專利名稱：一種準(zhǔn)確測(cè)試超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種準(zhǔn)確測(cè)試超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的方法。
背景技術(shù)：
鉆井液漏失是鉆井作業(yè)中一種常見的井下復(fù)雜情況。井漏可以發(fā)生在淺、中及深部地層，也可以在不同地質(zhì)年代的地層中發(fā)生，而且各類巖性的地層中都可能出現(xiàn)。有的井漏只是泥漿池液面緩慢下降，而有的則有進(jìn)無出，一旦發(fā)生漏失，不僅延誤鉆井作業(yè)時(shí)間， 延長(zhǎng)鉆井周期，損失鉆井液，損害油氣層，干擾地質(zhì)錄井工作，而且還可能引起井塌、卡鉆、 井噴等一系列復(fù)雜情況與事故，甚至導(dǎo)致井眼報(bào)廢，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在鉆井作業(yè)中應(yīng)盡量避免井漏的發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界井漏發(fā)生率約占總井?dāng)?shù)的百分之二十到百分之二十五，全球石油行業(yè)中每年因?yàn)榫┒馁M(fèi)的資金高達(dá)數(shù)億元。我國(guó)大多數(shù)油田都不同程度地存在井漏問題，最為突出的是川東和川南地區(qū)，每年堵漏耗時(shí)約占總鉆井時(shí)間的5 8%。同時(shí)還要消耗大量的鉆井液和堵漏材料，使鉆井成本大幅度上升。如前些年川東地區(qū)年損失泥漿量為 8000 13000m3，年發(fā)生井漏約200井次，損失時(shí)間14 35個(gè)鉆機(jī)月，年直接耗損400 600萬元。井漏問題是鉆井工作長(zhǎng)期存在且未能很好解決的技術(shù)難題，堵漏技術(shù)是鉆井工程界長(zhǎng)期研究的重要課題。近年來堵漏技術(shù)有了較大的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外各油田均總結(jié)出了適合本地區(qū)特點(diǎn)的堵漏工藝技術(shù)，堵漏材料的品種不斷增多，堵漏成功率也在不斷提高。盡管如此，由于各地區(qū)地層巖性變化，孔隙、裂縫、溶洞發(fā)育情況不同，井漏的原因復(fù)雜、漏失類型不同，制約因素較多，而且堵漏技術(shù)的針對(duì)性較強(qiáng)，至今很難用一個(gè)通用的模式來進(jìn)行防漏和堵漏。特別是鉆裂縫性地層井漏問題更為嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)裂縫性復(fù)雜地層的儲(chǔ)量約占總儲(chǔ)量的50%，但是因?yàn)榈貙恿芽p、孔洞發(fā)育，漏失問題很難解決， 造成的損失及其嚴(yán)重。因此，裂縫性復(fù)雜地層的惡性漏失問題已經(jīng)成為鉆井界關(guān)注的重點(diǎn)。關(guān)于超強(qiáng)吸水樹脂的研究，國(guó)外起步較早，其中成效最大的是美國(guó)和日本，其次是德國(guó)和法國(guó)。而國(guó)內(nèi)相對(duì)的研究要晚幾十年，但是在近些年來，相關(guān)的技術(shù)層出不窮，各方都在全心致力于研究。1961年，美國(guó)農(nóng)業(yè)部北方研究所從淀粉接枝丙烯腈開始，對(duì)超強(qiáng)吸水樹脂進(jìn)行研究，隨后此類研究越來越深入，60年代末至70年代，成功地開發(fā)了超強(qiáng)吸水樹脂。此后，德國(guó)、法國(guó)等世界各國(guó)對(duì)超強(qiáng)吸水性樹脂的品種、制造方法、性能和應(yīng)用領(lǐng)域等方面進(jìn)行了大量的研究工作，取得了成果。80年代開始出現(xiàn)用其他天然化合物衍生物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)制取吸水性物質(zhì)。隨著高吸水性樹脂合成和應(yīng)用研究的展開，其成型加工技術(shù)也相應(yīng)發(fā)展。吸水性復(fù)合材料在20世紀(jì)80年代產(chǎn)生，由于它能改善超強(qiáng)吸水性樹脂的耐鹽性、吸水速度、吸水后水凝膠的強(qiáng)度等許多性能，所以發(fā)展迅速。到90年代初，更是突飛猛進(jìn)。近年已開始研究吸水性樹脂的共混。這些為發(fā)展高吸水性樹脂提供了更加廣闊的前景。
1985年世界生產(chǎn)高吸水性樹脂的主要公司只有13家，至1995年國(guó)外研究和生產(chǎn)的公司竟達(dá)近50家。日本是世界上最大的超強(qiáng)吸水樹脂生產(chǎn)和研究國(guó)。隨后又與美國(guó)、德國(guó)等其他國(guó)家合作，超強(qiáng)吸水樹脂技術(shù)不斷迅猛增長(zhǎng)。對(duì)于超強(qiáng)吸水樹脂理論的研究，20世紀(jì)50年代Flory的吸水理論為吸水性高分子的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。自60年代超強(qiáng)吸水性樹脂開始投產(chǎn)之后，隨著它的快速發(fā)展，人們?cè)絹碓礁械叫枰M(jìn)一步深入研究超強(qiáng)吸水性樹脂的指導(dǎo)性理論。70年代末各國(guó)相繼開始重視其研究。特別是日、美等國(guó)，在吸水理論、吸水結(jié)構(gòu)和形態(tài)以及高分子水凝膠等方面進(jìn)行了較有成效的理論研究，有了新的發(fā)展。超強(qiáng)吸水樹脂吸水性強(qiáng)，可吸收自身體積幾十至幾千倍的水，能生物降解，應(yīng)用廣泛，從全球的環(huán)境因素考慮也是一個(gè)好的選擇。攜帶液抑制吸水聚合物膨脹，將混合液泵如漏層后注水，使其膨脹，從而封堵漏失層，特別是針對(duì)嚴(yán)重的裂縫性漏失情況，此技術(shù)已在井上成功應(yīng)用。國(guó)外在超強(qiáng)吸水樹脂堵漏技術(shù)上起步早，成果多，相關(guān)技術(shù)實(shí)例也很多。超強(qiáng)吸水樹脂在石油工業(yè)領(lǐng)域逐漸普及，有關(guān)油田化學(xué)應(yīng)用高分子吸水樹脂的研究也已經(jīng)引起油田工作者的重視。特別是在油氣田鉆探中用作化學(xué)堵漏材料，化學(xué)堵漏在油氣田鉆探過程中是一種重要的技術(shù)措施。從80年代以來的發(fā)展來看，已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成績(jī)。目前，現(xiàn)場(chǎng)已開發(fā)應(yīng)用的高分子吸水樹脂類的堵漏劑有SYZ，PAT和TP-9010型品牌， JPD吸水膨脹聚合物，WS-I型凝膠堵漏劑，WEA-I延遲膨脹顆粒堵漏劑。此外，超強(qiáng)吸水樹脂在油氣田地面管輸建設(shè)中可作密封材料；在鉆探中作鉆井液處理劑，可作為鉆頭的潤(rùn)滑劑和鉆井液的凝膠劑；在油田化學(xué)其他專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，因其性能顯著，如三次采油，油氣田廢水處理水基壓裂液、酸化壓裂液中作凝膠劑，壓井液的固化劑等?？傊瑥?qiáng)吸水樹脂的發(fā)展還只是在近幾十年。無論從產(chǎn)品的種類及數(shù)量，或者從加工和應(yīng)用以及理論研究的情況來看，都獲得了巨大的發(fā)展。因?yàn)楦叻肿游畼渲嫣氐男阅芎涂捎^的應(yīng)用前景，30年來發(fā)展極其迅速，由一般的應(yīng)用性能、功能，向智能化多功能材料高層次開發(fā)發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)。特別是在油田化學(xué)中是一個(gè)新的應(yīng)用研究方向，具有良好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種準(zhǔn)確測(cè)試超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的方法，該測(cè)試方法能快速測(cè)出超強(qiáng)吸水樹脂的堵漏能力，測(cè)試精度高，測(cè)試步驟簡(jiǎn)單，為超強(qiáng)吸水樹脂應(yīng)用于堵漏提供了理論基礎(chǔ)。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種準(zhǔn)確測(cè)試超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的方法，包括以下步驟(a)在固定的實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)試不同注入壓力對(duì)堵漏效果的影響，找出注入壓力的
最佳值；(b)然后改變砂粒粒徑，其他條件不變，測(cè)試不同注入壓力下的承壓能力情況；(c)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選出使封堵效果達(dá)到最佳的砂粒粒徑和注入壓力搭配；(d)根據(jù)前面實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果，并以此為條件，通過改變超強(qiáng)吸水樹脂粒徑對(duì)比承壓能力，得出巖心粒徑與超強(qiáng)吸水樹脂粒徑最佳的粒度搭配；在此基礎(chǔ)上改變超強(qiáng)吸水樹脂加量，通過對(duì)比得出最適當(dāng)?shù)募恿浚?br> 4
(e)在已有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，測(cè)不同的攪拌時(shí)間條件下，超強(qiáng)吸水樹脂的封堵情況及承壓能力的變化，然后對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果；(f)通過攜帶液攜帶超強(qiáng)吸水樹脂，將其注入漏層，待就位后注清水，測(cè)試出超強(qiáng)吸水樹脂的堵漏能力。所述步驟(a)中，固定的實(shí)驗(yàn)條件包括砂粒粒徑、超強(qiáng)吸水樹脂顆粒粒徑及濃度和攪拌時(shí)間。所述砂粒粒徑為50目。所述超強(qiáng)吸水樹脂顆粒粒徑為80目。所述超強(qiáng)吸水樹脂顆粒的濃度為2. 5mol/L。所述攪拌時(shí)間為30分鐘。綜上所述，本發(fā)明的有益效果是能快速測(cè)出超強(qiáng)吸水樹脂的堵漏能力，測(cè)試精度高，測(cè)試步驟簡(jiǎn)單，為超強(qiáng)吸水樹脂應(yīng)用于堵漏提供了理論基礎(chǔ)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖
，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不僅限于此。實(shí)施例本發(fā)明涉及的一種準(zhǔn)確測(cè)試超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的方法，其具體步驟如下(a)在固定的實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)試不同注入壓力對(duì)堵漏效果的影響，找出注入壓力的
最佳值；(b)然后改變砂粒粒徑，其他條件不變，測(cè)試不同注入壓力下的承壓能力情況；(c)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選出使封堵效果達(dá)到最佳的砂粒粒徑和注入壓力搭配；(d)根據(jù)前面實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果，并以此為條件，通過改變超強(qiáng)吸水樹脂粒徑對(duì)比承壓能力，得出巖心粒徑與超強(qiáng)吸水樹脂粒徑最佳的粒度搭配；在此基礎(chǔ)上改變超強(qiáng)吸水樹脂加量，通過對(duì)比得出最適當(dāng)?shù)募恿浚?e)在已有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，測(cè)不同的攪拌時(shí)間條件下，超強(qiáng)吸水樹脂的封堵情況及承壓能力的變化，然后對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果；(f)通過攜帶液攜帶超強(qiáng)吸水樹脂，將其注入漏層，待就位后注清水，測(cè)試出超強(qiáng)吸水樹脂的堵漏能力。所述步驟(a)中，固定的實(shí)驗(yàn)條件包括砂粒粒徑、超強(qiáng)吸水樹脂顆粒粒徑及濃度和攪拌時(shí)間。所述砂粒粒徑為50目。所述超強(qiáng)吸水樹脂顆粒粒徑為80目。所述超強(qiáng)吸水樹脂顆粒的濃度為2. 5mol/L。上述測(cè)試方法能快速測(cè)出超強(qiáng)吸水樹脂的堵漏能力，測(cè)試精度高，測(cè)試步驟簡(jiǎn)單， 為超強(qiáng)吸水樹脂應(yīng)用于堵漏提供了理論基礎(chǔ)。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種準(zhǔn)確測(cè)試超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的方法，其特征在于，包括以下步驟(a)在固定的實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)試不同注入壓力對(duì)堵漏效果的影響，找出注入壓力的最佳值；(b)然后改變砂粒粒徑，其他條件不變，測(cè)試不同注入壓力下的承壓能力情況；(c)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選出使封堵效果達(dá)到最佳的砂粒粒徑和注入壓力搭配；(d)根據(jù)前面實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果，并以此為條件，通過改變超強(qiáng)吸水樹脂粒徑對(duì)比承壓能力，得出巖心粒徑與超強(qiáng)吸水樹脂粒徑最佳的粒度搭配；在此基礎(chǔ)上改變超強(qiáng)吸水樹脂加量，通過對(duì)比得出最適當(dāng)?shù)募恿浚?e)在已有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，測(cè)不同的攪拌時(shí)間條件下，超強(qiáng)吸水樹脂的封堵情況及承壓能力的變化，然后對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果；(f)通過攜帶液攜帶超強(qiáng)吸水樹脂，將其注入漏層，待就位后注清水，測(cè)試出超強(qiáng)吸水樹脂的堵漏能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種準(zhǔn)確測(cè)試超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的方法，其特征在于， 所述步驟(a)中，固定的實(shí)驗(yàn)條件包括砂粒粒徑、超強(qiáng)吸水樹脂顆粒粒徑及濃度和攪拌時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種準(zhǔn)確測(cè)試超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的方法，其特征在于， 所述砂粒粒徑為50目。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種準(zhǔn)確測(cè)試超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的方法，其特征在于， 所述超強(qiáng)吸水樹脂顆粒粒徑為80目。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種準(zhǔn)確測(cè)試超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的方法，其特征在于， 所述超強(qiáng)吸水樹脂顆粒的濃度為2. 5mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種準(zhǔn)確測(cè)試超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的方法，其特征在于， 所述攪拌時(shí)間為30分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種準(zhǔn)確測(cè)試超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的方法。該準(zhǔn)確測(cè)試超強(qiáng)吸水樹脂堵漏能力的方法包括測(cè)試出注入壓力的最佳值；測(cè)試不同注入壓力下的承壓能力情況；選出最佳砂粒粒徑和注入壓力搭配；通過對(duì)比得出最適當(dāng)?shù)募恿浚粶y(cè)試出超強(qiáng)吸水樹脂的堵漏能力等步驟。本發(fā)明能快速測(cè)出超強(qiáng)吸水樹脂的堵漏能力，測(cè)試精度高，測(cè)試步驟簡(jiǎn)單，為超強(qiáng)吸水樹脂應(yīng)用于堵漏提供了理論基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)G01N33/44GK102478567SQ20101056818
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者劉筱筱 申請(qǐng)人:劉筱筱