性方面有著不可替代的作用，能夠解決欠平衡鉆井的瓶頸問(wèn)題。
背景技術(shù)：
氣體鉆井常遇到垮塌涌水地層而導(dǎo)致鉆進(jìn)停止轉(zhuǎn)換為泥漿鉆井液，影響了鉆井效果和鉆進(jìn)速度。傳統(tǒng)的很多化學(xué)灌漿材料都有膠凝時(shí)間較短、高溫下膠凝效果差等特點(diǎn)，而采用雙液灌漿系統(tǒng)，但是由于石油鉆井本身的特點(diǎn)決定了不適宜應(yīng)用雙液灌漿系統(tǒng)。作者向陽(yáng)、烏效鳴、劉浩、張漢林、蔣振偉、王銳等，作者單位為中國(guó)地質(zhì)大學(xué)、中石油川慶鉆探公司鉆采工程激素研究院，刊名《石油鉆采工藝》，第33卷第1期，發(fā)表日期 2011年1月，文章編號(hào)為1000-7393 (2011)01-0045-04，名稱為“水玻璃-甲酰胺新型化學(xué)灌漿材料研究”的期刊文件中，公開了一種在高溫下的水玻璃-甲酰胺化學(xué)灌漿材料的具體配方和對(duì)該配方的驗(yàn)證試驗(yàn)，綜合全文來(lái)看，其所選用的配方其組分包括水玻璃，甲酰胺， 緩凝劑LP和水，其配比如文件中表2所示，和實(shí)驗(yàn)配方(甲酰胺、水玻璃、水、緩凝劑LP分別為10ml，200ml，200ml，4g)，經(jīng)測(cè)試固結(jié)體單軸抗壓強(qiáng)度為2. IMPa0上述技術(shù)方案中，具有一定的緩凝效果，并且固結(jié)體具有一定的強(qiáng)度，但是在高溫下的緩凝效果不甚理想，并且該技術(shù)方案中需要加入緩凝劑LP，組分比較復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，并且經(jīng)使用發(fā)現(xiàn)，上述技術(shù)方案在高溫環(huán)境下膠凝時(shí)間較短暫，約為30min，仍然不能較好地解決高溫下空氣鉆井井下出水復(fù)雜、坍塌等難題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種適用于高溫下的甲酰胺-水玻璃復(fù)合型化學(xué)灌漿材料，本發(fā)明具有良好的時(shí)間可調(diào)性，較強(qiáng)的流動(dòng)性以及很好的固結(jié)強(qiáng)度和抗高溫性能，較好地解決了高溫下空氣鉆井井下出水復(fù)雜、坍塌等難題，對(duì)于提高鉆井安全和效率有很大的作用。本發(fā)明是通過(guò)采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種適用于高溫下的甲酰胺-水玻璃復(fù)合型化學(xué)灌漿材料，其特征在于以體積百分比計(jì)，包括如下組分和配方
甲酰胺-六偏磷酸鈉溶液32. 9% ； 水玻璃-十二烷基苯磺酸鈉溶液1. 3% ； 清水65. 8% ；
其中，所述的甲酰胺-六偏磷酸鈉溶液是指甲酰胺和六偏磷酸鈉的混合溶液，甲酰胺為液體，六偏磷酸鈉為固體，甲酰胺和六偏磷酸鈉之間的重量配比為5 3 ；所述的水玻璃-十二烷基苯磺酸鈉溶液是指水玻璃與十二烷基苯磺酸鈉的混合溶液， 水玻璃為硅酸鈉溶于水后形成的粘稠溶液，十二烷基苯磺酸鈉為固體，水玻璃和十二烷基苯磺酸鈉之間的重量配比為200 :1。所述甲酰胺的比重為1. 1. 31-1. 134，凝固點(diǎn)為2°C。所述六偏磷酸鈉中，以P2O5計(jì)含量占65. 0%-70. 0%。所述水玻璃比重為1. 38，模數(shù)為2. 75 3. 06，波美度be=40。所述十二烷基苯磺酸鈉中硫酸鈉含量< 12%，水分及揮發(fā)物含量< 5%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果如下
采用本發(fā)明所述的甲酰胺-六偏磷酸鈉溶液，水玻璃-十二烷基苯磺酸鈉溶液和清水進(jìn)行充分混合反應(yīng)后所得的甲酰胺-水玻璃復(fù)合型化學(xué)灌漿材料，具有
(1)材料膠凝固結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，容易控制，在常溫下，可以控制膠凝時(shí)間在兩個(gè)小時(shí)以上， 在90°C的高溫下可以控制膠凝時(shí)間為半個(gè)小時(shí)以上，參見表1 (目前國(guó)內(nèi)外還很少有固結(jié)材料能夠在高溫下達(dá)到如此長(zhǎng)的膠凝時(shí)間)；
(2)灌漿材料粘度較低，流動(dòng)性好，常溫下初始粘度接近清水的粘度，因此容易灌注進(jìn)小的孔隙、裂隙中；
(3)化灌材料抗溫性能較好，能夠抵抗100°C高溫，在130°C溫度下雖有失水現(xiàn)象，但是整體結(jié)構(gòu)仍然保持完整；
(4)固結(jié)強(qiáng)度較高，在高溫下與巖石固結(jié)強(qiáng)度達(dá)到2MPa以上；
(5)除固結(jié)時(shí)釋放一定刺激性氣體(氨氣)，固結(jié)材料對(duì)環(huán)境友好；
(6)背景技術(shù)中的“水玻璃-甲酰胺新型化學(xué)灌漿材料研究”期刊文件，在高溫環(huán)境下膠凝時(shí)間較短暫約為30min，而本申請(qǐng)中，采用的32. 9% :1. 3% :65. 8%特定組分制成的復(fù)合型化學(xué)灌漿材料膠凝時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，在80°C高溫環(huán)境下約為60min，在高溫深井中使用可靠性更高。同時(shí)本發(fā)明克服了很多無(wú)機(jī)類和有機(jī)類灌漿材料的缺陷，是一種性能較好的復(fù)合型灌漿材料。


下面將結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，其中 圖1為本材料固結(jié)性能根據(jù)時(shí)間的變化示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
本發(fā)明的最佳實(shí)施方式為按照32. 9%的甲酰胺-六偏磷酸鈉溶液，比例為1. 3%的玻璃-十二烷基苯磺酸鈉溶液以及比例為65. 8%的清水比例要求進(jìn)行充分混合反應(yīng)，復(fù)合成甲酰胺-水玻璃復(fù)合型化學(xué)灌漿材料。在現(xiàn)場(chǎng)灌漿時(shí)通過(guò)座封器或者驅(qū)替液等方式向灌漿材料施加一定外壓而將灌漿材料擠壓入松散垮塌地層，當(dāng)灌漿材料在松散地層中反應(yīng)生成S^2固結(jié)體而將松散地層固結(jié)并形成一定強(qiáng)度的巖體。圖1為該材料固結(jié)性能根據(jù)時(shí)間的變化示意。
表1為該復(fù)合型化學(xué)灌漿漿材在不同溫度下凝膠固結(jié)時(shí)間
權(quán)利要求
1.一種適用于高溫下的甲酰胺-水玻璃復(fù)合型化學(xué)灌漿材料，其特征在于以體積百分比計(jì)，包括如下組分和配方甲酰胺-六偏磷酸鈉溶液32. 9% ；水玻璃-十二烷基苯磺酸鈉溶液1. 3% ；清水65. 8% ；其中，所述的甲酰胺-六偏磷酸鈉溶液是指甲酰胺和六偏磷酸鈉的混合溶液，甲酰胺為液體，六偏磷酸鈉為固體，甲酰胺和六偏磷酸鈉之間的重量配比為5 3,所述的水玻璃-十二烷基苯磺酸鈉溶液是指水玻璃與十二烷基苯磺酸鈉的混合溶液， 水玻璃為硅酸鈉溶于水后形成的粘稠溶液，十二烷基苯磺酸鈉為固體，水玻璃和十二烷基苯磺酸鈉之間的重量配比為200 :1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高溫下的甲酰胺-水玻璃復(fù)合型化學(xué)灌漿材料，其特征在于所述甲酰胺的比重為1. 1. 31-1. 134，凝固點(diǎn)為2°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于高溫下的甲酰胺-水玻璃復(fù)合型化學(xué)灌漿材料，其特征在于所述六偏磷酸鈉中，以P2O5計(jì)含量占65. 0%-70. 0%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于高溫下的甲酰胺-水玻璃復(fù)合型化學(xué)灌漿材料，其特征在于所述水玻璃比重為1. 38，模數(shù)為2. 75 3. 06，波美度be=40。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于高溫下的甲酰胺-水玻璃復(fù)合型化學(xué)灌漿材料，其特征在于所述十二烷基苯磺酸鈉中硫酸鈉含量< 12%，水分及揮發(fā)物含量< 5%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于高溫下的甲酰胺-水玻璃復(fù)合型化學(xué)灌漿材料，以體積百分比計(jì)，包括如下組分和配方甲酰胺-六偏磷酸鈉溶液32.9%；水玻璃-十二烷基苯磺酸鈉溶液1.3%；清水65.8%；本發(fā)明具有良好的時(shí)間可調(diào)性，較強(qiáng)的流動(dòng)性以及很好的固結(jié)強(qiáng)度和抗高溫性能，較好地解決了高溫下空氣鉆井井下出水復(fù)雜、坍塌等難題，對(duì)于提高鉆井安全和效率有很大的作用。
文檔編號(hào)C09K8/46GK102277144SQ20111010867
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者烏效鳴, 向陽(yáng), 張建斌, 張漢林, 王銳, 范運(yùn)林, 蔣振偉, 魏宏超 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司