川东北气体钻井反向承压堵水技术研究

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1、科研项目中间检査报告川东北气体钻井反向承压封堵出水层技术研究中国石化石油勘探开发研究院二零零七年六月赵福麟王琳钱晓琳琳王业飞承担部门：中石化石油勘探开发研究院项目负责人：苏长明技术负责人：于培志研究人员：苏长明于培志王业飞李家芬张进双王西江报告编写人：苏长明于培志王研究起止年限：2006年10月至2007年12月一、主要研究内容及项目进展情况1(―)项目主要研究内容1(-)项目进展情况1二、项目进展及取得的阶段成果2(-)液体冻胶“封隔器”研究21、AM交联体系冻胶“封隔器”配方研究22、聚合物HPAM交联体冻胶“

2、封隔器”配方73、模拟井筒的物理模型设计9(―)反向承压堵水剂研究101、堵水剂冻胶成冻时间和成冻强度的确定102、堵水剂冻胶配方研究113、水玻璃凝胶堵水剂15(三)封堵出水层施工工艺研究18三、存在的问题18四、下一步工作安排19一、主要研究内容及项目进展情况(―)项目主要研究内容1.液体冻胶“封隔器”研究；①液体冻胶“封隔器”组成及配方研究；②液体冻胶“封隔器”性能研究；③液体冻胶“封隔器”作用机理研究。2.反向承压堵水剂研究①高分子反向承压堵水剂研究；②纳米一超微细反向承压堵水剂研究；③桥堵反向承压堵水剂研

3、究；④反向承压堵水剂作用机理研究；3.反向承压封堵水层施工工艺技术研究①液体冻胶“封隔器”控制注入与放置技术研究；②反向承压堵水剂组合与注入工艺技术研究；③恢复气体钻井施工技术。(-)项目进展情况《川东北气体钻井反向承压封堵出水层技术研究》项目于2006年10刀正式启动。项目进展情况年份起止时间主要研究内容完成任务情况200610〜121、国内外技术调研2、室内实验方案设计1、完成现场调研、技术调研2、完成试验设计报告20071〜31、封堵材料优选或研发2、提交室内研究成果报告1、完成冻胶“封隔器”材料优选和配方的

4、优选。2、完成凝胶堵剂材料和配方的优选。20073〜61、材料中试生产2、体系配方研究1、完成体系及配方研允二、项目进展及取得的阶段成果(-)液体冻胶“封隔器”研究1、AM交联体系冻胶“封隔器”配方研究(1)液体冻胶的评价方法1)成冻时间：以胶液开始形成冻胶的时间，即初冻时间来表征丙烯酰胺(AM)冻胶的成冻时间，60°C以上温度初冻时间和终冻时间基本相同。2)冻胶强度：以锥入度表征成冻强度。其中锥入度采用水泥标准稠度及凝结时间测定仪来测定，改进的配套标准试杆如下图所示。图1水泥标准稠度及凝结时间测定仪和改进型强度测

5、定杆截面示意图测试过程：在冻胶制备24h后测定剩余液量和锥入度。倒出瓶中上部未成冻的剩余液体，称重，记录剩余液量；之后用水泥标准稠度及凝结时间测定仪测量测定杆进入冻胶的深度，记为锥入度。(2)AM交联体系基本配方研究通过正交试验来分析各因素对成冻体系成冻吋间、成冻强度的影响，确定出丙烯酰胺单体、交联剂和引发剂的大概浓度范围，然后再对其进行优化得到现有的基准配方。表1液体冻胶封隔器的影响因素及所取水平划分因素名称温度（°C）AM浓度（％）MBA浓度（％）CAS浓度（％）PAM浓度（％）水平4060」50.060.45

6、050.10.030.36040.050.020.27530.0250.010」表2液体冻胶封隔器优化试验条件及试验结果试验号温度(°C)AM浓度(%)MBA浓度(%)CAS浓度(%)PAM浓度(%)成冻时间（h）锥入度（mm）14060.150.060.4>24—24050.10.030.3>24—34040.050.020.2>24—44030.0250.010」>24—55060」0.020」51465050.150.010.2101075040.0250.060.371585030.050.030.4832

7、96060.050.010.32.516106050.0250.020.4823116040.150.030.11.59126030.10.060.2115137560.0250.030.2<1—147550.050.060.1<1—157540.10.010.4<1—167530」50.020.3<1—从表2中的数据可以看岀：中温50°C、60°C下成冻体系的成冻时间和成冻强度比较好；而低温40°C下成冻体系的成冻时间过长需要加入加速剂Na2SO3；高温75°C下成冻体系的成冻时间过短需加入缓速剂K3[Fe（CN

8、）6]0根据正交试验表我们可以得岀50°C、60°C下丙烯酰胺单体、交联剂和引发剂的大概浓度范围，然后再围绕该浓度范围上下进行优化配方研究。在此基础上分别研究40°C、50°C、60°C、75°C下成冻情况，以获得成冻时间在5h左右的配方，为进一步研究提供基准数据。具体实验数据如下列表格所示。表3现有基准配方试验号温度(°C)配方初胶时间(h)1755%AM