一種低溫樹脂型套管破損修復(fù)封固劑及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油田開采技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于在油田開發(fā)過程中，因套管損傷、變形而進(jìn)行的套管修復(fù)加固作業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]在油田開發(fā)進(jìn)程中，隨著油、水井生產(chǎn)周期的延長，開發(fā)方案的不斷調(diào)整和實(shí)施，由于地層地應(yīng)力的變化、油水井作業(yè)以及其他施工的影響，油、水井的套管發(fā)生變形、破損，不僅使井無法正常生產(chǎn)，還給井下作業(yè)造成困難，降低井的壽命，影響油田開發(fā)井網(wǎng)的完善和最終米收率。
[0003]針對油水井套損套變，國內(nèi)所采用的解決方案，大多以套管補(bǔ)貼、套管換取、套管加固等單純機(jī)械手段的修復(fù)技術(shù)。
[0004]王樹榮，鄭德昌等發(fā)表在專題研究的《套管損壞井的修復(fù)與再利用》中，詳細(xì)總結(jié)了套管修復(fù)技術(shù)在勝利油田的應(yīng)用，取套換套技術(shù)僅限于淺層套管的處理；機(jī)械修套技術(shù)使用范圍較窄，成本較高。中國專利 CN2844407、CN102926696A、CN2844407、CN200940467、CN1676865、CN102504781A等發(fā)明都單純借助機(jī)械手段進(jìn)行修復(fù)。
[0005]常規(guī)套管修復(fù)技術(shù)局限性如下:
[0006]⑴采用套管補(bǔ)貼修復(fù)技術(shù)加固套損井段，造成套管縮徑，影響以后的生產(chǎn)作業(yè)。⑵套管換取能夠解決大部分套損問題，但受設(shè)備和工藝水平限制，修復(fù)深度有限且費(fèi)用昂貴。⑶水泥加固作業(yè)。受水泥材料性能的限制，其抗拉、抗剪切強(qiáng)度較低，反應(yīng)可控時(shí)間有限，配成的水泥漿易被水沖釋，對各種滲流通道的適應(yīng)性較差，使其實(shí)際使用效果難以滿足生產(chǎn)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種用于低溫地層油水井套管修復(fù)的樹脂封固劑及其應(yīng)用。
[0008]主劑材料選用廉價(jià)易得的熱固性酚醛樹脂，為使主劑材料在低溫條件下具有合理的反應(yīng)速率，采用醇類作稀釋劑、多胺作固化劑、有機(jī)酸作催化劑，合成適用地層溫度25?500C，具有良好化學(xué)穩(wěn)定性、均衡機(jī)械性能的樹脂封固劑。
[0009]封固劑固化前理化特征為疏水性液態(tài)物質(zhì)，注入性好，且不會(huì)被地層水和井筒水稀釋。注入套管損壞或套管變形井段的封固劑，在地層溫度下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終固化為不透水的高強(qiáng)度固態(tài)樹脂。
[0010]本發(fā)明:低溫樹脂型套管破損修復(fù)封固劑，適用于地層溫度25?50°C，各組分重量百分比分別為:
[0011]熱固性酚醛樹脂(RS-619)，用量80?90% ；
[0012]稀釋劑:乙醇，8?10% ；
[0013]固化劑:間苯二胺，0.2?0.3% ;
[0014]催化劑:對甲基苯磺酸，1.69?2.6% ；
[0015]黃發(fā)榮、焦楊聲主編的《酚醛樹脂及其應(yīng)用》中解釋，酚醛樹脂為黃色、透明、無定形塊狀物質(zhì)，因含有游離分子而呈微紅色，比重1.25?1.30，易溶于醇，不溶于水，對水、弱酸、弱堿溶液穩(wěn)定。由苯酚和甲醛在催化劑條件下縮聚、經(jīng)中和、水洗而制成的樹脂。因選用催化劑的不同，可分為熱固性和熱塑性兩類。酚醛樹脂具有良好的耐酸性能、力學(xué)性能、耐熱性能。
[0016]熱固性酚醛樹脂(RS-619)為市售商品，全國多家生產(chǎn)廠家有售，如江蘇東臺市天元化工有限公司、河南新鄉(xiāng)熔鑫耐材有限責(zé)任公司等。本文選用河南新鄉(xiāng)熔鑫耐材有限責(zé)任公司的RS-619熱固性酚醛樹脂，外觀:棕黃色透明粘稠液體，固含量(％):> 70?85，游離酚(％):< 10%，殘?zhí)苛?％) > 40?50。
[0017]低溫樹脂型套管破損修復(fù)封固劑使用條件:地層溫度25?50°C的油水井。
[0018]低溫樹脂型套管破損修復(fù)封固劑應(yīng)用，
[0019]⑴用于地層溫度25?30°C的封固劑；配方各組分百分含量:熱固性酚醛樹脂(RS-619)，80?85% ;乙醇，8?10% ;間苯二胺，0.2?0.3% ;對甲基苯磺酸，2.2?2.26% ；
[0020]⑵用于地層溫度30?40°C的封固劑，配方各組分百分含量:熱固性酚醛樹脂(RS-619)，85?88% ;乙醇，8?10% ;間苯二胺，0.2?0.3% ;對甲基苯磺酸，1.87?2.04% ；
[0021]⑶用于地層溫度40?50°C的封固劑，配方各組分百分含量:熱固性酚醛樹脂(RS-619)，88?90% ;乙醇，8?10% ;間苯二胺，0.2?0.3% ;對甲基苯磺酸，1.69?1.87%。
[0022]使用方法:
[0023]步驟A、利用鉆銑技術(shù)對油井套管損壞或套管變形井段進(jìn)行擴(kuò)眼；
[0024]步驟B、注入樹脂封固劑:將水泥車、配液池及輔助管線、閥門連接到井口裝置上:進(jìn)行試壓，以不刺不漏為合格；將用于油水井套管修復(fù)的樹脂封固劑用水泥車注入到油井套管損壞或套管變形井段；注入完畢后，關(guān)閉油井等候樹脂封固劑凝三天；
[0025]步驟C、利用鉆銑技術(shù)鉆穿油井套管損壞或套管變形井段凝固的樹脂封固劑，保留在井壁上得凝固的樹脂封固劑形成人工復(fù)合套管，恢復(fù)油井井眼。
[0026]發(fā)明的效果
[0027]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明以廉價(jià)易得的熱固性酚醛樹脂為主劑材料，根據(jù)油藏溫度不同，加入不同比例的稀釋劑、催化劑、固化劑，以獲得滿足現(xiàn)場施工條件的封固劑。在25?50°C條件下，可控反應(yīng)時(shí)間3?6h，固化后樣品抗拉強(qiáng)度10.1?12.8MPa，抗壓強(qiáng)度
12.7?38MPa，抗剪切強(qiáng)度8.4?20.2MPa ;在不同溫度條件下，固化后樣品在濃度分別為10%的酸、堿、鹽溶液中浸泡24h，溶蝕率均小于0.5%。應(yīng)用于油田開發(fā)中套管損傷、變形后的修復(fù)加固作業(yè)以及對高含水層的封堵，結(jié)合鉆銑修井工藝技術(shù)，在套管變形井段再造復(fù)合人工套管，恢復(fù)油水井的生產(chǎn)能力。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本實(shí)施例中，所采用的化學(xué)原料均為工業(yè)級產(chǎn)品，加入比例均為重量百分比。
[0029]實(shí)施例1:
[0030]適用于地層溫度30?40°C的封固劑各組分重量百分比為:
[0031]熱固性酹醒樹脂，用量88.50%,米用河南新鄉(xiāng)熔鑫耐材有限責(zé)任公司牌號為RS-619的熱固性酚醛樹脂；稀釋劑:乙醇，用量8.8% ;固化劑:間苯二胺，用量0.27% ;催化劑:對甲基苯磺酸，用量2.43%。
[0032]制備方法:取2.43份的對甲基苯磺酸，加入到8.8份的乙醇中，攪拌均勻；取0.27份的間苯二胺、88.5份的熱固性酚醛樹脂加入到上述溶液，攪拌均勻，制備套管修復(fù)封固劑。
[0033]實(shí)施步驟:
[0034]步驟A、利用鉆銑技術(shù)對油井套管損壞或套管變形井段進(jìn)行擴(kuò)眼；
[0035]步驟B、注入樹脂封固劑:將水泥車、配液池及輔助管線、閥門連接到井口裝置上:進(jìn)行試壓，以不刺不漏為合格；將用于油水井套管修復(fù)的樹脂封固劑用水泥車注入到油井套管損壞或套管變形井段；注入完畢后，關(guān)閉油井等候樹脂封固劑凝三天；
[0036]步驟C、利用鉆銑技術(shù)鉆穿油井套管損壞或套管變形井段凝固的樹脂封固劑，保留在井壁上凝固的樹脂封固劑形成人工復(fù)合套管，恢復(fù)油井井眼。
[0037]實(shí)施例2:
[0038]適用于溫度25?30°C的封固劑,各組分重量百分比為:
[0039]熱固性酚醛樹脂，用量89%，采用河南新鄉(xiāng)熔鑫耐材有限責(zé)任公司牌號為RS-619的熱固性酚醛樹脂；稀釋劑:乙醇，用量8.9% ;固化劑:間苯二胺，用量0.2% ;催化劑:對甲基苯磺酸，用量1.90%。
[0040]制備方法:取1.9份的對甲基苯磺酸，加入到8.9份的乙醇中，攪拌均勻；取0.2份的間苯二胺、89份的熱固性酚醛樹脂加入到上述溶液，攪拌均勻，制備套管修復(fù)封固劑。
[0041]實(shí)施步驟:
[0042]步驟A、利用鉆銑技術(shù)對油井套管損壞或套管變形井段進(jìn)行擴(kuò)眼；
[0043]步驟B、注入樹脂封固劑:將水泥車、配液池及輔助管線、閥門連接到井口裝置上:進(jìn)行試壓，以不刺不漏為合格；將用于油水井套管修復(fù)的樹脂封固劑用水泥車注入到油井套管損壞或套管變形井段；注入完畢后，關(guān)閉油井等候樹脂封固劑凝三天；
[0044]步驟C、利用鉆銑技術(shù)鉆穿油井套管損壞或套管變形井段凝固的樹脂封固劑，保留在井壁上凝固的樹脂封固劑形成人工復(fù)合套管，恢復(fù)油井井眼。
[0045]實(shí)施例3:
[0046]采用中低溫樹脂型封固劑對高含水層進(jìn)行化學(xué)封堵。
[0047]選用適用于溫度40?50°C的封固劑，各組分重量百分比為:
[0048]熱固性酹醒樹脂，用量89.19%,米用河南新鄉(xiāng)熔鑫耐材有限責(zé)任公司牌號為RS-619的熱固性酚醛樹脂；稀釋劑:乙醇，用量8.92% ;固化劑:間苯二胺，用量0.2% ;催化劑:對甲基苯磺酸，用量1.69%。
[0049]制備方法:取1.69份的對甲基苯磺酸，加入到8.92份的乙醇中，攪拌均勻；取0.2份的間苯二胺、89.19份的熱固性酚醛樹脂加入到上述溶液，攪拌均勻，制備套管修復(fù)封固劑。
[0050]實(shí)施步驟:
[0051]步驟A、利用鉆銑技術(shù)對油井套管損壞或套管變形井段進(jìn)行擴(kuò)眼；
[0052]步驟B、注入樹脂封固劑:將水泥車、配液池及輔助管線、閥門連接到井口裝置上:進(jìn)行試壓，以不刺不漏為合格；將用于油水井套管修復(fù)的樹脂封固劑用水泥車注入到油井套管損壞或套管變形井段；注入完畢后，關(guān)閉油井等候樹脂封固劑凝三天；
[0053]步驟C、利用鉆銑技術(shù)鉆穿油井套管損壞或套管變形井段凝固的樹脂封固劑，保留在井壁上凝固的樹脂封固劑形成人工復(fù)合套管，恢復(fù)油井井眼。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低溫樹脂型套管破損修復(fù)封固劑，其特征在于:各組分重量百分比為: 熱固性酚醛樹脂(RS-619)，80?90%; 乙醇，8?10% ； 間苯二胺，0.2?0.3% ； 對甲基苯磺酸，1.69?2.6%。
2.—種權(quán)利要求1所述中低溫樹脂型套管破損修復(fù)封固劑應(yīng)用，其特征在于:⑴用于地層溫度25?30°C的封固劑；配方各組分百分含量:熱固性酚醛樹脂(RS-619)，80?85% ;乙醇，8?10% ;間苯二胺，0.2?0.3% ;對甲基苯磺酸，2.2?2.26% ；⑵用于地層溫度30?40°C的封固劑，配方各組分百分含量:熱固性酚醛樹脂(RS-619)，85?88% ;乙醇，8?10% ;間苯二胺，0.2?0.3% ;對甲基苯磺酸，1.87?2.04% ；⑶用于地層溫度40?50°C的封固劑，配方各組分百分含量:熱固性酚醛樹脂(RS-619)，88?90% ;乙醇，8?10% ;間苯二胺，0.2?0.3% ;對甲基苯磺酸，1.69?1.87%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低溫樹脂型套管破損修復(fù)封固劑；各組分重量百分比為：熱固性酚醛樹脂（RS-619）80～90%；乙醇，8～10%；間苯二胺0.2～0.3%；對甲基苯磺酸，1.69～2.6%；本封固劑在25～50℃條件下，可控反應(yīng)時(shí)間3～6h，固化后樣品抗拉強(qiáng)度10.1～12.8MPa，抗壓強(qiáng)度12.7～38MPa，抗剪切強(qiáng)度8.4～20.2MPa；在不同溫固化后樣品在濃度為10%的酸、堿、鹽溶液中浸泡24h，溶蝕率均小于0.5%，用于油田開發(fā)中套管損傷、變形后的修復(fù)加固作業(yè)以及對高含水層的封堵，結(jié)合鉆銑修井，在套管變形井段再造復(fù)合人工套管，恢復(fù)油水井的生產(chǎn)能力。
【IPC分類】C08K5-05, C09K8-44, C08K5-17, C08K5-42, C08L61-06, E21B29-10
【公開號】CN104650834
【申請?zhí)枴緾N201310575153
【發(fā)明人】張黎黎, 胡書寶, 吳剛, 謝剛, 謝娟, 杜清珍, 曹瑞民, 張國鈞, 魏愛軍, 馬志, 姜偉褀
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月15日